核燃料铀的提取—浸出(二)

3原地浸出或原地浸出(简称原地浸出)

顾名思义，原地浸出(目前最常用的术语是“原地浸出”)是一种采矿和冶炼方法，在这种方法中，浸出液在自然埋藏条件下通过液体注入钻孔注入到矿体中，铀(有用的目标成分)被选择性地浸出，并且含有目标成分的铀溶液通过液体提取钻孔被提升到地表进行回收处理。这样，在液体泵送孔和液体注射孔之间形成负压漏斗，使得从液体注射孔注射的溶液连续地流向液体泵送孔，以形成连续的液体流。该方法对矿体的水文地质条件有严格要求。只有少数渗透性好的砂岩铀矿适合使用。一般情况下，只有当砂岩渗透速度大于0.1m/d时，才可能进行有效浸出。矿体有上下隔水层。因此，适用于原地浸出的矿床必须满足以下条件:

沉积物通常是水平的，必须位于含水层中。

3.矿床上下需要一个良好的隔水层。

矿床中的铀处于易浸出的氧化状态，位于氧化带和还原带的交界处。④矿床渗透性好；

必须知道矿床中含水层水的流向和流速。

如此苛刻的要求极大地限制了它的应用。

原地浸出不需要提取矿石，有其特殊的优点:

(1)投资少，设备少；

(2)它覆盖的面积很小，对地球表面的损害很小。

(3)废弃尾矿少，有效控制了放射性粉尘污染。

原地浸出原理:在含溶剂水溶液的帮助下，当矿体被注入到含矿层的地层中，并使地下水通过钻孔时，矿体与溶剂接触，发生铀的溶解过程。溶液不断流过矿体，矿体上的铀不断溶解在溶液中。此时，矿体表面的溶剂浓度和溶液中的溶剂浓度在较长时间内保持较大的浓度差，因此矿体上的铀不断扩散到流动的含溶剂溶液中。直到溶液中的铀和矿体中的铀扩散到动态平衡，在正常情况下，溶液从注入孔连续输入，同时溶液从提取孔连续提取。通常，泵出的溶液量比注入的溶液量大约10%。一是确保含铀溶液不会随水流流出浸出矿体，从而不会对地下水造成污染。二是确保渗滤液的浓度不会降低，因为除了注入的溶液外，地层本身也有地下水，否则渗滤液的浓度可能会降低。

目前，我国可地浸矿体相对较少，含水层渗透性较好的砂岩铀矿体更是少之又少。除了*和内蒙古的一些可地浸砂岩铀矿体外，其他地方很少或几乎没有可地浸砂岩铀矿体。

原地浸出的程序和操作方式见图1、图2和图3。

图1原地浸出矿体

图2原位钻井布置图

图3浸出过程操作示意图

4流化浸出

流态化浸出是将矿石研磨至-150-200目，将研磨后的矿石制成矿浆，将矿浆加入上部截面扩大、下部为锥形出料系统的塔式结构的浸出塔顶部，从塔底加入浸出溶剂或洗涤液，通过矿石与溶液的逆流接触使矿石处于悬浮状态，从而实现浸出和洗涤过程。目前，这种浸出方法很少使用。

图5流态化浸出示意图

5原地爆破浸出

原地爆破浸出是在矿体中获得一定的补偿空间后，通过爆破将自然埋藏条件下的矿体破碎到一定程度，并在爆破落矿的同时建堆，然后以类似堆浸的方式进行浸出的方法。一般来说，它只适用于矿石储量较小的硬岩矿石，因此其应用范围相对较窄。

6薄层渗滤浸出(罐式浸出)

薄层渗滤浸出(罐式浸出)是指将矿石堆积在渗滤罐中，预先从底部排出液体，通过顶部喷淋或底部进液的方式对矿石进行浸泡浸出的过程。堆浸的方法与槽式堆浸基本相同，只是填矿的矿层较薄，一般为0.5m左右。

在湿法冶金中，铀浸出只是回收和分离铀的一小部分。这只是一个分离过程，将铀从矿石中的大多数其他矿物中分离出来，同时获得含铀溶液。虽然矿石中的大部分铀被浸出，但溶液中铀的浓度仍然相对较低，在浸出铀的同时，一些其他无用的矿物也进入铀溶液。浸出过程只将矿物中的铀转化为可溶的铀溶液，因此得到的浸出液只是一种铀含量相对较低的混合溶液。除了酸或碱，它还含有许多其他无用的杂质矿物，需要通过其他方法进一步分离和浓缩，如离子交换法或萃取法。(结束)