鈾礦冶

堆浸是堆置浸出法的簡稱，是通過將稀的化學溶劑噴灑到預先堆置好的礦石堆上，選擇性地溶解（浸出）礦石中的目標成分，形成離子或絡合離子並使之轉入溶液，以便進行進一步的提取或回收的浸出方法；堆浸的礦石僅需粗碎即可，溶液在礦堆中處於非飽和流狀態。我國堆浸提鈾技術研究始於上世紀60年代，經過幾代鈾礦冶科技工作者的不斷努力探索，已經在許多技術領域取得了突破，一大批科研成果已成功應用於堆浸提鈾工業生產，並且取得了顯著的經濟效益。堆浸提鈾工藝是中國鈾礦冶生產的主要工藝之一。 ^[2] 

該技術的特點是首先將破碎礦石進行濃酸熟化預處理，使礦石中的鐵氧化為三價，鈾大部分轉化為可溶性鹽，然後採用含硫酸高鐵的清水進行淋浸。此工藝既縮短了礦石的浸出週期．也提高了浸出合格液的鈾濃度。經多年的工業應用表明，採用濃酸熟化—高鐵淋濾技術進行強化堆浸，礦石浸出週期僅60～100d，浸出合格液鈾濃度可達7～9g/L。 ^[1] 

低滲透性含泥礦石化學粘合進行酸法制粒，該粘合劑通過參與化學反應，可在礦粒內部形成以水化物晶核為基礎的結晶結構網，從而大幅度提高了礦堆的滲透性。工業生產表明，礦石經過制粒預處理以後進行堆浸，金屬的浸出率95%以上，與直接堆浸相比較，浸出週期縮短70%，浸出合格液鈾濃度提高50%。 ^[1] 

經過對堆浸傳質機理及浸出過程進行深入分析研究，提出了細粒級礦石堆浸的概念，認為堆浸礦石的破碎應該存在一個最佳經濟粒度，在充分試驗的基礎上，推導出了堆浸礦石破碎的經濟粒度計算模型。該研究成果已經在多個堆浸鈾礦山得到了應用。 ^[1] 

為了儘可能提高礦石堆浸合格液鈾濃度，降低原材料消耗，針對多種鈾礦石進行了系統的串聯堆浸技術試驗研究，開發了計算礦石串聯堆浸各階段操作參數的數學模型。多個堆浸提鈾礦山的應用結果表明，在使用該技術以後，堆浸合格液的鈾濃度可提高2～3倍，浸出過程的酸、氧化劑以及金屬回收工序的材料消耗可降低20%～30%。 ^[1] 

中國對於細菌氧化堆浸提鈾技術的研究始於20世紀60年代，主要是利用氧化亞鐵硫桿菌對礦石中的黃鐵礦或吸附尾液中的Fe2+進行氧化使Fe2+轉變成Fe3+，從而完成對礦石中低價鈾的氧化浸出。已進行了4000t規模的工業試驗。工業試驗結果表明，採用細菌氧化堆浸與常規氧化堆浸相比，硫酸消耗可降低12.5%，浸出時間可縮短32%～45%、浸出液鈾濃度可提高88.2%。 ^[1] 

已探明的鈾礦資源中，鈾鉬共生礦牀佔有一定的比例，此類型礦牀在常規浸出時往往浸出時間長、鉬的浸出率低，並且浸出液中鈾鉬的分離效果不夠理想。採用拌酸熟化及活化浸出技術對礦石進行堆浸處理，使礦石的浸出週期縮短了一半以上，鈾的浸出率達到90%，鉬的浸出率達到70%以上，並採用新型的離子交換樹脂從浸出液中同時吸附鈾鉬，通過分步淋洗使鈾鉬的分離係數達到2000以上。 ^[1] 

對於一些鐵、鎂、鈣、鋁等雜質含量高的複雜鈾礦，常規堆浸過程中，堆內溶液的酸度隨着溶液的運移會不斷消耗，導致鐵、鎂、鈣、鋁在堆內不斷地遷移一積累一沉澱，使礦堆板結，降低了礦堆的滲透性。滲濾浸出工藝由於改變了溶液與礦石的接觸方式，可保持溶液酸度的相對穩定，有效地避免礦堆板結。工業試驗表明，採用滲濾浸出工藝代替堆浸工藝以後，礦石的浸出週期從300d以上降低到了60d以內，鈾浸出率從60%左右提高到90%以上。 ^[1] 

地浸出採鈾（簡稱地浸採鈾）是一種在天然埋藏條件下，通過溶浸液與礦物的化學反應選擇性地溶解礦石中的鈾，而不使礦石產生位移的集採、冶於一體的新型鈾礦開採方法。它一改過去常規礦山的生產模式，沒有昂貴而繁重的井巷或剝離工程，也沒有礦石運輸、選礦、破碎和尾礦壩建設等工序；被採的是礦石，但採出的是含有有用組分的溶液。地浸採鈾具有工藝簡單，基建投資少、生產成本低、環境保護和安防條件好，資源利用率高等優點，這一採礦新領域已受到世界採礦業的普遍關注。 ^[1] 

地浸採鈾是通過從地表鑽進至含礦層的注液井將按一定比例配製好的溶浸液注入到礦層，注入的溶浸液與礦石中的有用成分接觸發生化學反應，生成的可溶性化合物在擴散和對流作用下離開化學反應區進入沿礦層滲透遷移的溶液液流中形成浸出液；浸出液經過礦層從抽液井提升至地表，抽出的浸出液輸送至回收車間進行離子交換等工藝處理，最後得到合格產品。原地浸出採鈾原理如圖1所示。 ^[3]