3 原地浸出或就地浸出(简称地浸)
顾名思义,原地浸出(目前最常用的名词就是“地浸”)就是将溶浸液通过注液钻孔注入到天然埋藏条件下的矿体中,有选择性地溶浸有用目标成分——铀,并将含有目标成分的铀溶液通过抽液钻孔提升至地表进行回收处理的采冶方法。这样的方法使抽液孔与注液孔之间形成一个负压漏斗,从而从注液孔注下来的溶液不断地向抽液孔方向流动,形成一个连续流动的液流。此法对矿体的水文地质条件要求较严格,只有少数渗透性能较好的砂岩铀矿床适合采用,一般的情况下要求砂岩的渗透速度大于0.1m/d才可能进行有效地浸,矿体具有上下隔水层。因此适合于原地浸出的矿床必须满足以下条件:
2 矿床大致呈水平状,且必须位于含水层内;
3 矿床上下均需要有完好的隔水层;
4 矿床中的铀处于易于浸出的氧化状态,处于氧化带和还原带的交接处;④ 矿床有较好的渗透性;
5 必须获知矿床含水层水的流向和流速。
如此苛刻的要求使得它的应用受到了很大的限制。
原地浸出不需将矿石采出,有它特殊的优越性:
① 投资少、设备省;
② 占地面积少、很少造成地表的破坏;
③ 废弃的尾矿少,有效地控制了放射性粉尘的污染。
地浸的原理:借助于含有溶剂的水溶液,当通过钻孔注入含有矿层和流动地下水的地层中时,矿体与溶剂接触,发生铀的溶解过程,溶液不断流经矿体,矿体上的铀也就不断地溶解在溶液中,此时矿体表面的溶剂浓度和溶液中的溶剂浓度在比较长的时间内保持较大的浓差,因而矿体上的铀也就不断地向流动的含有溶剂的溶液中扩散,直到溶液中的铀与矿体中的铀相互扩散达到动态平衡为止,一般情况下,不断地从注入孔中输入溶液,同时也不断地从抽液孔中抽出溶液。一般抽出的溶液量大于注入的溶液量约10%左右,一是为了保证含有铀的溶液不会随水流流出浸出矿体以外,从而也就不会引起地下水的污染;二是为了保证了浸出液的浓度不会降低,因为除了注入的溶液外,还有地层中本身的地下水,否则可能会降低浸出液的浓度。
目前我国可地浸的矿体比较少,含水层的可渗透性较好的砂岩铀矿体跟国外比更加少,除了新疆和内蒙有部分可地浸砂岩铀矿体以外,其它地方可地浸砂岩铀矿体比较少甚至几乎没有。
地浸的程序和地浸的操作方式如图4-1、图4-2、图4-3所示:

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图4-1 地浸矿体 |
图4-2 地浸打钻孔布置图 |
图4-3 浸出时的操作示意图 |
4 流态化浸出
流态化浸出是将矿石磨细到-150 ~200目,并将磨细的矿石制成浆体,将浆体加入到具有塔形结构的筒体上部带有扩大段、下部带有锥形排料系统的浸出塔的顶部,浸出溶剂或洗涤液自塔底加入,通过矿石与溶液的逆流接触,使矿石处于悬浮状态,从而实现浸出及洗涤过程。目前很少采用这样的浸出方式。

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以后,借助爆破手段将天然埋藏条件下的矿体破碎至一定的块度,并在爆破落矿的同时进行筑堆,然后按照类似堆浸的方式进行浸出的方法。一般的情况下只适用于矿石储量小的硬岩矿石,因此它的适用范围比较窄。
6 薄层渗滤浸出(槽浸)
薄层渗滤浸出(槽浸)是指将矿石预先堆置在可以底部排液的渗滤池中,采用顶部喷淋或底部进液的方式对矿石进行浸泡并浸出的过程。它和槽式堆浸的方式基本上相同,只是填矿的矿层比较薄一些,一般情况下矿层大约是0.5m左右。
铀矿浸出仅是湿法冶金中回收与分离铀的其中很少的一部分,它只是将铀与矿石中的其它大多数矿物进行分离,并同时得到含铀溶液的一个分离过程。虽然矿石中的铀大多数被浸出来,但是,溶液中铀浓度还是比较低的,而且在浸出铀的同时,有部分其它无用的矿物也同时进入铀溶液中。浸出过程只是把矿物中的铀转化为可溶性的铀人员液,因而所得到的浸出液只是铀比较低的一种混合溶液,它除了酸或碱以外,还含有许多其它无用的杂质矿物,还需要通过其它的方法——如离子交换法或者萃取法——进行进一步的分离、浓缩。(完) |