- 铀矿山化学分析
- 杨金辉 胡鄂明 王清良等
- 1884字
- 2020-04-14 19:12:41
1.2 我国铀矿采冶工业的发展历史
我国铀矿冶工业从1958年创建至今,可分为3个发展阶段。
①创立发展期 时间为20世纪50~80年代中期。矿山开采方式以地下采掘为主、露天采掘为辅,铀矿石处理以搅拌浸出为主,并开展了低品位矿石井下堆浸和地浸采铀探索性试验。
②保军转民期 时间为20世纪80年代中期到2000年。该时期铀矿采冶技术取得了较大的突破,地浸采铀、堆浸提铀等技术得到工业应用,相继建成了我国第一座堆浸铀矿山、原地爆破浸出采铀矿山、井下无轨开采矿山和地浸采铀矿山。
③恢复发展期 时间为2001年至今。由于我国核能事业的迅猛发展,对天然铀的需求旺盛,该时期CO2+O2地浸技术、渗滤浸出技术和细菌氧化助浸等新技术得到工业应用,铀资源利用率进一步提高。
经过近60年的发展,我国铀矿采冶技术从无到有,从发展到壮大,到目前为止我国铀矿冶生产已经形成了地浸、堆浸、常规搅拌浸出等加工工艺并存的新格局。地浸采铀技术的成功应用为北方砂岩铀矿的开发提供了技术保障;精细化堆浸、细菌浸出、渗滤浸出、原地爆破浸出等技术使低品位、难处理的硬岩铀矿成为经济可采资源;近年研发出的CO2+O2地浸采铀工艺、多金属铀矿综合回收工艺等已成功实现工业化应用。CO2+O2地浸采铀工艺作为绿色开采工艺的示范,2015年获得国家科技进步二等奖。我国铀矿采冶技术水平在世界铀矿采冶技术中已处于举足轻重的地位。
我国于1958年建立了主管铀矿冶工作的二机部十二局,同时成立了新疆矿冶公司和中南矿冶公司,组建了北京铀矿选冶研究所、铀矿冶设计研究院和铀矿开采研究所。
第一批建设的铀矿冶企业,即三矿(郴州铀矿、衡山大浦铀矿和上饶铀矿)一厂(衡阳铀水冶厂)于1962年9月~1963年10月陆续建成并顺利投产,实现了从矿石到UO2的工业生产,成功解决了原子能工业的原料问题。它的特点是自力更生解决有无问题,全力为国防建设服务,铀矿开采技术同样处在创建、完善、发展阶段。在此期间,北京铀矿选冶研究所(现核工业北京化工冶金研究院)的科技人员用最快的速度生产出制备第一颗原子弹需要的UO2和UF4,为1964年10月我国第一颗原子弹爆炸成功做出了贡献。
1963年国家决定建立第二批铀矿冶企业,到1967年先后建成了广东和抚州两个铀矿冶联合企业,开发建设了新的铀矿、放射分选厂和铀水冶厂,包括衢州铀矿、本溪铀矿(草河口)、修水铀矿、兴城铀矿和伊宁铀矿及水冶厂等。第二批铀矿冶企业的铀矿开采和提取的工艺流程都是我国自行研究设计的。采矿工艺方面,试验采用了水泥隔离墙代替人工矿柱,水泥垫板代替木垫板,研究解决了含铀煤矿的开采技术,改进了缓倾斜薄矿层的采矿工艺。水冶工艺方面,成功研究了处理各种不同类型矿石的多种工艺流程,包括:处理花岗岩型矿的固液分离-清液萃取流程,处理含铀煤矿的低温燃烧发电和从煤灰中浸出并用萃取法提取铀的流程,处理泥质矿的流态化分级洗涤技术,处理火山岩矿的半连续逆流离子交换和用磷类萃取剂萃取合格解吸液的淋萃流程,处理碱交代型花岗岩铀矿和含碳酸盐较多的碳硅泥岩铀矿的加压碱浸流程。
到20世纪70年代末,建设了第三批铀矿冶企业。在铀矿冶科研方面推广了喷锚支护等高效率的施工技术,开展了原地浸出采铀试验,成功研究了从矿石浸出液直接制备三碳酸铀酰胺或四氟化铀的新工艺,突破了从含磷、钼等复合矿石中提取铀的技术和从含铀富矿中提取镭的工艺流程。
从20世纪80年代中期开始,随着核工业的战略转移,铀产品由面向国防建设转移到面向核电工业,国家对铀矿冶行业进行了大幅度调整,部分生产线下马、关停,天然铀产量一度降到历史最低水平,整个行业出现了阶段性的萧条。要改变我国铀矿冶企业的面貌,提高经济效益,必须采用新的工艺技术对传统的采冶工艺进行改造。为此开展了地浸、堆浸、原地爆破浸出等新技术及其工业化应用研究,经过不懈努力,取得了多方面的技术成果,铀矿冶全行业的生产工艺流程和主要装备得到了更新,虽然铀矿冶企业大大减少,但总的产能有所提升,企业劳动生产率、经济效益得到了大幅度的提高。铀矿冶生产已经形成了以地浸、堆浸、原地爆破浸出等工艺为主的新格局,特别是地浸采铀工艺将在今后一段时间内占据越来越重要的位置。目前,天然铀生产产量常规开采占10%~15%,堆浸占25%~30%,原地爆破浸出占5%~10%,地浸占40%~50%。至今地浸采铀采铀工艺技术已成为我国天然铀生产的主体,其产能和所占天然铀的生产比例将进一步扩大。
进入21世纪,随着核电的发展,天然铀的需求日益增长,同时国际铀价也持续攀升,给我国铀矿冶工业带来了新的发展机遇。作为国内唯一从事天然铀生产的企业——中核金原铀业有限责任公司正在抓紧实施天然铀生产大基地的战略,采用新工艺、新技术,进一步提升天然铀的生产能力,以满足核电发展的需要。