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1．“分散元素”——铀 铀矿物具有放射性和荧光性两大特性。此外四价铀矿物和六价铀矿物具有不同特征色泽，四价铀多呈黑色、灰黑色；六价铀矿物颜色十分鲜艳。
铀矿石 铀在地壳中平均含量为2.5×10-6，总埋藏量虽然比金、银、水银还要多，但是铀在地下的埋藏十分分散，被称做“分散元素”。并且，铀的化学性质很活泼，喜欢和其他元素合道，形成复合矿，已发现的铀矿物约有近200种，铀矿的特点是品位低、矿体分散、规模小，找到高品位的铀矿相当不容易，品位高于万分之五就有开采价值。 铀矿的开采，过去主要用地下开采或露天开采。找矿、采矿和选矿，都会产生很多的废矿渣石。一般，挖出1吨铀矿石往往拿不到1千克铀。还有，铀衰变的子体镭和氡，是高毒性的放射性核素，必须做好防护工作。我国对治理废渣石，总结了“拦、护、填、封、疏、盖、植”七字治理方法，有效减少了空气中氡的析出率和水中铀和镭的浓度。 2．地浸办法好 近年来开发的地浸法，对砂岩型铀矿，不必将铀矿石挖出来，省去运输、磨碎矿石等许多工序，只要打几口井，往地下注酸（或碱）液，在地下把铀溶解出来。然后，将铀矿浆从地下抽上来，直接输运到水冶厂去加工。这样，把采矿、选矿和水冶连成一体，不会产生很多污染环境的废石和尾矿砂。地浸确实是个好办法，但是，目前找到适用于地浸的铀矿床还不算多。 除了地浸外，还有堆浸法、原地爆破浸出法、细菌浸出法等。堆浸法就是把矿石破碎后堆成堆，在上面喷洒稀硫酸，收集浸出液。原地爆破当出采铀就是将采场内的矿石破碎到一定块度，在原地用事先配制好的溶液对矿石进行喷淋，再将所形成的浸出液送地面水冶处理的方法。细菌浸出法是利用细菌的氧化作用，少用或不用硫酸，从矿石中浸出铀的一种方法。常用能氧化含铁硫化矿的菌种，如氧化硫杆菌或氧化铁硫杆菌。细菌浸出法还没有得到工业应用。 3．从矿浆里制取精产品 铀矿石经过酸（如硫酸）或碱（如碳酸钠）的浸渍，得到含铀矿浆。矿浆经过化学萃取或离子交换和沉淀处理，获得称为“黄饼”的粗产品。黄饼中所含的氧化铀（U3O8）仅40%~80%，它里面含有很多杂质，并且很多是会“吃掉”维持链式反应的中子的毒物。因此，需要进一步纯化和提炼，该工艺过程，叫做铀的精制。 精制方法有：溶剂萃取法、离子交换法、离子交换与溶剂萃取复合法、沉淀法等。经过精制，获得铀的中间产品。中间产品还要进行化学转化，制成二氧化铀或金属铀，才可供下一步制造重水反应堆的燃料元件；经过铀-235富集之后，才可制造成轻水反应堆和研究堆的燃料元件或供做原子弹的装料。 溶浸采矿主要指地浸、堆浸、原地爆破浸出工艺。进入80年代以来，铀矿冶金行业为提高经济效益，渴望用新的工艺技术对传统的采冶工艺进行改造，根据我国大部分铀矿床是火山岩、花岗岩、砂岩型的矿床，以及矿床的物质组成情况，和铀矿冶研究院、所与部分铀矿冶企业长期对溶浸采矿所取得的研究成果表明，运用地浸，堆浸、原地爆破浸出工艺技术改革铀矿冶传统的采矿工艺，达到降低生产成本，提高经济效益等目的是完全可能的。在中核总公司大力支持下，从70年代开始一场认真推广地浸、堆浸、原地爆破浸出工艺技术的改革在铀矿冶企业全面展开，经过十多年不懈努力，80％以上的铀矿冶企业都程度不同地采用了溶浸采矿工艺，部分矿山完全摆脱传统的铀矿冶工艺，或成为单一的地浸铀矿山；或成为单一的堆浸铀矿山；或成为单一的原地爆破浸出铀矿山，溶浸采矿的产量占整个铀矿冶产量的比重逐年在提高，其具体提高比例如表1所示。 表1 溶浸采矿产量占整个铀矿系统产量的比例表
从而使铀矿冶整体采冶工艺流程大大缩短，能耗与原材料消耗大大降低，劳动生产率提高10倍以上，直接生产成本平均降低40％～50％，资源利用率平均提高20％～30％，放射性固体废物大大减少，铀矿冶企业经济效益普遍提高。例如核工业新疆矿冶局曾经是一个用传统工艺技术生产天然铀的单位，拥有4500余人，由于经济效益不佳于1986年关停转产。1990年该局推广地浸采铀工艺之后，矿床条件并不比原来好多少，而天然铀产量提高了4倍，生产成本降低了48％，基建投资减少65％，生产人员只有原有职工人数的1／20,放射性固体废渣只有原来的千分之几。又如江西某铀矿，1989年起省去传统采冶工艺成为一个全堆浸的铀矿山，使能耗节省85％，化工原材料降低66％，生产成本降低34％。又如陕西某铀矿，原为地下开采铀矿山，不但开采难度很大，生产成本很高，由于矿石需要外运，造成放射性对外运途中环境影响加重，80年代中期曾被列为关停单位。1987年该矿试验堆浸成功之后，紧接又试验原地爆破浸出工艺成功，现在已成为一个单一原地爆破浸出铀矿山，使能耗降低70％，化工原材料降低 60％，生产成本降低60％～65％，由于80％的采下矿石不出坑，大大减少放射性对环境的影响。该矿1994年一举摘掉亏损企业帽子，已成为连续多年的盈利企业。溶浸采矿能够取得好的效果主要原因是由于其生产工艺技术比较先进。其具体情况是： (1)地浸工艺。地浸又称原地浸出，是将溶浸液通过钻孔输入地下，从天然埋藏条件下的矿石中把金属铀溶解出来，又通过钻孔将溶解有铀金属的浸出液排出地表，进行加工处理的一种开采过程。它是集采、选、冶于一体的新型铀矿开采工艺，或者说是一种使铀金属的成矿环境与过程发生反向变化的铀矿开采的新工艺。由于采出的是含铀溶液，避免了昂贵、繁重、造成严重污染的工序，生产工艺十分简单，建设投资省，劳动效率高，环境保护好，生产成本低，安全防护条件好。地浸技术发展的历史虽然不长，但从理论到实践均已达到了较高水平。一个矿床是否适合地浸，从技术上讲其决定因素是矿床是否有一定的渗透性；从经济上讲重要条件是矿石品位与物质成份，矿层厚度与埋深。地浸所涉及的专门技术是：注液钻孔与抽液钻孔的结构与施工、溶浸液的配制与使用方法，以及溶浸范围的圈定与控制。此外，地浸铀资源的评价，井型与井距的确定，浸出液处理，地下水治理等是很重要的配套技术。90年代以来，世界铀市场上天然铀价格一降再降，常规开采的铀矿山在世界各地均纷纷关闭，而地浸铀矿山仍保持高产纪录，繁荣如旧，由此可见，地浸不仅表现出了突出的优点，而且表现出了惊人的抗风险能力。 (2)堆浸工艺。堆浸与传统水冶工艺相比较：流程短、工序少、设施简单、能耗小、物耗小、生产成本低和基建投资省。 (3)原地爆破浸出工艺。该工艺即通过爆破手段将坚硬密实的矿体在原地爆破成具有一定块度的矿块，之后注入溶浸液进行浸出，浸出液输送到地表进行处理。兼有地浸与堆浸的优点，是在地浸与堆浸的基础上发展起来的。由于80％的矿石不出采场，减少了矿石运搬和破碎工作量，减少了放射性对地表环境的污染；由于与矿体靠近的表外矿石很容易与矿体一道浸出来，从而可以提高资源回收率；生产成本在堆浸的基础上还可降低1／3。 地浸目前只限于顶底板围岩较完整且渗透性差，而矿层矿石为疏松砂岩渗透性好的条件才能使用，应用范围不广；然而由于堆浸与原地爆破浸出则对于花岗岩型、火山岩型、砂岩型铀矿床均能应用，因此溶浸采矿整体应用范围还是很大的，它在我国有较大的发展前景。但是由于溶浸采矿仍然是一门发展历史不长的工艺技术，还有很多不完善的地方，乃至某些关键技术尚待研究解决，若求地浸、堆浸、原地爆破浸出的水平进一步提高，使其应用范围更广，在我国经济建设发挥作用更大，仍需铀矿冶战线的研究人员，工程技术人员，广大职工还必须继续发扬献身于国防事业的艰苦奋斗精神、不断进取，奋斗不止。 20世纪80年代是我国改革开放的年代，是我国以经济建设为中心的年代。中国铀矿工业从50年代末期创建开始就是为国防建设服务。为了尽快解决有无问题，生产不计成本，企业不求经济效益，是完全的计划经济，当时一些条件较差的铀矿床也匆匆上马建设，所以经济效益普遍不好。进入80年代之后，面对国家由计划经济向市场经济过渡，军工企业也必须以经济效益为中心的新形势，对习惯了计划经济的铀矿冶工业系统来说，困难相当之多，压力相当之大。在困难面前，铀矿冶的出路只有两条，一条是深化企业改革，一条是广泛采用新工艺、新技术对传统工艺进行改造。所以从“七五”到“九五”的十多年里，铀矿冶进行了两次重大调整，对效益不好的、发展无望的铀矿冶企业进行关停并转；对基础较好保留下来的铀矿冶企业，以推广地浸、堆浸、原地爆破浸出为中心的新工艺、新技术进行彻底技术改造。坚决贯彻中央关于保军转民，国企改革一系列方针政策，以市场经济法则对企业分配制度、用工制度等进行大胆改革，充分调动了企业与职工的积极性；通过技术改造之后，革新了工艺，提高了工效，提高了企业的经济效益，一改铀矿冶包袱沉重、工艺技术落后、经济效益差的旧面貌，形成了一个队伍精、技术新、效益好的新的铀矿冶工业体系。十多年来围绕铀冶工业调整改革作了很多工作，但是集中起来主要是作了两件事，一是进行机制创新，二是进行技术创新，紧紧围绕这两件事进行改革与调整，才取得一定成果，带来今天变化。与兄弟单位相比，铀矿冶系统在这两个创新方面成果还是很小的，还必须虚心向先进部门学习。历史已经证明，依靠机制创新、技术创新使铀矿冶开始走出困境；铀矿冶工业今后的发展也将有赖于在这两个方面多做工作。 21世纪是中国经济大发展的世纪，也是中国矿业大发展的机遇，让我们举起机制创新与技术创新两把利斧，开山劈路，为我国矿业走向辉煌共同努力。 |
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