一种预防地浸采铀渗透性降低的浸出方法和浸出装置与流程

本发明涉及地浸采铀，具体涉及一种预防地浸采铀渗透性降低的浸出方法和浸出装置。

背景技术：

1、co2+o2原地浸出采铀工艺已经成为天然铀开采成本低廉、环境友好的重要方法之一。showalter最早提出了二氧化碳作浸出剂(williame.showalter,sealbeachcalif.processforrecoveryofmineralvaluesfromunderground formations:us05/767788[p].1978-8-8.)，主要涉及铀、镍、铜、钼、铼、钒一系列贵金属的co2+o2地下开采工艺，自此开拓了co2+o2的地下中性浸出时代。对于浸出剂co2和o2的应用，zl200910125409.5提出依据地下溶浸进度阶段的不同，采用不同的加氧浓度进行溶浸液的配制，其溶浸液溶氧浓度控制在300～400mg/l，该范围内浸出液余氧浓度为7～10mg/l；向含铀浸出液中加入co2，其加入量为100～300mg/l，维持地下含矿含水层中ph值稳定。co2+o2地浸采铀工艺能在含矿含水层中最大程度创造类似于砂岩型铀矿成矿逆过程的环境，浸出选择性强、试剂消耗少、生产成本低、地下水环境影响小，对高碳酸盐、高矿化度、低渗透和低品位的铀矿床有很强的适应性。

2、但是co2+o2原地浸出采铀工艺对矿层渗透性也会造成影响，焦学然等通过机理分析，浸出过程中，co2与碳酸盐反应，生成碳酸氢根的同时，也会产生钙、镁、铁离子，浓度达到一定程度，容易在矿层中产生沉淀堵塞矿层(焦学然等.某高矿化度砂岩型铀矿地浸开采堵塞机理的研究[j].有色金属(冶炼部分)，2013(8):25-28)。吉宏斌等通过phreeqci软件计算蒙其古尔铀矿床co2+o2工艺浸出液成分，判断产生的堵塞物主要为方解石，会堵塞孔隙，降低矿床渗透性(吉宏斌等.蒙其古尔铀矿床co2+o2地浸浸出过程分析与探讨[j].有色金属(冶炼部分)，2018(3):55-59)。王亮等通过试验证明co2通入纯水中，溶液中ph值明显降低，但溶液中hco3-的浓度没有明显变化，表明co2不能直接转化为碳酸氢根离子，而通入含有过饱和的caco3溶液中表明co2能有效地溶解碳酸钙，释放了碳酸氢根离子(王亮等.高含量碳酸氢根-碳酸盐砂岩铀矿co2+o2浸出技术研究[j].铀矿冶，2016(4))。砂岩体系中含有一定量碳酸盐，使得co2+o2工艺得以应用，非铀易沉淀离子的溶出，当达到饱和溶度积析出晶体，沉淀晶体积累到一定程度势必堵塞渗流通道，引起矿层渗透性的降低。由于铀的最佳浸出条件对碳酸氢根有一定要求，特别是对于含矿含水层碳酸氢根较低的矿床，直接补加碳酸氢盐，溶液ph升高，堵塞更为严重，或以矿床内碳酸盐转化，同样会影响渗透性。针对上述的问题，需要采用一种合适的方法减少矿层沉淀物的形成，最大限度维持渗流通道的渗透性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种预防地浸采铀渗透性降低的浸出方法和浸出装置，本发明能应用于含矿含水层碳酸氢根浓度低的砂岩铀矿，有效抑制化学堵塞的发生，满足铀浸出对碳酸氢根的需求，最大程度抑制矿层渗透性下降，同时减轻对采区地下水环境的污染。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种预防地浸采铀渗透性降低的浸出方法，包括以下步骤：

4、(1)进行抽注循环，将抽出液通入co2转化碳酸氢根发生器，得到高碳酸氢根含量的溶液；所述高碳酸氢根含量的溶液的碳酸氢根浓度≥1.2g/l；

5、(2)将所述高碳酸氢根含量的溶液注入地下矿层，待矿层水中碳酸氢根的浓度上升至1.2g/l以上后，抽出液停止通入所述co2转化碳酸氢根发生器，向矿层水中注入氧气；

6、(3)当浸出液中铀浓度与硫酸根浓度负相关时，降低或停止注入氧气，注入二氧化碳气体，继续浸出；当浸出液中铀浓度与硫酸根浓度正相关时，继续注入氧气运行；

7、(4)当浸出液中碳酸氢根的浓度低于800mg/l时，再次将抽出液通入co2转化碳酸氢根发生器，将得到的高碳酸氢根含量的溶液注入地下矿层，循环步骤(2)～(4)。

8、优选地，所述co2转化碳酸氢根发生器包括依次连通的二氧化碳气体混合器和碳酸盐填料塔。

9、优选地，所述碳酸盐填料塔包括碳酸盐填料；所述碳酸盐填料包括碳酸钠、碳酸钙和碳酸镁中的一种或几种。

10、优选地，所述co2转化碳酸氢根发生器还包括阳离子交换树脂吸附塔；所述阳离子交换树脂吸附塔的进液口和碳酸盐填料塔的出液口相连通。

11、优选地，所述步骤(1)进行抽注循环时不添加浸出剂进行空循环，待抽注液量稳定后，将抽出液通入co2转化碳酸氢根发生器。

12、优选地，所述步骤(2)中注入氧气的浓度为200～500mg/l。

13、优选地，所述步骤(3)浸出液中二氧化碳气体的浓度为100～300mg/l。

14、优选地，所述步骤(4)后还包括：将所得浸出液通入阴离子交换塔，提取铀。

15、本发明提供了上述技术方案所述浸出方法采用的浸出装置，包括位于地下的井场以及位于地上的co2转化碳酸氢根发生器；所述井场的抽液口与所述co2转化碳酸氢根发生器的进液口相连通。

16、优选地，还包括位于地上的阴离子交换塔；所述阴离子交换塔的进液口与所述井场的浸出液出口相连通。

17、本发明提供了一种预防地浸采铀渗透性降低的浸出方法，本发明在常规co2+o2地浸采铀流程基础上，富含co2的吸附尾液进入矿层之前，增加一套co2转化碳酸氢根发生器的系统，处理完成的吸附尾液再进入地下矿层。co2转化碳酸氢根发生器提供了铀浸出所需碳酸氢根的需求，不必直接加入碳酸盐引起矿层化学环境变化，或者通过转化矿石中碳酸盐引入钙、镁等易沉淀离子进入矿层水系统，引起二次化学沉淀，堵塞渗流通道。本发明稳定了矿层的渗透性，从而保证了地浸采铀的抽注循环。

技术特征：

1.一种预防地浸采铀渗透性降低的浸出方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述co2转化碳酸氢根发生器包括依次连通的二氧化碳气体混合器和碳酸盐填料塔。

3.根据权利要求2所述的浸出方法，其特征在于，所述碳酸盐填料塔包括碳酸盐填料；所述碳酸盐填料包括碳酸钠、碳酸钙和碳酸镁中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的浸出方法，其特征在于，所述co2转化碳酸氢根发生器还包括阳离子交换树脂吸附塔；所述阳离子交换树脂吸附塔的进液口和碳酸盐填料塔的出液口相连通。

5.根据权利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述步骤(1)进行抽注循环时不添加浸出剂进行空循环，待抽注液量稳定后，将抽出液通入co2转化碳酸氢根发生器。

6.根据权利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述步骤(2)中注入氧气的浓度为200～500mg/l。

7.根据权利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述步骤(3)浸出液中二氧化碳气体的浓度为100～300mg/l。

8.根据权利要求1所述的浸出方法，其特征在于，所述步骤(4)后还包括：将所得浸出液通入阴离子交换塔，提取铀。

9.权利要求1～8任一项所述浸出方法采用的浸出装置，包括位于地下的井场以及位于地上的co2转化碳酸氢根发生器；所述井场的抽液口与所述co2转化碳酸氢根发生器的进液口相连通。

10.根据权利要求9所述的浸出装置，其特征在于，还包括位于地上的阴离子交换塔；所述阴离子交换塔的进液口与所述井场的浸出液出口相连通。

技术总结
本发明提供了一种预防地浸采铀渗透性降低的浸出方法和浸出装置，涉及地浸采铀技术领域。本发明在常规CO<subgt;2</subgt;+O<subgt;2</subgt;地浸采铀流程基础上，富含CO<subgt;2</subgt;的吸附尾液进入矿层之前，增加一套CO<subgt;2</subgt;转化碳酸氢根发生器的系统，处理完成的吸附尾液再进入地下矿层。CO<subgt;2</subgt;转化碳酸氢根发生器提供了铀浸出所需碳酸氢根的需求，不必直接加入碳酸盐引起矿层化学环境变化，或者通过转化矿石中碳酸盐引入钙、镁等易沉淀离子进入矿层水系统，引起二次化学沉淀，堵塞渗流通道。本发明稳定了矿层的渗透性，从而保证了地浸采铀的抽注循环。

技术研发人员：王亮,王立民,高尚
受保护的技术使用者：核工业北京化工冶金研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13