原地浸出簡稱地浸。是在礦石天然產出條件下，通過注液孔向礦層注人浸出液，浸出液選擇性地浸出礦石中的有用組分，生成的可溶性化合物進入浸出液流中，通過抽液孔被提升至地表進行加工處理提取金屬的一種採礦技術。
基本介紹
- 中文名：原地浸出
- 外文名：in-situ leaching
- 領域：採礦技術
- 簡稱：地浸
基本概念,主要分類,地下就地破碎浸出,原地鑽孔溶浸採礦方法,適用範圍,主要優點,主要缺點,典型原地浸出實例,克萊韋斯特鈾礦（clay west）,陳家山鈾礦床,
基本概念
用溶浸液從天然埋藏條件下的非均質礦石中有選擇地浸出有用成分並抽取反應生成化合物的採礦方法稱為原地浸出採礦，簡稱地浸。
這裡所指的“原地”和“天然埋藏”是指礦石未經過任何位移。
通過注液工程注入礦層，用於浸出礦石中有用成分的溶液，稱為溶浸液。
溶浸液與礦石中的有用成分接觸，進行化學反應。而反應所生成的可溶性化合物則在擴散和對液作用下進入沿礦層滲透的溶液液流。含有用成分的溶液，在人工造成的液壓驅動下向一定方向運動，並通過集液工程被抽至地表。被抽至地表的含有用成分的溶液，稱為抽出液或浸出液。抽出液中的有用成分，達到一定含量的，是原地浸出工藝的產品，稱為產品溶液（貴液或富液）。
主要分類
地下就地破碎浸出
地下就地破碎浸出法開採金屬礦床，是利用爆破法就地將礦體中的礦石破碎到預定的合理塊度，使之就地產生微細裂隙發育、塊度均勻、級配合理、滲透性能良好的礦堆，然後從礦堆上部布灑溶浸液，有選擇性地浸出礦石中的有價金屬，浸出的溶液收集後轉輸地面加工回收金屬，浸後尾礦留采場就地封存處置。
溶浸礦山比常規礦山基建投資少，建設周期短，生產成本低，有利於實現礦山機械化與自動化，有利於礦區環境保護，因此，該法很有套用發展前景，目前在國外已得到廣泛套用，我國也在鈾、銅等金屬礦床試驗研究或推廣套用，取得了良好效果。
原地鑽孔溶浸採礦方法
其特徵是礦石處於天然賦存狀態下，未經任何位移，通過鑽孔工程往礦層注入溶浸液，使之與非均質礦石中的有用成份接觸，進行化學反應。反應生成的可溶性化合物通過擴散和對流作用離開化學反應區，進入沿礦層滲透的液流，匯集成含有一定濃度的有用成份的浸出液（母液），並向一定方向運動，再經抽液鑽孔將其抽至地面水冶車間加工處理，提取浸出金屬。
由於適用條件苛刻，目前國內外僅在疏鬆砂岩鈾礦床套用地下原地鑽孔法開採。這種疏鬆砂岩鈾礦床通常賦存於中新生代各種地質背景的自流盆地的層間含水層中。含礦岩性為砂岩，礦石結構疏鬆。且次生六價鈾較易被酸、鹼浸出，適合地下原地鑽孔浸出法開採。
適用範圍
原地浸出並不是任何礦床都適用，只適用於礦石疏鬆、破碎、裂隙或孔隙發育，並具有一定滲透性能的礦床。
與原地浸出過程及其結果有關的礦床地質和水文地質條件主要有以下幾方面：
1、礦層中礦石和圍岩的滲透係數、有效孔隙度和裂隙率、礦石滲透係數與圍岩滲透係數之比值。
2、礦層及其頂底板岩層的滲透係數和它們的比值。
3、礦層地下水的水位埋深和水頭值，礦層地下水的化學成分、礦化度和水溫等。
4、礦層和礦體的厚度，礦體厚度與礦層厚度的比值。
5、礦石品位。
6、礦體埋藏深度、大小、產狀和形態，礦床儲量。
7、礦層中礦石和圍岩，以及礦層頂底板岩石的物質成分、化學成分和粒度成分。
8、與鑽孔施工有關的岩石物理機械性質。
上述條件中，通常認為礦石滲透性是地浸在技術上是否可行的決定性條件，礦石品位和物質成分、礦體厚度和埋藏深度是地浸在經濟上是否合理的重要條件。
主要優點
與常規采冶方法相比，地浸的主要優點：
1、由於沒有昂貴而繁重的井巷或剝離工程，也沒有鑿岩爆破、礦石運輸和破碎等工序，所以基建投資少，建設周期短，生產成本低。
2、環境保護好，基本不破壞農田和山林，不污染環境。
3、從根本上改善了生產人員的勞動和衛生保健條件。
4、能使繁重的和條件惡劣的採礦工作“化學化”、“工廠化”和全自動化。
5、能充分利用資源，例如對某些貧礦、埋藏的孤立礦體、分散小礦體和水文地質工程條件複雜的礦床，用常規方法開採往往不經驗，甚至在技術上不可行，而用地浸法常常是多快好省的。
主要缺點
原地浸出採礦方法的主要缺點：
1、只適用於具有一定條件的礦床，適用範圍有限。
2、如果礦化不均勻，礦層各部位的礦石膠結程度和滲透性不均勻；或者是礦石中部分有用成分難於浸出，則資源的總收回率比較低。
3、如果使用碳酸銨和碳酸氫銨，或者是使用氰化物，則礦層地下水的淨化較為困難。
典型原地浸出實例
克萊韋斯特鈾礦（clay west）
該礦是美國第一個大規模商業性生產的原地浸出采鈾礦山，1975年4月投產。抽由美國鋼鐵公司（U.S.Steel）和尼亞加拉公司（Niagara）共同經營。其年產U3O8的能力，初期為112.5t，後增加到450t。
（一）地理位置
克萊韋斯鈾礦，位於德克薩斯州的喬治韋斯特鎮（George West）西南16km處。
（二）地質和水文地質條件
鈾礦體呈舌狀賦存於中新世的阿克維利（oakville）砂岩中。含礦層平均埋深116～150m，平均厚度為10m。含礦砂岩，結構疏鬆，滲透率為2000毫達西。礦石平均品位為0.1%，主要鈾礦物是瀝青鈾礦和水矽鈾礦，共生礦物有硒和鉬。
（三）鑽孔布置
鑽孔總數達二千多個，共有四個採區。每個採區都平均有550個鑽孔，其中250個為注液孔，150個為抽液孔，150個為監測孔。每組鑽孔一般布置成5點式。方形邊長為16.67m，抽液孔在中心，四角為注液孔，抽液孔和注液孔的距離為11.78m。鑽孔也有按邊長為22.33～33.33m的方形布置。
（四）鑽孔結構
抽液、注液和監測孔的結構基本相同。鑽孔深略超過礦體底板。在注液和監測孔內安裝有內徑為100mm的聚氯乙烯塑膠套管。在抽液孔內的則是內徑為150mm聚氯乙烯塑膠套管；礦層部位安過濾管。在孔壁和套管壁間固井，為防止固井時水泥漿進入過濾管和礦層，在過濾管之上裝有一個帶石膏塞的接頭；水泥漿通過石膏塞上方的排漿孔進入套管外的空隙，排漿孔下面的墊圈可防止水泥漿下漏。為了保護過濾管，套管上帶有3～4個扶正器以扶正套管和過濾管在孔內的位置。
（五）溶浸液配製
配製溶浸液，初期使用碳酸銨、碳酸氫銨和過氧化氫，之後換成碳酸鈉、碳酸氫鈉和氧氣。溶浸液中氧的含量為300～400mg/L。溶浸液的pH值為9左右。
（六）抽注液設備和抽出液
用耐腐蝕的臥泵注入溶浸液，注入壓力為1.5MPa左右；從抽液孔中抽出溶液，用2.24～5.6kW的不鏽鋼潛水泵，與泵連線的不鏽鋼管或玻璃纖維管的直徑為50～60mm。由於礦層滲透率高和鑽孔抽液量大，抽出液中U3O8的含量僅為20～30mg/L。
（七）產品溶液的水冶加工處理
用離子交換樹脂吸附產品溶液中的鈾，用NaCl（加Na2CO2）作淋洗液，把鈾從樹脂上淋洗下來，用NH3，從被淋洗出的高濃度含鈾溶液中沉澱鈾（重鈾酸銨），最終產品是粉狀黃餅。廢液通過鑽孔注入深部地層。
陳家山鈾礦床
陳家山礦是我國第一個原地浸出採礦場地。
（一）地質和水文地質條件
主要工業鈾礦層為含礫砂岩和砂礫岩層，基底為花崗岩。礦石物質成分以石英和長石為主，其次是黑雲母、水雲母和綠泥石，還有黃鐵礦、泥質、炭質和有機質等。鈾元素以瀝青鈾礦和鈾黑形式以及吸附狀態存在於炭質、有機質和泥質等膠結物中。
礦石滲透係數大於0.72m/d，礦體埋深從幾十米到一、二百米。
（二）鑽孔布置
鑽孔按三角形和長方形布置，抽液孔與注液孔的間距為15m左右。
（三）鑽孔結構
抽液孔和注液孔的結構基本相同，孔深數十米，孔徑為130mm，在礦體部位的孔徑為300～400mm。
（四）溶浸液配製
溶浸液是用地下水、硫酸和過氧化氫配製而成。
（五）抽注液設備和抽出液
注液用不鏽鋼臥泵，抽液用氣升泵和不鏽鋼潛水泵。抽出液中的鈾含量為50～150mg/L。
（六）產品溶液的水冶加工處理
用離子交換樹脂吸附產品溶液中的鈾，用NaCl（加添H2SO4）作淋洗液，用NaOH作沉澱液。最終產品是漿狀黃餅。
