基本介紹
- 中文名：采鈾
- 外文名：uranium mining
- 天然鈾：以含氧礦物形式存在
- 主要包括：採礦和選礦、提取純化
開採方式,地下開採,露天開採,化學開採,地浸采鈾,優點,後期工藝,提純,轉化,
開採方式
地下開採
通過掘進地下井巷，從礦體中采出礦石。它的工藝比較複雜，一般在礦體埋藏較深時採用。它分為三個步驟：開拓、采準和回採。開拓是從地面到礦床開掘巷道，使其間形成完整的運輸、通風、排水等必要的系統，以便在礦床內進行採礦準備。采準是在開拓好的礦床範圍內，根據礦體和圍岩的特點選擇採礦方法，對礦體掘進一系列井巷，如運輸井巷、通風井巷、人行井巷及放礦井巷等，以便從采場采出礦石。回採是在采準好的采場內通過鑿岩爆破、裝運礦石、支護壁頂及空場處理等把礦石採下運走的過程。回採時要努力降低礦石的損失與貧化，提高資源利用水平。
露天開採
先剝離礦體上方的表土和覆蓋岩石，然後進行採礦。與地下開採相比，露天開採的基建費少，工期短，成本低，安全性好。對埋藏較淺、剝采比適中的礦床應優先採用露天開採。
化學開採
又稱地浸法。通過一系列鑽孔把稀酸(鹼)化學溶劑直接注入地下礦體內浸出，經抽出孔回收含鈾的浸出液，到地面進行水冶處理。這種方法對開採對象有較嚴格的要求。當前主要只適用於含礦地質體自身膠結較鬆散、透水性較好的中、新生代砂岩型層狀、似層狀礦床;礦化主岩多為各種砂岩、砂礫岩。此外，要求含礦層為埋藏於地下水面以下的充水岩石;其產狀相對平緩，傾斜角最好在5°～10°以內;且其頂、底板岩層為隔水層，使浸出液處在一種上下相對封閉的有效環境中，不致大量流失。與地下開採法相比，化學開採法投資少、周期短、成本低、效率高，兩者均可節約資金30%～50%。其次是生產工藝簡單，勞動強度低，可減少環境污染。而且這種方法可充分利用低品位礦石，從而大大拓寬了找礦領域。當前國內外對滲透性較好的硬岩貧鈾礦床開展了化學開採試驗，期望不久也將會有所突破。
地浸采鈾
地浸采鈾是按一定配方配製的溶浸液，通過注液鑽孔注入到天然埋藏條件下的可滲透岩層，使浸液在礦石孔隙或裂隙內的滲透過程中與鈾及其有用成分接觸並進行溶解反應，生成含礦溶液，經向負壓方向滲流從抽液孔被抽至地表，並輸送到車間加工處理後獲得鈾產品的水冶流程。它使得一些用山地法開採不經濟的礦床有了工業利用的價值，並能獲得較高的經濟技術指標。地浸采鈾作為採礦工業一項十分先進的技術，已被世界大多數國家普遍採用，被譽為採礦史的一次重大技術革命。
優點
開採方法簡單、工藝流程短。對天然埋藏條件下的礦體通過鑽孔直接注入浸液進入礦體所在的疏鬆砂層，有選擇性地浸出鈾，並加以回收。因而採礦不需要投入採掘工程無需運礦、碎礦、磨礦和固液分離，大大縮短了採礦工藝流程。
礦山建設周期短、基建投資少，勞動強度低、自動化程度高。地浸采鈾只需對從地下泵上來的礦化貴液進行吸附、萃取、脫水即可生產出鈾產品，自動化程度相對高。
生產效率高、資源利用充分。通過鑽孔注入礦體所在的砂岩層的溶浸液，是在整個透水砂岩層內運移的，在對礦體中的鈾進行浸出的同時，還會對砂岩層中分散的鈾和表外低品位礦段中的及鈾伴生元素Se、Sc、Mo、Ge、V、Re等進行浸出和回收。已有的礦山開採實踐表明地浸開採的總回收率一般均較常規開採方法要高，許多情況下甚至超過100%(相對於勘探計算出的儲量而言)。
材料消耗少。由於地浸開採工藝流程短，不僅節省了大量的機械消耗材料，而且水、電、燃油等材料的用量也明顯減少。
環境污染小。一是放射性粉塵污染得到徹底改善；二是尾渣和廢氣的污染減到了最低程度；三是由於地浸溶液是在閉路管道內循環使用，其廢水排放量顯著減少。
後期工藝
提純
將礦石破碎或磨細後，用硫酸或純鹼溶液，將礦石中的鈾選擇性浸取出來，再用離子交換和溶劑萃取法，把鈾從水溶液中提取出來，製成含鈾70%以上的ADU（重鈾酸銨）和U3O8商品，便於運輸和銷售。為滿足用戶要求，還要對ADU和U3O8進行深度化學加工。通常把吸收中子截面很高的雜質，如硼、鎘、釤、釓等清除到百萬分之一以下（<1ppm）；把容易生成揮發性氟化物、影響同位素分離的雜質，如鎢、鉬、鉻、釩、鈦等，清除到1～2ppm以下；並製成可用來生產重水反應堆元件的UO2。
轉化
UO2經轉化成UF4後，可用來生產金屬鈾元件供軍用堆生產鈽；UO2經轉化成UF6，用來生產低濃鈾製造壓水反應堆陶瓷元件，或生產高濃鈾供軍用。
鈾礦開採與其他固態礦種的開採基本相同，不同的是鈾礦石一般難以靠肉眼鑑別，且有放射性，不斷釋出α、β、γ射線及衰變的氡。因此鈾礦開採必須藉助於放射性物探技術，同時要採取相應的防護措施。此外，鈾礦床一般礦體小而分散、形態複雜、礦化不勻、連續性差，所以生產能力少，礦山壽命短，成本較高。
鈾礦石開採的方式主要有地下開採和露天開採。近年來，對一些埋藏深、品位低、圍岩圈閉條件較好的礦山也採用了化學開採法。
