二连盆地乔尔古铀矿区铀赋存状态及铀矿石工艺矿物学研究

可地浸砂岩型铀矿床中铀赋存状态及铀矿物空间嵌布特征会影响地浸时浸出工艺的选择及溶浸液的优化,研究矿石中铀赋存状态及铀矿物工艺参数对于提高矿床的铀浸出效率具有重要意义。本研究采集了二连盆地乔尔古铀矿区矿石样品,通过扫描电镜、电子探针及综合矿物分析仪(TIMA)等方法,分析铀赋存状态及铀矿物粒度、解离度、连生矿物等工艺矿物学参数。结果表明：(1)乔尔古铀矿区矿石中铀的存在形式主要为铀矿物、含铀矿物和吸附态铀。铀矿物主要为沥青铀矿和少量的铀石。(2)铀矿物粒度较小且变化范围较大,铀石粒径最大可达30～35μm,沥青铀矿粒径最大可达60～65μm;多数铀矿物的粒径小于20μm,其中铀矿物粒径在5～10μm的数量是占比最多(铀石和沥青铀矿分别占总颗粒数量的37.88%和27.78%)。(3)铀矿物解离度较低,解离度小于10%的铀石和沥青铀矿的占比分别为99.72%和91.84%。铀的赋存状态表明乔尔古铀矿区适宜地浸,但实际浸出时铀浸出率可能会受到铀矿物粒度及解离度特征的严重制约,使得经济效益受到较大影响。本研究有效查明了乔尔古铀矿区铀赋存状态以及铀矿物工艺参数,有助于研究制定适合该矿区的地浸采铀...     

二连盆地艾勒格庙铀矿区铀矿石工艺矿物学特征及地浸工艺的选择

可地浸砂岩型铀矿床铀赋存状态及铀矿物的工艺矿物学特征会直接影响地浸过程中浸出工艺的选择及铀浸出效率,而地浸工艺的合理选择对铀矿床开采效率和经济效益的提高具有重要意义。本研究采集了二连盆地艾勒格庙铀矿区矿石样品,通过扫描电镜及综合矿物分析仪(TIMA)等方法,分析铀的赋存状态以及铀矿物粒度、解离度、连生矿物等工艺矿物学参数。结果表明：(1)艾勒格庙铀矿区矿石中铀的存在形式主要为铀矿物、含铀矿物和吸附态铀。铀矿物主要为铀石及少量沥青铀矿。(2)铀石粒径最大可达350～400μm,沥青铀矿粒径最大为20～30μm;大多数铀石和全部的沥青铀矿的粒径都小于30μm(分别占总颗粒数量的48.42%和100%)。(3)铀矿物的解离度较低,解离度小于10%的铀石和沥青铀矿的占比分别达到了47.26%和97.08%。与铀矿物连生关系最密切的矿物为黄铁矿、正长石等。铀矿物类型主要为铀石,矿石中碳酸盐矿物含量较低且矿体埋深较浅等特征都表明艾勒格庙铀矿区适宜采用酸法浸出。实际地浸中可通过调控不同溶浸过程溶浸液硫酸浓度,降低非铀矿物对硫酸试剂的消耗。本研究有效查明了艾勒格庙铀矿区铀赋存状态,为制定适合该矿区的地...     

伊犁盆地蒙其古尔砂岩型铀矿床中性CO2+O2地浸中铀的赋存状态变化特征及其规律

自我国采用CO₂+O₂中性地浸工艺采铀后,一定程度上解决了高碳酸盐矿床采用酸法和碱法地浸导致的堵塞和浸出率低的问题。新疆蒙其古尔铀矿床是我国采用CO₂+O₂中性浸出方法的代表性高碳酸盐砂岩型铀矿床之一。本研究以蒙其古尔铀矿床原矿石为研究对象开展室内铀浸出实验,并对浸出前后的样品磨制薄片进行TIMA自动矿物扫面以及扫描电镜分析,以查明矿石浸出前后铀赋存状态以及铀矿物粒度、解离度和连生矿物等工艺参数的变化,为改进采铀工艺提供矿物学参数依据。结果表明蒙其古尔铀矿床原矿石中铀的存在形式主要为独立铀矿物、含铀矿物和吸附态铀。铀矿物主要为铀石,以及少量的沥青铀矿。相比于浸出前,浸出后铀石、沥青铀矿均被大量浸出,大于30μm的铀石被浸出完全,沥青铀矿仅剩少量8～9μm的未被浸出。铀石的解离度在浸出前后最大的变化是小于10%的占比从49.68%变为84.20%。相比于铀石,原矿石中沥青铀矿的解离度更高,在80%～90%解离度范围内的占比达53.06%,浸出后仅有少量60%～70%解离度的沥青铀矿未被浸出。研究表明解...     

二连盆地哈达图铀矿床铀的赋存状态研究

正二连盆地哈达图铀矿是近年来新发现的大型可地浸砂岩型铀矿。研究该矿床铀的赋存状态直接关系到铀的地浸开采及矿床成矿机理研究。鉴于早期工业钻孔数量较少,因此有必要对该矿床铀的赋存形态进行较系统研究。本文通过α径迹蚀刻、电子探针、扫描电镜等分析方法,对哈达图矿床铀的赋存状态展开研究。     

有机质-铀矿床中铀产出形式的电子探针研究

在富含有机质的油矿石中,铀的产出形式往往不易查清。笔者以电子探针显微分析技术为主要研究手段,辅以放射性照相、X射线粉晶分析及其它的物理、光学和化学等测试方法,对我国南方5个重要的(含)有机质铀矿床进行研究,确定了各矿床原生工业铀矿物的存在及其产出特征,进一步查明了各矿床中铀的赋存状态。在本文研究的所有矿床的富含有机质铀矿石标本中,电子探针均查出有原生铀矿物沥青铀矿和铀石存在。在各矿床中,细小铀矿物多成集合体分布在有机质条带内或以不规则浸染状产于煤岩中,也有的铀矿物呈胶结物形式产出。此外,还见有铀矿物同黄铁矿或白硒铁矿(FeSe_2)一起充填于古植物细胞腔内的现象。     

我国西北地区层间氧化带砂岩型铀矿床中铀的赋存形式

我国西北地区主要层间氧化带砂岩型铀矿床的贫矿石(U≤0.01%)中铀主要以分散形式,被砂岩填隙物中的粘土、褐铁矿等矿物,以及碎屑物和矿物的裂隙面等吸附,偶呈显微(μm级)、超显微状(<1μm)沥青铀矿(其次为铀石)。随着矿石铀品位的增高,其中呈铀矿物形式的铀的比例逐渐增大,在特高品位(U>1%)的矿石中,铀基本呈铀矿物(沥青铀矿,偶有铀石)形式产出。类质同象铀的份额极微,其可利用性缺乏实际意义。矿石中铀矿物主要赋存于矿化砂岩的填隙部位及碎屑物、矿物的孔隙或解理中,有时可交代碳屑、黄铁矿、绿泥石、黑云母等。由矿石中U4 /U6 含量比例推算原生铀矿物(沥青铀矿)的近似含氧系数变化范围为2.35~2.74,均值为2.49,与沉积、淋积铀矿床中的铀氧化物含氧系数相当,表明该类铀矿床生于常温条件下。极少数样品落入低温热水成因沥青铀矿的含氧系数范围(含氧系数低至2.35),表明个别地段可能出现低温热水铀成矿作用,推测可能受断裂构造热的影响。进而推测,特富矿石(U>1%)可能是源自深部、沿断裂上升的含铀低温热水叠造作用的产物,板状矿体便是深、浅部流体混合的证据之一。     

二连盆地与地沥青密切相关的砂岩型铀矿床微观矿物特征及成因分析

内蒙古二连盆地产在下白垩统碎屑岩系中的砂岩型铀矿床,其矿化与地沥青密切相关,有铀矿物存在之处必有地沥青;岩石中也普遍含地沥青。笔者通过蚀刻α径迹示踪,对铀含量在(200~1770)×10~(-6)的碎屑岩进行扫描电镜分析,采用分子量计算方法确定了该地区含铀碎屑岩中的铀是以多种超显微铀矿物形式存在。其中,以赛汉高毕铀矿床为代表,铀主要形成复成分磷钙铀矿。其它铀矿床也普遍有复成分磷钙铀矿产出:巴彦乌拉矿床样品因钙含量低、硅含量高,则铀石多于复成分磷钙铀矿;道尔苏矿床以铀石和磷铀矿为主,有少量沥青铀矿及复成分磷钙铀矿;哈达图矿床主要是沥青铀矿,未见复成分磷钙铀矿。除了地沥青之外,各矿床中与铀矿物共生的主要矿物还有草莓状、鲕粒状黄铁矿。由此推断,铀矿床的可能成因是:来自盆地深部的UH_3、PH_3、CaH_2、SiH_4、FeH_2、H_2S等在伴随油气向上运移过程中,由于温度、压力降低和氧化作用而发生分解及凝聚,形成草莓状、鲕粒状黄铁矿;同时派生出含U、P、Si、Ca等的氧化物的低温热水溶液,并最终结晶析出铀矿物,形成有大量黄铁矿共生的铀矿体;而油气经过长期挥发,最终演变成地沥青,成为铀矿物的载体。     

铀矿床中红色微晶石英的透射电镜研究

本文在国内首次采用透射电子显微镜研究铀矿床中的含铀红色微晶石英，查明其中不可见铀主要呈超显微状沥青铀矿和铀石形式存在，从而改变了过去普遍认为该矿物集合体中的不可见分散铀是呈吸附状态存在的认识。     

巴音戈壁盆地南部塔木素铀矿床铀赋存特征研究

位于巴音戈壁盆地南部的塔木素铀矿床为典型的硬砂岩型铀矿床,其铀的赋存特征也明显有别于我国北方其他砂岩型铀矿床,文章运用电子探针、扫描电子显微镜、径迹蚀刻等方法对该矿床铀的赋存状态进行了研究,研究结果表明塔木素铀矿床铀主要以铀矿物的形式存在,极少量为吸附铀,铀矿物基本都是沥青铀矿而未发现其他砂岩铀矿中常见的铀石。沥青铀矿主要分布于矿物内部、粒间、胶结物中及植物碎屑中,并根据沥青铀矿结构特征等将其分为微粒浸染状结构、环边结构、薄膜结构、球粒结构、交替环带结构、瓜瓤结构、交代结构、混合结构等。进一步研究发现,不同的铀矿物的结构形式与矿石类型、矿化阶段、地下水环境、水岩作用过程等有关,通过铀的赋存状态及其结构研究,有助于了解塔木素这种特殊硬砂岩的成矿过程及探讨铀矿化成因。     

松辽盆地西南部DL铀矿带铀赋存状态及矿物组成特征

DL铀矿带是松辽盆地近年找矿的新发现。文章利用扫描电镜、电子探针和自动矿物参数定量分析系统等测试手段对该区矿石样品进行了铀赋存状态研究,结果表明:研究区铀主要以沥青铀矿、含锆铀矿物、含钛铀矿物等独立铀矿物以及黏土吸附、有机质吸附、锐钛矿吸附等吸附铀形式存在,铀矿物呈微粒状、细脉状、块状和团块状产出,空间上与磷灰石、硒铅矿、黄铁矿、有机质和碳酸盐等关系密切,与周边铀矿床的铀存在形式略有差别,其中含锆铀矿物在砂岩型铀矿中属首次发现。矿物组成以石英、长石、黏土矿物和碳酸盐为主,此外还有一定量的钛铁氧化物、重晶石、铁氧化物和少量独居石、磷钇矿、硒铅矿等副矿物。利用电子探针的铀定量分析数据和自动矿物参数定量分析系统的铀矿物定量分析数据,首次定量计算了不同存在形式铀的分布率,结果显示:独立铀矿物中沥青铀矿和含锆铀矿物的分布率最高,吸附铀以黏土矿物吸附占优势,有机质和锐钛矿吸附次之。铀赋存状态及矿物组成的精细厘定对矿床成因与选冶工艺研究等具有重要意义。     

钱家店砂岩型铀矿床铀矿物嵌布特征及对中性(CO2+O2)地浸采铀效率的影响

可地浸砂岩型铀矿中铀矿物的空间嵌布特征直接影响其与溶浸剂的接触反应程度,厘清铀矿物浸出过程中的嵌布变化规律对于综合提高铀的浸出率至关重要。基于此,本研究采集了钱家店砂岩型铀矿床Ⅳ号矿段样品,进行了室内浸出实验并对中性浸出反应前后矿样进行了SEM-EDS镜下观察、以及TESCAN综合矿物分析等表征手段,定量分析了浸出前后铀矿物嵌布、解离度、连生矿物和粒度变化特征。结果表明：(1)钱家店砂岩型铀矿床独立铀矿物主要以沥青铀矿为主,以及少量铀石,完全被包裹的沥青铀矿和铀石解离度分别由61.06%～68.17%增加至83.45%、由46.88%～58.27%增加至65.22%,指示沥青铀矿的解离度参数变化程度明显大于铀石,说明沥青铀矿更易发生氧化溶解。(2)沥青铀矿和铀石多呈现6～12μm、4～10μm粒径范围与长石、石英、黄铁矿、云母、黏土矿物连生,而这些连生的矿物多呈现包裹铀矿物的状态使铀矿物难以与溶浸液接触反应。(3)浸出之后,可见石英长石碎屑颗粒内部还残留有大量铀矿物,并且其边缘发现有小颗粒(5μm)铀石残余,指示CO₂+O₂浸出条件下完全被包...     

吐哈盆地十红滩铀矿床北矿带铀的赋存状态研究及对地浸开采影响分析

通过铀在含矿目的层西山窑组碎屑岩中各粒级的配分比例、α径迹蚀刻、电子探针,铀的价态和含氧系数等多种测试方法,对十红滩铀矿床北矿带铀的赋存状态进行了系统研究。发现北矿带矿石中60.93%～87.45%的铀赋存在粒径小于0.05 mm的填隙物中,α径迹蚀刻显示主要呈团块状、(弱)聚集状及星点状分布,铀的赋存状态主要为沥青铀矿、铀石和铀钛氧化物(含铀钛氧化物),矿石的U~(6+)/U~(4+)平均2.15,含氧系数平均2.58。通过本次对吐哈盆地十红滩铀矿床北矿带铀的赋存状态研究,认为对北矿带开展地浸选冶工艺具有借鉴意义。     

中国北方砂岩型铀矿床工艺矿物学研究若干进展

地浸采铀具有安全、环保、高效的显著优势,现已成为中国乃至世界上最主要的铀矿开发技术。不同于传统矿业开采方法,地浸采铀是集采、选、冶于一体的地下原位矿冶方法,开采中难以实时获得其工艺矿物学表征,对其进行地浸有关的工艺矿物学研究对于揭示和预测地下原位地浸采铀过程中的内部规律,深度解释及解决地浸生产中出现的各类浸出有关的现象和问题,进而提高铀浸出效率具有重要意义。本研究在以往研究的基础上,总结了近年来中国北方典型可地浸砂岩型铀矿床工艺矿物学研究新成果,表明中国北方可地浸砂岩型铀矿床含矿地层中主要矿物组成具有相似性,其中钱家店、纳岭沟和蒙其古尔砂岩型铀矿床在矿物成分组成具有高碳酸盐、低黄铁矿、高黏土矿物含量等特征;中国北方许多砂岩型铀矿床铀赋存状态基本一致,包括(1)独立铀矿物(主要为沥青铀矿物、铀石以及少量含钛铀矿物)、(2)吸附态铀(主要吸附于有机质以及黏土矿物表面)、(3)含铀矿物(锆石、独居石等);典型矿床矿石中铀矿物的粒度大小和形态、解离度以及与其他矿物连生关系等参数是影响地浸采铀效率重要的内部因素;包裹于长石、石英等难溶、不溶脉石矿物内部的铀是难以通过常规浸出反应回收的,针对这类铀...     

松辽盆地北部砂岩型铀矿铀的赋存状态研究

松辽盆地北部是近年来发现的砂岩型铀矿找矿潜力较大的地区。采用电子探针及化学分析等方法,对该地区砂岩型铀矿中铀矿物的赋存状态及铀的价态进行研究。发现松辽盆地北部砂岩型铀矿铀的赋存状态以独立铀矿为主,主要为沥青铀矿和铀石;铀矿物颗粒细小,多以粒状、斑点状、团块状、条带状、网状、环带状及分散显微颗粒、显微颗粒集合体的形式存在,颗粒大小几微米至200μm;铀矿石主要与黄铁矿、石英、长石共生,分布在碎屑颗粒间或裂隙中,或充填于砂岩胶结物中,或围绕黄铁矿生长形成镶边状。从铀矿物的赋存状态及类型看,松辽盆地北部铀矿化可能存在两个成矿期,即同生沉积期和后生改造叠加期。矿石中U~(6+)/U~(4+)比值为0.30~2.07,平均为0.93,铀含量较高的矿石U~(6+)/U~(4+)比值高于铀含量较低的矿石,普遍大于1,有利于铀矿地浸开采。上述研究为松辽盆地北部砂岩型铀矿找矿、成矿机理研究提供了基础资料,同时对砂岩型铀矿选冶开采工艺的确定具有借鉴意义。     

我国首次在层间氧化带砂岩型铀矿中发现铀石

铀石(USiO_4)是铀的最重要工业矿物之一。它最早于1955年发现于美国科罗拉多高原的卷状砂岩型铀矿床中(Stieff,1955)。自从20世纪90年代我国将(与美国该类铀矿床相似的)层间氧化带砂岩型铀矿确定为获取铀资源的主型矿床以来,由于矿物特别微小(≤1～2μm)和测试技术(矿物粒径小于仪器可分辨尺寸)等原因,从未在该类铀矿床中检出过其晶形和化学成分确凿的铀石。这里报道的在该类铀矿床中首次发现的铀石,赋存于新疆513铀矿床矿石的(侏罗纪)碳化木屑细胞腔内,与沥青铀矿共生(图1)。众多铀石均呈自形的四方双锥单晶,其化学成分的扫描电镜能谱分析结果列于表1。结果表明其化学成分较简单,接近铀石化学成     

开鲁盆地钱家店铀矿床铀的赋存状态及成因探讨

采用电子探针、能谱及背散射分析、扫描电镜、微区X射线荧光等实验方法,详细研究了钱家店铀矿床铀的赋存形式、含铀矿物类型,并对铀矿物相关的矿物组合类型及成因进行探讨。结果表明:(1)钱家店铀矿区铀的赋存形式包括铀矿物、吸附态铀以及含铀矿物三大类。其中,铀矿物类型主要为沥青铀矿,铀石次之,仅在局部可见含钛铀矿物等;吸附铀主要为高岭石吸附和有机质吸附。铀矿物常与黄铁矿、铁白云石、高岭石等密切共生,多呈胶状发育在黄铁矿、铁白云石边缘及裂隙内,也有呈粒状、球粒状独立分布,少数分布在碎屑颗粒内部。(2)研究区至少存在两期铀成矿相关流体:一期中性-弱碱性含铀流体形成的铀矿物围绕黄铁矿边缘发育,形成环边、似环边状,同时形成铁白云石为主的碳酸盐围绕黄铁矿外围发育;另一期含铀流体形成的铀矿物呈脉状充填在黄铁矿内部,无碳酸盐形成。(3)铀矿物(特别是铀石)中含有丰富的磷元素,扫描电镜也发现部分样品中存在富磷元素的微球粒状的铀石集合体,初步认为这是低温流体下微生物参与铀成矿作用的有力证据。     

东胜铀矿田的铀石研究

东胜铀矿田位于鄂尔多斯盆地东北部,铀矿床均产于侏罗系中统直罗组下段下亚段的砂岩中,为砂岩型铀矿床。矿床中铀矿物颗粒非常细小(多为0.n~nμm),通过电子探针对矿石的详细研究,发现铀矿物以铀石为主,铀石主要产于砂岩的杂基中,多围绕细粒黄铁矿(或白铁矿)产出,并部分交代黄铁矿。部分铀石围绕氧化的钛铁矿或砂岩的碎屑颗粒边缘产出。经扫描电镜研究发现,铀石为颗粒极为细小的四方柱状与锥面的聚形晶体,呈浸染状或聚集成放射状的球粒分布。同时通过重矿物分离出的铀矿物,经X-射线衍射分析,确认为铀石无疑。     

鄂尔多斯盆地西南缘彭阳铀矿区矿物学研究及其对区域成矿的指示

绝大多数砂岩型铀矿均赋存于河湖相或滨浅海相等沉积地层中。彭阳铀矿床是近期在鄂尔多斯盆地西南部新发现的一个大型铀矿床,也是中国首个产出于风成砂岩中的砂岩型铀矿床。矿体主要赋存于洛河组砂岩中,岩性主要为中细粒长石砂岩和岩屑长石砂岩。洛河组以沙漠沉积相为主,靠近盆地边缘地区发育冲积扇及河流相沉积。本文在详细的野外调研和矿相学研究基础上,围绕富铀地层洛河组开展详细的矿物学研究,利用扫描电镜、背散射、电子探针等方法,发现洛河组中的铀矿物主要为沥青铀矿,其次为含钛铀矿物,以及少量铀石,基本查明了铀矿物的矿物学特征、化学成分及共生矿物组合。铀矿物大多呈星点状与锐钛矿、磷灰石(胶磷矿)、黄铁矿等密切共生,或者呈条带状分布于石英等碎屑颗粒边缘。与伊犁盆地和鄂尔多斯盆地典型矿床的团块状铀矿物相比,彭阳铀矿床的铀矿物以多呈星点浸染状为特征。洛河组风成砂岩中还原剂十分缺乏,推测有油气等还原物质参与了砂岩型铀矿的氧化还原作用并导致铀矿的沉淀富集。     

某古岩溶铀矿床中铀,钼,铼的赋存状态

本文采用电子探针、透射电镜和化学物相法,查明某古岩溶铀矿床中铀主要呈显微和超显微状沥青铀矿、铀石,其次呈分散吸附状和铀酰（次生）矿物形态存在;钼主要呈蓝钼矿、钼钙矿、钼华、钼铅矿等氧化物,其次呈胶硫钼矿等形态存在;铼主要呈吸附状,其次可能在黄铁矿中呈二硫化物包裹体形态产出。最后讨论了该三个元素赋存状态与该铀矿床形成地球化学环境之间的关系。     

松辽盆地砂岩型铀矿铀含量配分比例的半定量分析

钱家店铀矿是位于松辽盆地南部的复成因砂岩型铀矿,受表生淋滤、辉绿岩中低温热液和深部油气等多流体影响,目前铀矿物赋存状态尚有一定争议,铀在矿石内不同矿物中的配分尚不明确。为了进一步明确铀赋存状态和在不同矿物中的配分,计算钱家店矿石中不同矿物中铀的配分比例,本文运用岩矿鉴定、铀化学逐级提取、电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区原位分析技术开展综合测试分析。明确了钱家店铀矿物的赋存状态,认为钱家店铀矿物以吸附态为主,约占总铀含量的80%,结合态铀矿物或含铀矿物约占比20%。其中吸附态铀矿物主要富集在方解石等碳酸盐矿物中,占总铀含量的47.86%,其次是在黏土矿物中占17.94%,在铁锰氧化物矿物中占12.21%。独立铀矿物是与黄铁矿密切共生的沥青铀矿为主,约占铀总含量的9.07%,另有少量含钛铀矿物和铀石约占5.08%。这种矿石中各碎屑组分中铀的占比量化研究,为矿床地浸开采及资源量计算提供依据。