内蒙古二连盆地芒来铀矿床岩石矿物学特征及地浸采铀工艺试验

可地浸砂岩型铀矿床岩石矿物学特征会直接影响地浸工艺的选择及浸出剂浓度的配置,而前期的室内地浸采铀试验是定性至定量地揭示矿物与浸出剂反应过程最有效的方法之一。本次研究采用X射线荧光光谱分析(XRF)、非水溶液滴定法、电子探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)等方法,研究了芒来铀矿床岩石矿物学特征,并开展了室内搅拌浸出和不同酸度注浸试验。结果表明：(1)矿石类型主要为砂岩和砾岩两类,砂岩类矿石以长石岩屑砂岩为主,碎屑物成分中石英平均含量53.60%、长石平均含量20.10%,岩屑平均含量10.40%,重矿物总量一般小于1%,具有近源特征,成分成熟度低。(2)矿石中的黏土矿物以杂基形式存在,砂岩矿石黏土矿物含量均值为14.30%,砾岩矿石的黏土含量均值为12.00%,主要以伊蒙混层和伊利石为主。(3)碳酸盐总体含量很低,围岩碳酸盐平均含量0.41%,矿石碳酸盐平均含量0.48%。(4)铀的赋存状态主要为吸附态铀和铀矿物两种,铀矿物主要为沥青铀矿和磷钙铀矿及少量的铀石。(5)搅拌浸出和不同酸度注浸试验表明矿石中耗酸物资含量低,搅拌浸出试验采用浓度为10 g/L的H₂SO     

影响地浸采铀的矿层渗透因素

通常认为砂岩型铀矿含矿层的渗透性是地浸开采技术是否可行的重要条件。因此,研究地浸采铀的可行性和提高砂岩型铀矿含矿层渗透性成为重点。系统探讨了影响砂岩型铀矿含矿层渗透性的主要因素,即：碳酸盐、黏土矿物、夹层、隔层、地下水矿化度等。这为进一步研究砂岩渗透性提供了依据,同时对地浸采铀的浸出率和资源回收率也有着重要的理论意义和实际价值。     

层状硅酸盐矿物对砂岩型铀矿地浸过程中铀浸出效率的影响

砂岩型铀矿是重要的铀矿资源,地浸采铀是开发利用砂岩型铀矿的重要方式。在地浸采铀过程中,矿体中白云母、高岭石等层状硅酸盐矿物会降低铀的浸出效率,为了得到层状硅酸盐矿物降低铀浸出效率的具体机制,本文通过元素地球化学及工艺矿物学的相关分析测试探讨砂岩型铀矿浸出实验前后铀的赋存状态及工艺矿物学参数。可知浸出实验前后SiO₂含量均在75%～80%左右,Al₂O₃含量均在10%左右,这两种主量元素含量最高且浸出前后变化不大,浸出后U元素含量从569×10^-6降低至200×10^-6～300×10^-6;浸出后铀矿物的主要连生矿物从黄铁矿变为长石、云母和黏土矿物;浸出后白云母、绿泥石等层状硅酸盐矿物的比表面积略微增加。通过扫描电镜对其进行表征可知,地浸前矿石中铀主要以独立铀矿物、吸附态铀、类质同象铀3种形式存在,地浸过程中浸出液会将部分独立铀矿物及吸附态铀浸出带走,但部分吸附在长石孔隙及层状硅酸盐矿物表面的铀难以被浸出,主要是因为层状硅酸盐的层片状结构阻止了铀矿物与溶浸液接...     

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...     

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...     

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...     

砂岩型铀矿中铀矿物U-Pb年代学研究现状及研究方向

该文基于中国地质调查局天津地质调查中心研究团队近年来的研究工作及对相关文献的综合研究,对砂岩型铀矿中一些重要铀矿物如沥青铀矿(晶质铀矿)、铀石、钛铀矿等的微区原位成因矿物学和U-Pb年代学研究现状进行了深入分析,提出新的研究方向,即通过采用二次离子质谱法、激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱法与电子探针化学分析法和同位素稀释热电离质谱法相结合的方式,综合研究砂岩型铀矿中沥青铀矿(晶质铀矿)、铀石、钛铀矿等铀矿物和金红石、磷灰石等含铀矿物的微区原位成因矿物学和U-Pb年代学,探索砂岩型铀矿中矿石矿物的U-Pb同位素测年新方法,获取更精确的砂岩型铀矿成岩成矿的年代学信息。这对于全面准确地认识砂岩型铀矿床的生成和演化历史,建立砂岩型铀矿床的成矿新理论具有十分重要的科学意义。铀矿物测年新方法在砂岩型铀矿床的地质勘探中也有广阔的应用前景。     

二连盆地哈达图砂岩型铀矿铀的赋存状态研究

二连盆地哈达图铀矿床是近年来发现的大型可地浸砂岩型铀矿床,研究该矿床铀的赋存状态直接关系到铀的矿床成因研究及地浸开采,具有重要意义。通过电子探针、扫描电镜、α径迹蚀刻等分析方法研究哈达图矿床铀的赋存状态,结果表明,铀主要以超显微状(粒径1μm)、显微状(粒径1～1.5μm)铀矿物及其集合体形式吸附在黏土矿物、黄铁矿及有机质表面。识别出的铀矿物有沥青铀矿、铀石、铀的磷酸盐,另有部分超显微状铀矿物因粒径较小而无法定名。此外,还有少量铀以含铀矿物形式存在如含铀稀土矿物、独居石、锆石、钍石等。     

基于TIMA分析的新疆蒙其古尔铀矿床地浸前后脉石矿物工艺矿物学对比研究

蒙其古尔铀矿床位于伊犁盆地南部,是碳酸盐含量较高的可地浸层间氧化带砂岩型铀矿床。本次研究采用了自动矿物分析系统(TIMA)来对CO₂+O₂地浸前后脉石矿物连生、解离度和粒度变化进行分析,反映了脉石矿物在中性地浸过程中对铀浸出的影响,对铀矿地浸工艺矿物学研究有着重要意义。分析表明,浸出前,铀石与沥青铀矿、黄铁矿、正长石及石英连生程度分别为19.31%,18.82%,14.86%,12.19%,而沥青铀矿与铀石的连生程度则为89.16%。浸出后,两件样品铀石与正长石的连生程度分别增至31.47%和45.09%;石英的连生程度变为10.08%及17.60%;沥青铀矿降至1.69%和0.00%;黄铁矿则降低为0.00%。与沥青铀矿相连生的铀石在浸出后连生占比分别降为53.85%和0.00%。黄铁矿、石英、铀石和沥青铀矿等4种矿物小于10%解离度的矿物颗粒所占比例在浸出前后均有所增大,指示解离度减小;正长石则反之。粒度方面,浸出后正长石、黄铁矿、铀石和沥青铀矿等小于50μm的颗粒所占比例增多,指示粒度有减小趋势,而石英粒度变化则不太明显。综上,中性浸出...     

松辽盆地钱家店铀矿床钱Ⅳ块中性地浸工艺矿物学特征

天然铀资源有效利用是保障我国核电与核军工天然铀供给、确保核能可持续发展的重要战略基础。中性(CO₂+O₂)地浸采铀已成为我国铀矿占比最高的浸出开发工艺。为研究松辽盆地钱家店铀矿床钱Ⅳ块CO₂+O₂地浸工艺矿物学特征,本次研究选取姚家组粉砂岩中铀矿石为研究对象,开展CO₂+O₂浸出实验模拟,采用XRF,ICP-MS,XRD,SEM-EDS和TIMA等测试方法将原样及试验后的样品进行系统的工艺矿物学对比研究以期为生产实践采铀提供理论支撑。结果表明,与原样品相比,浸出实验后的样品稀土元素含量明显减少(ΣREE含量由187.06×10^-6减至105.16×10^-6);铀浸出率达到59.8%(U含量由131.00×10^-6减至52.60×10^-6);铀矿物粒度变小,粒度集中在<100μm之间;而铀矿物解离度全部<10%,说明仍有被紧密包裹的铀矿物未被浸出。研究区铀的赋...     

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。     

十红滩铀矿床地浸地质条件评价

根据原地浸出采铀技术的基本要求，论述了适合于地浸开采的铀矿资源评价条件。在论述十红滩铀矿床矿体、矿石及水地质和水地球化学基本特征的基础上，将其与美国和前苏联满足铀矿床地浸开采的资源评价条件进行对比，认为十红滩铀矿床的地浸地质条件不是十分理想，但属于地浸开采范围，需要在地浸地质工艺方面做进一步的研究和改进。     

砂岩型铀矿床地浸开采过程电法监测原理与应用

依托于中核集团内蒙古二连盆地某在役砂岩型地浸铀矿山,利用可控源音频大地电磁法(CSAMT)与激发极化法(中间梯度装置)(TDIP)对砂岩铀矿地浸过程进行监测试验研究。获得了一套完整的浸出过程的CSAMT和TDIP监测数据,对这些数据进行处理和反演,获得了试验井场的地下二维反演模型、极化率剖面平面图和极化率平面等值线图,并对溶浸范围的形成和变化机理进行了研究和阐述。初步确定了一组专门针对砂岩型铀矿地浸开采的监测方法。     

中国北西部地区地浸砂岩型铀矿床成矿条件,分布规律与找矿方向

本文从中国北西部地区实际地质情况出发，着重阐明了区域中新生代盆地地浸砂岩型铀矿床形成的铀源条件、含铀建造的形成与分布、盆地类型与结构及富铀性对形成地浸砂岩型铀矿的影响；并以区内已有层间氧化带地浸砂岩型铀矿床为例，论述了砂岩型铀矿床形成的岩相古地理条件及对铀成矿的控制作用、盆地古水文地质与层间氧化带发育条件及对铀成矿的影响；同时，从含铀盆地的区域大地构造位置、岩相古地理条件、含矿主岩的地层时代和铀成矿时代及水文地质条件等四方面阐述了本区层间氧化带地浸砂岩型铀矿床分布规律与找矿方向。     

2000年的铀生产

2000年世界铀的生产增长了12％，但铀的市场价仍进一步下降。世界铀的主要生产者是开采高品位富矿为主的加拿大、澳大利亚，以及采用地浸技术开发砂岩铀矿的前苏联国家。未来世界的铀生产亦主要取决于上述国家。目前仅加拿大、澳大利亚和美国、前苏联、印度、蒙古和中国等少数国家仍在开展铀矿勘查工作，主要目标找矿类型集中于与不整合面有关的富铀矿床和适于地浸开采的砂岩型铀矿床。     

中国北西部地区地浸砂岩型铀矿床的成矿条件与分布规律

中亚地区发现大量可地浸砂岩型铀矿床引起了我国的重视 ,目前正在积极开展此类型铀矿的找矿工作。我国北西部是寻找类似中亚地区层间氧化带后生地浸砂岩型铀矿床最理想的地区 ,本文在论述了区域大地构造特征、地壳演化与区域铀成矿带形成的基础上 ,着重阐明了区域中新生代盆地地浸砂岩型铀矿床形成的铀源条件、盆地类型与结构及富铀性对形成地浸砂岩型铀矿的影响 ;并以区内已有层间氧化带地浸砂岩型铀矿床为例 (伊犁盆地、二连盆地与测老庙盆地砂岩型铀矿床 ) ,论述了盆地砂岩型铀矿床形成的岩相古地理条件、水文地质与层间氧化带发育条件及对铀成矿的影响 ;并阐述了本区层间氧化带地浸砂岩型铀矿床的分布规律     

中国北方砂岩型铀矿中铀的储集空间类型探讨

在中国北方的大多数沉积盆地里均发现有砂岩型铀矿床或铀矿化现象。通过样品薄片电子探针背散射图像分析,结合前人对各盆地砂岩型铀矿中铀矿物的赋存状态及近年来铀储层的研究成果,认为中国北方砂岩型铀矿中铀矿物的主要储集空间类型可分为原生孔隙（主要是炭屑）、缩小（残留）粒间孔隙、次生溶蚀孔隙、晶间孔隙及微裂缝。通过对铀储层孔隙类型的分析讨论,有利于进一步从微观了解砂岩铀储层内部结构的不均一性及铀矿物的成因。     

开鲁盆地砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿化成因关系探讨

开鲁盆地位于松辽盆地西南部,是中国北方砂岩型铀矿勘查的重点地区,自钱家店铀矿床发现以来,盆地内上白垩统姚家组目的层中相继发现了一些具有工业价值的铀矿床.为查明该层位中黄铁矿成因及其形成机制,探讨其与铀矿化之间的关系,本研究对含矿层砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿S同位素开展细致研究.研究表明:(1)开鲁盆地姚家组砂岩中铀主要以独立铀矿物及吸附铀形式存在,独立铀矿物以沥青铀矿为主,含少量的钛铀矿及部分铀石,多数沿黄铁矿周边生长.吸附态的铀与黏土矿物密切相关.(2)姚家组砂岩中黄铁矿主要以草莓状、胶状及粒状产出,多与沥青铀矿共生,其中黄铁矿S同位素(d34S=–55.6‰～23.2‰),平均值–20.87‰,变化范围很大,说明硫的分馏程度较高,硫的来源范围较广.(3)分析表明黄铁矿具有细菌硫酸盐还原作用及热化学硫酸盐还原作用两种成因,并探讨了这2种成因黄铁矿的形成机制.综合前人研究,结合研究区成矿地质背景,认为黄铁矿为铀成矿作用提供了发生还原反应所需要的还原剂,且黄铁矿及铀矿物的形成与区内热流体存在紧密联系.     

伊犁蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿形成机制及对铀成矿的指示意义

蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地南缘大型层间氧化带砂岩型铀矿床,为查明该矿床含矿层中黄铁矿成因及其形成机制,探讨微生物参与铀成矿过程。文章对含矿层砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿S同位素与碳酸盐胶结物的C-O同位素开展细致研究。研究表明:①蒙其古尔铀矿床中铀主要以铀矿物与吸附铀形式存在,吸附铀主要为有机质吸附铀,铀矿物以沥青铀矿为主,多与黄铁矿、炭屑共生;②蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿主要以自形晶、草莓状和不规则状集合体产出,多与沥青铀矿、碳酸盐胶结物共生,其中黄铁矿S同位素(δ~(34)S_(V-CDT)=-68.4‰～22.1‰)与碳酸盐胶结物的C-O同位素(δ~(13)C_(V-PDB)=-10.2‰～-7.4‰,δ~(18)O_(V-PDB)=-9.6‰～-5.8‰)分析表明黄铁矿具有细菌硫酸盐还原(BSR)与有机物热解2种成因,并探讨了这2种不同成因黄铁矿的形成机制。③结合前人研究成果,认为硫酸盐还原菌(SRB)参与蒙其古尔铀矿床铀成矿过程,以间接还原方式为主,在有机质、黏土矿物与颗粒表面吸附U(Ⅵ)的基础上,通过硫酸盐还原菌(SRB)还原SO_4~(2-)产生的H_2S将U(Ⅵ)被还原成U(Ⅳ),形成铀矿物。