一種稀酸地浸采鈾工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于原地浸出采軸技術領域，具體設及一種在地浸采軸工藝中使用稀鹽酸 作浸出劑提高抽注液量和浸出液HOV濃度，促進浸出的工藝。
【背景技術】
[0002] 原地浸出采軸是通過從地表鉆進至含礦層的注液井，將按一定比例配好的浸出劑 注入至礦層，注入的浸出劑和氧化劑與礦石中的有用成分接觸發生化學反應，生成可溶性 化合物在擴散和對流作用下離開化學反應區進入沿礦層滲透遷移的溶浸液流中形成浸出 液。
[000引軸在抑值為6. 0?8. 0條件下的浸出過程稱為中性浸出。該浸出工藝具有試劑 消耗低、含礦層地下水復原費用少、對設備材料的防腐性能要求低，浸出液軸濃度能夠滿足 經濟開采要求等優點。目前W C02+02作浸出劑和氧化劑的中性浸出在世界范圍內得到了廣 泛應用。通常地浸采軸中，尾液加入C02后抑值降至6. 3?6. 5, 一方面抑制了巧的沉淀， 另一方面溶解了地層中碳酸鹽膠結物，提高了地層滲透性能，同時反應后還額外為絡合軸 產生了 2個肥(V。
[0004] 但是，我國眾多碳酸鹽膠結的軸礦床，其滲透性較差，雖然C〇2的加入可W部分改 善地層滲透性能，但仍難W大幅度提高工藝孔的生產量。該一方面使得浸出效率低，另一方 面由于生產量較低，氧注入量不足也導致浸出液軸濃度較低。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種稀酸地浸采軸工藝。
[0006] 為了實現上述目的，本發明的技術方案為，一種稀酸地浸采軸工藝，包括W下步 驟：
[0007] 步驟1，抽出礦層的地下水，然后注入至礦層中，通過地下水循環疏通礦層，循環持 續20天；
[000引步驟2,地下水循環結束后，向地下水中加入氧氣作為氧化劑，直至氧氣在水中達 到最大飽和溶解度注，如注液系統溫度16°C，壓力IMPa，加入氧氣400mg/l ;同時加入工業 用濃鹽酸作為溶浸劑，溶浸液抑值保持3?4 ;
[0009] 步驟3,當肥〇3-濃度達到lg/1，且在注液壓力不變的情況下10-15天內的單孔注 液量穩定在變化幅度《5% W內后，調整工業用濃鹽酸的注入量，使溶浸液抑值逐漸升至 6,維持浸出運行；
[0010] 步驟4,當注液量下降超過15%后，重新調整工業用濃鹽酸的注入量，使溶浸液抑 值維持在3?5 ;
[001U 步驟5,當注液量上升并且穩定后，調整工業用濃鹽酸的注入量，使溶浸液抑值逐 漸升至6,維持浸出運行；穩定指注液壓力不變的情況下10-15天內的單孔注液量穩定在變 化幅度《5%^;
[001引步驟6,當浸出液溶解氧大于15mg/L后，氧氣的配制濃度降低至100?350mg/L， 維持浸出的進行，每天監測一次浸出液軸濃度的變化情況；
[0013] 步驟7,當浸出液軸濃度小于礦山邊界軸濃度，停止加入稀鹽酸和氧氣，直至浸出 結束。
[0014] 所述步驟2中，稀鹽酸加入方式為：在注液主管道中在線加入鹽酸，同時在線監測 溶浸液抑值，根據溶浸液的抑值調整鹽酸的注入量，同時抽孔取樣監測浸出液U、HOV、 cr、Ca2\ Mg2\ 5〇42\余氧的變化情況W及注液量的變化。
[001引所述步驟2中溶浸液的抑值為3. 5。
[0016] 所述步驟4中，溶浸液抑值為4。
[0017] 所述步驟6中，氧氣的配制濃度降低300mg/l。
[0018] 所述步驟7中，礦山邊界軸濃度為5?lOmg^時，當浸出液軸濃度巧mg^，浸出結 束。
[0019] 本發明已在鄂爾多斯沙沙皮臺軸礦床和納嶺溝軸礦床的地浸采軸試驗與生產中 使用，注液量增加顯著，HOV濃度和浸出液軸濃度提升明顯。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明在納嶺溝軸礦床試驗區試驗塊段平面布置圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步描述。
[0022] 本實施例針對碳酸鹽膠結低滲透砂巖型軸礦床的特點，采用稀鹽酸作為浸出劑， 通過在線加酸方式注入礦層，使溶浸液抑值保持3?6，隊陜速溶解礦層中的碳酸鹽，從而 原地產生肥(V，促進浸出；此外，稀鹽酸溶浸液在溶蝕礦層中碳酸鹽的同時，也可部分溶蝕 礦層中的綠泥石、鐵白云石、赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦等C〇2難W溶解的礦物，顯著提高鉆孔 的注液量。
[002引浸出過程中，稀鹽酸在線注入后首先與溶液中肥(V發生反應產生C02氣體，由于 C02氣體溶解度較大且反應是在密閉環境中進行，原地生成的C0 2氣體不會溢出，注入地層 后未反應的稀鹽酸和生成的C02繼續與碳酸鹽進行反應，溶蝕地層中碳酸鹽膠結物，同時產 生肥(V。根據反應動力學，酸溶蝕碳酸鹽強度比c02快10 4倍，加上對其他礦物的溶蝕，可 W顯著提高地層的滲透性能。另外，在地層條件下，酸的使用，在提高浸出液肥(V方面也比 C02來得快。由于充分利用稀鹽酸酸化產生的C0 2,可W顯著降低地浸的生產成本；此外，由 于C02為原地生成，易于溶解，不會產生氣體堵塞問題，在地層中的分配也均勻，有很高的使 用效率。
[0024] 實施例1 :
[0025] 納嶺溝軸礦床試驗區礦體平均厚度4. 40m，平均品位0. 0709%，平均平米軸量 6. 38kg/m2,平均埋深400m。平均碳酸鹽含量W C〇2計為3. 41 %。
[0026] 試驗塊段如圖1所示，采用稀鹽酸+氧氣浸出工藝，操作步驟詳述如下：
[0027] 步驟1，不加試劑循環抽注20天；
[00測步驟2,第20天，注液系統溫度16°C，壓力IMPa，加入氧氣400mg/l。在線加入濃 鹽酸，使溶浸液抑值保持3?4。
[0029] 步驟3,第30天，浸出液HOV濃度達到Ig^，注液量保持穩定，調整濃鹽酸的注入 量，使溶浸液抑值逐漸升至6,維持浸出運行。
[0030] 步驟 4,第 90 天，注液孔 z-4、z-5、z-6、z-8、z-9、z-ll、z-12、z-14 注液量下降超過 15%，重新調整工業用濃鹽酸的注入量，使溶浸液抑值維持在4。第95天，注液孔z-4、z-5、 Z-6、Z-8、Z-9、Z-11、Z-12、Z-14 注液量分別較酸化前提高了 65%、117%、105%、104%、 94%、89%、19%、82%，總注增加了13.2〇1113/11。
[003U 步驟5,第96天，調整工業用濃鹽酸的注入量，使溶浸液抑值逐漸升至6,維持浸 出運行。
[003引步驟6,第200天，浸出液溶解氧大于15mg/L，氧氣的配制濃度降低至300mg/L，維 持浸出的進行。
[0033] 試驗按照本發明步驟，C-1單元（包括抽孔C-1，注孔Z-1、Z-2、Z-3和Z-4,圖1) 運行722天，總計C-1抽液量124721m 3,平均軸濃度47. 7mg/l，浸出金屬軸5957. 30kg，浸出 率51. 36%。C-2?C-6單元（圖1)共計運行328天，總抽液量437786m3,平均單孔抽液量 8mVh ;集合樣軸濃度60. 8mg^，浸出液平均軸濃度30. 7mg^，浸出金屬13. 44t。
[0034] 實施例2 ;
[0035] 采自沙沙皮臺軸礦床巖屯、樣品，礦樣品位0. 0258%，C〇2含量為3. 45%。開展的 室內稀酸柱浸實驗，柱長113畑1，柱徑3. 3畑1，孔隙體積340ml，孔隙度35. 2%，柱子堆密度 1. 75g/cm3,真密度 2. 70g/cm3。
[0036] 實驗采用稀鹽酸+氧氣浸出工藝，起始注液抑值3?4, 20個孔隙體積后，滲透率 比起始滲透率提高了 12倍；之后調節注液抑值4?5,15個孔隙體積后滲透率比起始滲透 率提高了 8倍，肥(V濃度達到Ig^ ;再后調節注液抑值5?6直到浸出結束，浸出70個 孔隙體積，軸浸出率達到64. 85%。
[0037] 實施例3 ;
[003引軸礦床礦體平均厚度4. 82m，平均品位0. 0875%，平均平米軸量9. 02kg/m2,平均埋 深180m。井型采用五點型，注入井與抽出井間距為15m。
[0039] 采用稀鹽酸+氧氣浸出工藝，起始注液抑值4?5。2個月后，浸出液肥O3-濃度 從本底的250mg^上升1500mg^ W上；5抽11注16個生產井稀鹽酸酸化浸出全部有效， 注液井最高注量提高66. 67%，平均提高35. 54%，抽液井最高抽量提高33. 33%，平均提高 27. 40% (表 1)。
[0040] 表1沙沙皮臺稀酸酸化前后抽注液量變化
[0041]
【主權項】
1. 一種稀酸地浸采軸工藝，其特征在于包括w下步驟： 步驟1，抽出礦層的地下水，然后注入至礦層中，通過地下水循環疏通礦層，循環持續 20天； 步驟2,地下水循環結束后，向地下水中加入氧氣作為氧化劑，直至氧氣在水中達到最 大飽和溶解度注；同時加入工業用濃鹽酸作為溶浸劑，溶浸液抑值保持3?4 ; 步驟3,當肥化-濃度達到lg/1，且在注液壓力不變的情況下10-15天內的單孔注液量 穩定在變化幅度《5% W內后，調整工業用濃鹽酸的注入量，使溶浸液抑值逐漸升至6,維 持浸出運行； 步驟4,當注液量下降超過15%后，重新調整工業用濃鹽酸的注入量，使溶浸液抑值維 持在3?5 ; 步驟5,當注液量上升并且穩定后，調整工業用濃鹽酸的注入量，使溶浸液抑值逐漸升 至6,維持浸出運行；穩定指注液壓力不變的情況下10-15天內的單孔注液量穩定在變化幅 度《5%W ; 步驟6,當浸出液溶解氧大于15mg/L后，氧氣的配制濃度降低至100?350mg/L，維持 浸出的進行，每天監測一次浸出液軸濃度的變化情況； 步驟7,當浸出液軸濃度小于礦山邊界軸濃度，停止加入稀鹽酸和氧氣，直至浸出結束。
2. 如權利要求1所述的一種稀酸地浸采軸工藝，其特征在于步驟2中稀鹽酸加入方式 為：在注液主管道中在線加入鹽酸，同時在線監測溶浸液抑值，根據溶浸液的抑值調整鹽 酸的注入量，同時抽孔取樣監測浸出液U、肥(V、Cr、Ca 2\ Mg"、SO/-、余氧的變化情況W及 注液量的變化。
3. 如權利要求1所述的一種稀酸地浸采軸工藝，其特征在于步驟2中的溶浸液抑值保 持3?4。
4. 如權利要求1所述的一種稀酸地浸采軸工藝，其特征在于步驟4中，溶浸液抑值為 4。
5. 如權利要求1所述的一種稀酸地浸采軸工藝，其特征在于步驟6中，氧氣的配制濃度 降低 300mg/l。
6. 如權利要求1所述的一種稀酸地浸采軸工藝，其特征在于步驟7中礦山邊界軸濃度 為5?lOmg/1時，當浸出液軸濃度巧mg/1，浸出結束。
【專利摘要】針對碳酸鹽膠結低滲透砂巖型鈾礦床的特點，本發明提供了一種稀酸地浸采鈾工藝，采用稀鹽酸作為浸出劑，通過在線加酸方式注入礦層，使溶浸液pH值保持3～6，以快速溶解礦層中的碳酸鹽，從而原地產生HCO3-，促進浸出。本發明已在鄂爾多斯沙沙圪臺鈾礦床和納嶺溝鈾礦床的地浸采鈾試驗與生產中使用，注液量增加顯著，HCO3-濃度和浸出液鈾濃度提升明顯。
【IPC分類】C22B60-02, E21B43-28, C22B3-10
【公開號】CN104533376
【申請號】CN201410806764
【發明人】江國平, 廖文勝, 原淵, 王立民, 周磊, 謝廷婷, 聞振乾
【申請人】核工業北京化工冶金研究院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月22日