一种稀酸地浸采铀工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于原地浸出采轴技术领域，具体设及一种在地浸采轴工艺中使用稀盐酸 作浸出剂提高抽注液量和浸出液HOV浓度，促进浸出的工艺。
【背景技术】
[0002] 原地浸出采轴是通过从地表钻进至含矿层的注液井，将按一定比例配好的浸出剂 注入至矿层，注入的浸出剂和氧化剂与矿石中的有用成分接触发生化学反应，生成可溶性 化合物在扩散和对流作用下离开化学反应区进入沿矿层渗透迁移的溶浸液流中形成浸出 液。
[000引轴在抑值为6. 0?8. 0条件下的浸出过程称为中性浸出。该浸出工艺具有试剂 消耗低、含矿层地下水复原费用少、对设备材料的防腐性能要求低，浸出液轴浓度能够满足 经济开采要求等优点。目前W C02+02作浸出剂和氧化剂的中性浸出在世界范围内得到了广 泛应用。通常地浸采轴中，尾液加入C02后抑值降至6. 3?6. 5, 一方面抑制了巧的沉淀， 另一方面溶解了地层中碳酸盐胶结物，提高了地层渗透性能，同时反应后还额外为络合轴 产生了 2个肥(V。
[0004] 但是，我国众多碳酸盐胶结的轴矿床，其渗透性较差，虽然C〇2的加入可W部分改 善地层渗透性能，但仍难W大幅度提高工艺孔的生产量。该一方面使得浸出效率低，另一方 面由于生产量较低，氧注入量不足也导致浸出液轴浓度较低。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种稀酸地浸采轴工艺。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为，一种稀酸地浸采轴工艺，包括W下步 骤：
[0007] 步骤1，抽出矿层的地下水，然后注入至矿层中，通过地下水循环疏通矿层，循环持 续20天；
[000引步骤2,地下水循环结束后，向地下水中加入氧气作为氧化剂，直至氧气在水中达 到最大饱和溶解度注，如注液系统温度16°C，压力IMPa，加入氧气400mg/l ;同时加入工业 用浓盐酸作为溶浸剂，溶浸液抑值保持3?4 ;
[0009] 步骤3,当肥〇3-浓度达到lg/1，且在注液压力不变的情况下10-15天内的单孔注 液量稳定在变化幅度《5% W内后，调整工业用浓盐酸的注入量，使溶浸液抑值逐渐升至 6,维持浸出运行；
[0010] 步骤4,当注液量下降超过15%后，重新调整工业用浓盐酸的注入量，使溶浸液抑 值维持在3?5 ;
[001U 步骤5,当注液量上升并且稳定后，调整工业用浓盐酸的注入量，使溶浸液抑值逐 渐升至6,维持浸出运行；稳定指注液压力不变的情况下10-15天内的单孔注液量稳定在变 化幅度《5%^;
[001引步骤6,当浸出液溶解氧大于15mg/L后，氧气的配制浓度降低至100?350mg/L， 维持浸出的进行，每天监测一次浸出液轴浓度的变化情况；
[0013] 步骤7,当浸出液轴浓度小于矿山边界轴浓度，停止加入稀盐酸和氧气，直至浸出 结束。
[0014] 所述步骤2中，稀盐酸加入方式为：在注液主管道中在线加入盐酸，同时在线监测 溶浸液抑值，根据溶浸液的抑值调整盐酸的注入量，同时抽孔取样监测浸出液U、HOV、 cr、Ca2\ Mg2\ 5〇42\余氧的变化情况W及注液量的变化。
[001引所述步骤2中溶浸液的抑值为3. 5。
[0016] 所述步骤4中，溶浸液抑值为4。
[0017] 所述步骤6中，氧气的配制浓度降低300mg/l。
[0018] 所述步骤7中，矿山边界轴浓度为5?lOmg^时，当浸出液轴浓度巧mg^，浸出结 束。
[0019] 本发明已在鄂尔多斯沙沙皮台轴矿床和纳岭沟轴矿床的地浸采轴试验与生产中 使用，注液量增加显著，HOV浓度和浸出液轴浓度提升明显。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明在纳岭沟轴矿床试验区试验块段平面布置图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
[0022] 本实施例针对碳酸盐胶结低渗透砂岩型轴矿床的特点，采用稀盐酸作为浸出剂， 通过在线加酸方式注入矿层，使溶浸液抑值保持3?6，队陕速溶解矿层中的碳酸盐，从而 原地产生肥(V，促进浸出；此外，稀盐酸溶浸液在溶蚀矿层中碳酸盐的同时，也可部分溶蚀 矿层中的绿泥石、铁白云石、赤铁矿、褐铁矿、针铁矿等C〇2难W溶解的矿物，显著提高钻孔 的注液量。
[002引浸出过程中，稀盐酸在线注入后首先与溶液中肥(V发生反应产生C02气体，由于 C02气体溶解度较大且反应是在密闭环境中进行，原地生成的C0 2气体不会溢出，注入地层 后未反应的稀盐酸和生成的C02继续与碳酸盐进行反应，溶蚀地层中碳酸盐胶结物，同时产 生肥(V。根据反应动力学，酸溶蚀碳酸盐强度比c02快10 4倍，加上对其他矿物的溶蚀，可 W显著提高地层的渗透性能。另外，在地层条件下，酸的使用，在提高浸出液肥(V方面也比 C02来得快。由于充分利用稀盐酸酸化产生的C0 2,可W显著降低地浸的生产成本；此外，由 于C02为原地生成，易于溶解，不会产生气体堵塞问题，在地层中的分配也均匀，有很高的使 用效率。
[0024] 实施例1 :
[0025] 纳岭沟轴矿床试验区矿体平均厚度4. 40m，平均品位0. 0709%，平均平米轴量 6. 38kg/m2,平均埋深400m。平均碳酸盐含量W C〇2计为3. 41 %。
[0026] 试验块段如图1所示，采用稀盐酸+氧气浸出工艺，操作步骤详述如下：
[0027] 步骤1，不加试剂循环抽注20天；
[00測步骤2,第20天，注液系统温度16°C，压力IMPa，加入氧气400mg/l。在线加入浓 盐酸，使溶浸液抑值保持3?4。
[0029] 步骤3,第30天，浸出液HOV浓度达到Ig^，注液量保持稳定，调整浓盐酸的注入 量，使溶浸液抑值逐渐升至6,维持浸出运行。
[0030] 步骤 4,第 90 天，注液孔 z-4、z-5、z-6、z-8、z-9、z-ll、z-12、z-14 注液量下降超过 15%，重新调整工业用浓盐酸的注入量，使溶浸液抑值维持在4。第95天，注液孔z-4、z-5、 Z-6、Z-8、Z-9、Z-11、Z-12、Z-14 注液量分别较酸化前提高了 65%、117%、105%、104%、 94%、89%、19%、82%，总注增加了13.2〇1113/11。
[003U 步骤5,第96天，调整工业用浓盐酸的注入量，使溶浸液抑值逐渐升至6,维持浸 出运行。
[003引步骤6,第200天，浸出液溶解氧大于15mg/L，氧气的配制浓度降低至300mg/L，维 持浸出的进行。
[0033] 试验按照本发明步骤，C-1单元（包括抽孔C-1，注孔Z-1、Z-2、Z-3和Z-4,图1) 运行722天，总计C-1抽液量124721m 3,平均轴浓度47. 7mg/l，浸出金属轴5957. 30kg，浸出 率51. 36%。C-2?C-6单元（图1)共计运行328天，总抽液量437786m3,平均单孔抽液量 8mVh ;集合样轴浓度60. 8mg^，浸出液平均轴浓度30. 7mg^，浸出金属13. 44t。
[0034] 实施例2 ;
[0035] 采自沙沙皮台轴矿床岩屯、样品，矿样品位0. 0258%，C〇2含量为3. 45%。开展的 室内稀酸柱浸实验，柱长113畑1，柱径3. 3畑1，孔隙体积340ml，孔隙度35. 2%，柱子堆密度 1. 75g/cm3,真密度 2. 70g/cm3。
[0036] 实验采用稀盐酸+氧气浸出工艺，起始注液抑值3?4, 20个孔隙体积后，渗透率 比起始渗透率提高了 12倍；之后调节注液抑值4?5,15个孔隙体积后渗透率比起始渗透 率提高了 8倍，肥(V浓度达到Ig^ ;再后调节注液抑值5?6直到浸出结束，浸出70个 孔隙体积，轴浸出率达到64. 85%。
[0037] 实施例3 ;
[003引轴矿床矿体平均厚度4. 82m，平均品位0. 0875%，平均平米轴量9. 02kg/m2,平均埋 深180m。井型采用五点型，注入井与抽出井间距为15m。
[0039] 采用稀盐酸+氧气浸出工艺，起始注液抑值4?5。2个月后，浸出液肥O3-浓度 从本底的250mg^上升1500mg^ W上；5抽11注16个生产井稀盐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沙沙皮台稀酸酸化前后抽注液量变化
[0041]
【主权项】
1. 一种稀酸地浸采轴工艺，其特征在于包括w下步骤： 步骤1，抽出矿层的地下水，然后注入至矿层中，通过地下水循环疏通矿层，循环持续 20天； 步骤2,地下水循环结束后，向地下水中加入氧气作为氧化剂，直至氧气在水中达到最 大饱和溶解度注；同时加入工业用浓盐酸作为溶浸剂，溶浸液抑值保持3?4 ; 步骤3,当肥化-浓度达到lg/1，且在注液压力不变的情况下10-15天内的单孔注液量 稳定在变化幅度《5% W内后，调整工业用浓盐酸的注入量，使溶浸液抑值逐渐升至6,维 持浸出运行； 步骤4,当注液量下降超过15%后，重新调整工业用浓盐酸的注入量，使溶浸液抑值维 持在3?5 ; 步骤5,当注液量上升并且稳定后，调整工业用浓盐酸的注入量，使溶浸液抑值逐渐升 至6,维持浸出运行；稳定指注液压力不变的情况下10-15天内的单孔注液量稳定在变化幅 度《5%W ; 步骤6,当浸出液溶解氧大于15mg/L后，氧气的配制浓度降低至100?350mg/L，维持 浸出的进行，每天监测一次浸出液轴浓度的变化情况； 步骤7,当浸出液轴浓度小于矿山边界轴浓度，停止加入稀盐酸和氧气，直至浸出结束。
2. 如权利要求1所述的一种稀酸地浸采轴工艺，其特征在于步骤2中稀盐酸加入方式 为：在注液主管道中在线加入盐酸，同时在线监测溶浸液抑值，根据溶浸液的抑值调整盐 酸的注入量，同时抽孔取样监测浸出液U、肥(V、Cr、Ca 2\ Mg"、SO/-、余氧的变化情况W及 注液量的变化。
3. 如权利要求1所述的一种稀酸地浸采轴工艺，其特征在于步骤2中的溶浸液抑值保 持3?4。
4. 如权利要求1所述的一种稀酸地浸采轴工艺，其特征在于步骤4中，溶浸液抑值为 4。
5. 如权利要求1所述的一种稀酸地浸采轴工艺，其特征在于步骤6中，氧气的配制浓度 降低 300mg/l。
6. 如权利要求1所述的一种稀酸地浸采轴工艺，其特征在于步骤7中矿山边界轴浓度 为5?lOmg/1时，当浸出液轴浓度巧mg/1，浸出结束。
【专利摘要】针对碳酸盐胶结低渗透砂岩型铀矿床的特点，本发明提供了一种稀酸地浸采铀工艺，采用稀盐酸作为浸出剂，通过在线加酸方式注入矿层，使溶浸液pH值保持3～6，以快速溶解矿层中的碳酸盐，从而原地产生HCO3-，促进浸出。本发明已在鄂尔多斯沙沙圪台铀矿床和纳岭沟铀矿床的地浸采铀试验与生产中使用，注液量增加显著，HCO3-浓度和浸出液铀浓度提升明显。
【IPC分类】C22B60-02, E21B43-28, C22B3-10
【公开号】CN104533376
【申请号】CN201410806764
【发明人】江国平, 廖文胜, 原渊, 王立民, 周磊, 谢廷婷, 闻振乾
【申请人】核工业北京化工冶金研究院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月22日