某地浸采铀矿山低流量钻孔O2加注方式优化

针对CO₂+O₂原地浸出采铀过程,通过对氧气溶解机制、氧气喷射混合、氧气静态混合及钻孔氧气溶解情况等因素的分析,提出了一种适用于低流量钻孔的O₂加注方式,实现了低流量钻孔的O₂加注,提高了低流量钻孔浸采单元浸出效果,缩短了浸出周期,提高了资源回收率,降低了浸采成本。     

新疆某铀矿床CO2+O2中性浸出试验研究

针对新疆某矿床矿石碳酸钙含量高的特点,开展了地浸采铀工艺试验,试验表明:中性浸出工艺是一种温和的浸出工艺,浸出的选择性好,浸出过程中对地下水化学成分影响较小,并且CO2可以调节溶浸液的pH值,避免地下水中钙镁等离子的化学沉淀,防止矿层堵塞。试验过程中,浸出液铀浓度随着HCO3-浓度的上升而增涨,浸出液铀浓度达到峰值并持续稳定在60mg/L左右,表明CO2+O2中性浸出工艺的应用取得较好的效果,浸采成本低,是适合该矿床开采经济合理的浸出工艺。     

砂岩型铀矿碱性地浸过程孔隙结构演化特征

采用NaHCO₃+H₂O₂碱性溶浸液对铀矿柱状岩芯进行了柱浸实验，利用电镜扫描图像分析了砂岩型铀矿表面特征和孔隙分布状况，以核磁共振T₂谱定量表征碱性地浸过程中含铀砂岩微观孔隙结构变化。结果表明，溶浸液化学溶蚀作用下岩芯内部基质首先形成连通型孔隙，大、小孔间孔喉增加；反应生成的Al(OH)₃矿物胶体和CaCO₃集中沉淀堆积于小孔和微裂隙中，减小了溶浸液与基质有效接触反应面积，降低了铀矿浸出效率；97～158 h为溶蚀优势期，该阶段化学溶蚀量远大于沉淀堆积量，形成大量连通型孔隙，使铀矿物与溶浸液进一步反应溶解，铀矿采收率达到峰值。     

某CO_2+O_2地浸采铀矿山采区浸出效果研究

以内蒙古某铀矿山A、B、C采区为研究对象,从浸出液铀质量浓度、资源回收率及工艺井运行水量等方面研究了采区的浸出运行效果。在浸出运行周期内,3个采区的浸出率分别为96.01%、91.69%和82.55%,均高于75.00%的工业设计指标;研究结果验证了采用CO_2+O_2地浸采铀技术对该砂岩型铀资源进行工业开采的可靠性。     

CO2-N2复合惰气对氧化煤冷却惰化特性研究

为对比分析不同比例CO₂-N₂复合惰气和纯CO₂/N₂对氧化煤惰化效果,利用程序升温实验系统,分别对比煤处于临界温度和干裂温度下通入纯CO₂/N₂和CO₂-N₂复合气体后O₂、CO气体浓度和煤温的变化特征。结果表明：在氧化煤冷却过程中,相同注气流量下,CO₂含量占比高于N₂时表现出更快的降温速率、更大的O₂和CO浓度降幅以及活化能;以临界温度为初始煤温时,30%N₂+70%CO₂的降氧速率高于10%N₂+90%CO₂和纯CO₂为0.4～1.22 mol/(cm³·s),CO下降速率高于10%N₂+90%CO₂和纯CO₂为0.24～0...     

烟煤的CO、CO2和O2竞争吸附特性研究

为明晰煤与CO、CO₂、O₂之间的吸附规律，研究CO与CO₂、O₂在煤中的竞争关系，以钱家营烟煤为研究对象，基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)的试验结果，通过定量分析和分子单元参数构建的方法，构建钱家营烟煤分子晶胞结构(C1160H860O80N20)，为验证构建模型的准确性，利用量子化学计算模拟分子的红外光谱，计算结果与试验结果基本吻合。在此基础上，采用巨正则蒙特卡罗和分子动力学方法，研究压力(0～16 MPa)、温度(20～60℃)对煤吸附CO、CO₂、O₂的影响。研究结果表明：拟合的等温吸附曲线符合Langmuir方程，在相同压力下，温度越高，CO、CO₂、O₂吸附能力越弱，在相同温度下，煤层埋深压力与吸附量之间呈正相关趋势，单一气体CO、CO₂和O₂的吸附量为CO₂>O₂>CO，且CO₂     

地浸终采残留液对某砂岩型铀矿的浸出性能研究

为推动终场采场残留液在地浸采铀中的利用,通过室内静态试验,研究了酸法地浸终采残留液对砂岩铀矿含矿岩芯的浸出条件和浸出动力学。试验结果表明:1)该砂岩岩芯适合酸法浸出;2)残留液对该矿在自然粒径下的最佳浸出条件:固液质量体积比为1∶8 g/mL,浸出时间为48 h,双氧水加入质量浓度为1 g/L,铀浸出率为77.36%。残留液的铀浸出动力学研究(反应活化能Ea=27.519 kJ/mol)结果表明,残留液对该铀矿的浸出过程主要受混合控制。该研究可为终场残留液在地浸采铀中的应用提供参考。     

超深砂岩型铀矿地浸开采技术问题的探讨

我国已查明超深(埋深600m)砂岩型铀矿资源储量达数万t,如何有效开发利用这些铀资源将是我国地浸采铀技术重要研究方向。结合我国现有地浸采铀工艺技术,对超深砂岩型铀矿地浸开采可能面临的钻孔施工工艺、成井完井技术及井场控制与浸出技术等有关问题进行了探讨。     

巴彦乌拉地浸采铀工程监测井设置、监测及状况分析

地浸铀矿山在铀的浸出过程中会将溶浸液注入地下,而溶浸液的运移方向不固定,可能会朝着地浸场外围扩散。巴彦乌拉地浸采铀工程在不同距离、不同方位设置了监测井,通过对近年来监测井监测数据的分析,掌握了溶浸液的扩散范围,可以更好地为设置监测井提供依据。     

不同φ(CO2)/φ(O2)比例对煤自燃特性的影响

为了研究CO₂对煤自燃特性的影响,利用热重与质谱联用技术测试了阳泉五矿煤在不同φ(CO₂)/φ(O₂)比例下的氧化燃烧过程,分析了热重曲线,特征温度点,放热量与气体逸出规律。研究结果表明:随着φ(CO₂)/φ(O₂)比例增大,热重曲线向高温偏移,特征温度点升高,燃烧剧烈程度降低,气体逸出温度升高;温度小于360℃前,放热量相差较小;温度继续升高后,在相同温度下,放热量随氧浓度降低而降低;由于CO₂与H2反应产生CH₄,所以CO₂含量越高,CH₄逸出强度更高;同时,煤在低氧浓度下更易不完全燃烧,所以会产生更多CO;相较于空气氛围,CO₂浓度高于88%时才具有抑制作用。     

某砂岩型铀矿地浸采铀试验溶浸液化学组分运移模拟

在砂岩型铀矿地浸采铀过程中,溶浸液一些化学组分进入含矿含水层,并在地浸结束后继续运移,从而可能给当地地下水环境造成影响。本文以某砂岩型铀矿床地浸采铀试验过程中NO3-离子的运移为例,运用计算机模拟技术,对地浸采铀过程中以及地浸结束后溶浸液化学组分的运移特征进行了研究。模拟结果表明,地浸期间NO3-向外的运移,基本可控制地浸块段周围20～30m的范围之内;地浸结束后,该离子在天然流场条件下,主要向下游方向弥散运移,弥散羽浓度中心运移缓慢,平均速度为0.014m/d,10年后羽缘仍在距离地浸块段130m范围以内,且其中心浓度从地浸结束时的256.9mg/L逐渐衰减至58.9mg/L。     

O3/H2O2去除选矿废水中丁基黄药的研究

用臭氧类高级氧化剂O₃/H₂O₂对含有丁基黄药的模拟选矿废水进行了处理。考察了O₃和H₂O₂的用量、溶液pH值、丁基黄药初始浓度、常见难免离子对废水COD_Cr去除效果的影响;并通过紫外-可见光谱和添加叔丁醇试验,探讨了O₃/H₂O₂工艺去除丁基黄药的反应机理。结果表明：丁基黄药初始浓度为400 mg/L、pH=6.8的模拟废水1 000 mL,投加100 L/h 的O₃和1 000 mg/L 的H₂O₂,反应2 h后COD_Cr的去除率可达60.25%;CO^2-₃和SO^2-₄有抑制废水中COD_Cr去除的作用,而Cu2+和Zn2+可以提高废水COD_Cr的去除率;O₃/H₂O₂工艺去除废水COD_Cr反应遵循羟基自由基反应机制。     

N2和CO2对煤明火燃烧灭火性能的对比实验研究

为掌握N₂和CO₂对煤明火燃烧过程的不同灭火效果,采用自主研制的煤明火燃烧实验装置,对平煤八矿煤样进行了通入相同流量N₂和CO₂气体灭火剂的煤明火燃烧灭火实验,测定了在煤有焰燃烧和阴燃熄灭阶段的温度场温度、标志性气体(O₂、CO和CH₄)组分、热释放速率以及火焰图像面积的变化规律。结果表明:相比于煤自由燃烧,在煤有焰燃烧阶段,通入CO₂时明火火焰熄灭时间、煤温上升速度、耗氧量、热释放速率以及CO和CH₄浓度的下降速度比通入N₂时更低;同时,通入CO₂时火焰图像面积呈指数下降,而通入N₂时呈线性下降;在煤阴燃熄灭阶段,通入CO₂时煤温、CO和CH₄浓度下降速度比通入N₂时的更高,而通入CO₂时的耗氧量和热释放速率比通入N₂时的更低;说明CO₂比N₂具有更好的熄灭煤明火燃烧的能力。     

注热CO2增产CH4过程数值模拟研究

通过建立二元气体扩散场—渗流场—传热场的耦合方程，利用COMSOL模拟了不同温度和压力下CO₂驱替CH₄过程中驱替效果、CO₂储存量、CH₄产量及煤体渗透率等的变化规律。结果表明：CO₂驱替作用会导致煤体部分区域出现CH₄压力上升高于原始储层压力的现象。随着驱替压力的增大，CO₂储存量与CH₄产量增加，当驱替压力由2 MPa增高到6 MPa时，驱替比由2.85增大到4.38。而当注入温度从20℃增高至100℃时，驱替比由4.38降低至4.34。在驱替开采过程中，驱替压力是影响驱替效果的主要因素。随着驱替的进行，CO₂影响范围逐渐增大。在CO₂影响区域，CO₂的注入对煤层渗透率影响较大，煤基质对CO₂的吸附使煤层渗透率迅速下降；而在CO₂未影响区域，煤体渗透率随着CH₄的解吸而增大。     

CO2+O2浸出工艺溶浸通道堵塞控制措施探究

在地浸采铀浸出过程中,渗透性是决定浸出效率的重要因素,保持良好的渗透性对铀的浸出具有举足轻重的作用。目前,矿层结垢堵塞溶浸通道致使矿层渗透性降低影响浸出效率,是各地浸矿山运行中存在的普遍问题。基于对纳岭沟铀矿床水文地质条件及CO2+O2地浸采铀试验过程中主要沉淀物的生成机理分析,旨在针对矿层渗透性降低的情况,通过分析浸出过程中沉淀物类型及特性,探究沉淀物生成及堵塞矿层的主要原因,提出通过采区投入运行前20~30 d内加入CO2进行微酸预酸化直至HCO3-浓度维持在1 000 mg/L,调节溶浸通道环境,保持主要沉淀物高溶解度;随后注氧氧化,控制余氧含量为20 mg/L左右;摒弃目前袋式过滤方式,采用活性炭、石英砂、阳离子树脂等集中过滤方式,有效去除溶浸液中的有害金属离子,减少回注矿层形成二次沉淀等主要技术措施,有效控制沉淀物在溶浸通道的生成与积累,实现地浸铀矿山高效浸出运行。     

新疆某砂岩铀矿CO_2+O_2加压滚瓶浸出试验研究

根据CO_2+O_2地浸采铀工艺技术特点,选取新疆某铀矿山取得的砂岩岩芯铀矿石,自行设计了CO_2+O_2加压滚瓶浸出试验装置,并进行了室内CO_2+O_2加压滚瓶浸出试验。结果表明,当CO_2+O_2总压为2.0 MPa,液固比10:1时,金属铀浸出率达到70%,采用多级浸出和后期加氧化剂强化浸出,铀浸出率达90%以上。说明该矿床铀矿石适合CO_2+O_2浸出工艺,试验结果可为CO_2+O_2现场浸出试验和工程设计提供依据和指导。     

内蒙古某砂岩型铀矿地浸采铀技术的高效优化与应用

地浸采铀是当前砂岩型铀矿开采最主要的方法,采用该方法进行铀矿开采其生产能力、浸采率、开采成本是地浸采铀工作关注的重点。为提高浸出效率、降低成本,在内蒙古某地浸采铀矿山开展过滤器、酸度、抽液量对铀浸出效能的优化研究与应用。研究表明将过滤器长度控制在4~6m能保证其处于高效工作状态,过滤器上段与品位相对较高的富矿段对接有助于铀浸采率的提升。将溶浸液酸度控制在15g/L左右可提高铀浸出效率和浸出液铀浓度。将抽液量（单宽）维持在0.75m2/h~1.0m2/h,能使采区保持较高的铀生产能力和较低的浸出液量。通过优化的工艺技术参数,优化后的浸出液峰值铀浓度由优化前的28.89mg/L提升至59.72mg/L。采区投运的前两年,铀浸出率由47.20%提升到60.99%,浸出液平均铀浓度由17.43mg/L提升至32.63mg/L,吨铀耗酸减少15.26%,吨铀耗电减少46.51%。从而实现了地浸采铀技术的高效优化。     

地浸采铀新工艺综述

结合我国大量的疏松砂岩铀资源的特点,为了经济回收及利用铀资源,铀矿冶积极开发地浸采铀新工艺、新技术。近年来,我国在低渗透、低品位、高碳酸矿石、高矿化度地下水等复杂砂岩型铀矿床地浸开采技术取得了重要进展。本文重点总结和归纳了我国地浸采铀技术主要成果。     

N2/CO2混合气注入对页岩力学特性影响规律研究

工业废气经脱硫注氨处理后,气体主要成分为N₂/CO₂。基于减少能源消耗,利用页岩储层有效封存CO₂的思想,开展N₂/CO₂混合气注入对页岩力学特性影响规律研究。以四川省龙马溪组黑色露头页岩为试验研究对象,开展恒温恒压条件下,不同浓度配比N₂/CO₂混合气注入页岩试验,利用单轴压缩试验和巴西劈裂试验,分析N₂/CO₂混合气中CO₂浓度对于页岩力学特性的影响。研究结果表明：页岩试件经N₂/CO₂二元混合气浸泡后,混合气中随CO₂浓度的增加和相变,试件孔隙增长率呈现先增大后减小趋势,孔隙增长率为34.91%～110.6%;页岩试件的强度和泊松比先降低后增大,弹性模量先增大后降低,单轴抗压强度损失率为37.5%～69.1%,抗拉强度损失率为35.3%～85.4%,弹性模量增幅37.5%～54.7%,泊松比损失率为...     

CH4/CO2不同浓度混合气体的吸附－解吸实验

选择山东菜园矿的气煤和山西古交矿的焦煤的平衡水煤样对不同浓度的CH₄和CO₂混合气体进行了吸附－解吸实验,分析了CH₄和CO₂在吸附－解吸过程中各组分浓度的变化规律,并探讨分析了实验过程中出现高压阶段吸附量小于低压时的原因.结果表明,不同浓度的CH₄和CO₂混合气体的解吸曲线都滞后于吸附曲线;相同条件下,焦煤的吸附量大于气煤的吸附量;CO₂与CH₄浓度之比越大,气体的吸附量越大;吸附过程中,CO₂组分的吸附速率是先快后慢,而CH₄组分的吸附速率先慢后快,解吸时则相反.吸附和解吸平衡时,游离相中的CO₂浓度低于原始混合气体中的CO₂浓度,CH₄浓度高于原始气体中CH₄浓度.实验结果证实了CO₂在与CH₄的竞争吸附中占据优势,注入CO₂可以有效地置换或驱替煤层CH₄,注入CO₂气体的数量越大、相对浓度越高,单位压差CH₄解吸率和CO₂吸附率就越高.