本发明专利技术提供了一种低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿原地浸出开采方法，涉及采矿技术领域。本发明专利技术通过注液孔向低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿的含矿含水层中注入二氧化碳进行预碳酸化，直至含矿含水层水中碳酸氢根离子的浓度大于等于2.0g/L时，通过注液孔在持续注入二氧化碳的情况下注入氧气，同时通过抽液孔将所得浸出液抽出；当碳酸氢根离子浓度降至小于2.0g/L时，按照上述方法循环进行二氧化碳注入、氧气注入和浸出液抽出。本发明专利技术采用分阶段注入的原地浸出方法，能快速提高低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿地浸开采的抽注液量和铀浓度，降低注液压力，实现低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿高效、经济的地浸开采，并能缩短浸出周期，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。
【技术实现步骤摘要】
一种低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿原地浸出开采方法
[0001]本专利技术涉及采矿
，特别涉及一种低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿原地浸出开采方法。
技术介绍
[0002]当前，原地浸出采铀提供的产能已占我国天然铀总产能的90％以上。但我国低渗透砂岩铀资源占了全国铀资源的70％以上，如何顺利开发这些低渗透砂岩铀矿将成为地浸采铀领域亟需解决的问题。
[0003]目前，我国地浸采铀技术主要针对渗透性较好的砂岩铀矿，如新疆伊犁盆地正在地浸开采的大部分砂岩铀矿的渗透系数大于0.5m/d；内蒙古巴彦乌拉矿床的渗透系数为1～10m/d。低渗透砂岩铀矿由于渗透性系数过低(小于0.1m/d)，使用地浸开采时往往导致钻孔抽液量小、地下水水位下降急剧、注液压力升高，同时由于浸出剂对铀矿物的溶解不充分，低渗透砂岩铀矿地浸开采时浸出液中铀浓度亦偏低。因此，目前低渗透砂岩铀矿的地浸开采没有经济性，国内尚未有低渗透砂岩铀矿开采的先例。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿原地浸出开采方法。本专利技术提供的方法能够对低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿进行高效开采。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿原地浸出开采方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007](1)通过注液孔向低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿的含矿含水层中注入二氧化碳进行预碳酸化，直至含矿含水层水中碳酸氢根离子的浓度大于等于2.0g/L时，通过所述注液孔在持续注入二氧化碳的情况下向含矿含水层中注入氧气，同时通过抽液孔将所得浸出液抽出；
[0008](2)当含矿含水层水中碳酸氢根离子的浓度降至小于2.0g/L时，停止注入氧气，然后按照步骤(1)的方法向含矿含水层中循环进行二氧化碳注入、氧气注入和浸出液抽出。
[0009]优选地，所述低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿的渗透性系数小于0.1m/d，碳酸盐的含量大于5％；所述含矿含水层水中碳酸氢根离子的初始浓度为0.1～0.4g/L。
[0010]优选地，所述二氧化碳的注入压力为0.8～1.0MPa。
[0011]优选地，所述二氧化碳注入的过程中，在注液孔内设置溶解装置对注液孔内的水体进行搅拌。
[0012]优选地，所述预碳酸化的时间为15～30天。
[0013]优选地，所述氧气的注入压力为0.6～1.5MPa或为注液系统最大承受压力。
[0014]优选地，所述注液孔和抽液孔的设置方法为：
[0015]对低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿进行钻孔施工并下放过滤器，根据含矿含水层中
矿层与钙质夹层的厚度，以及矿层与钙质夹层的相对位置情况，将形成的钻孔确定为注液孔和/或抽液孔。
[0016]优选地，当所述含矿含水层中钙质夹层位于矿层内部且厚度小于0.2米时，所述过滤器的长度与矿层厚度相同，此时形成的钻孔作为注液孔或抽液孔；
[0017]当所述钙质夹层位于矿层内部且厚度大于等于0.2米时，所述过滤器的长度与矿层厚度相同，此时形成的钻孔作为注液孔，或者将所述过滤器增加长度后作为抽液孔。
[0018]优选地，当所述含矿含水层中钙质夹层不在矿层内部但与矿层有重叠部分，当所述重叠部分的厚度大于等于矿层厚度时，所述过滤器的长度与矿层厚度相同，此时形成的钻孔在增渗处理后作为注液孔；当所述重叠部分的厚度小于0.2米时，所述过滤器的长度与矿层厚度相同，此时形成的钻孔作为注液孔或抽液孔；当所述重叠部分的厚度大于等于0.2米且小于矿层厚度时，所述过滤器的长度与矿层厚度相同，此时形成的钻孔作为注液孔，或者将所述过滤器增加长度后作为抽液孔。
[0019]优选地，所述增渗处理为高能气体致裂或水力压裂。
[0020]本专利技术提供了一种低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿原地浸出开采方法，包括以下步骤：(1)通过注液孔向低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿的含矿含水层中注入二氧化碳进行预碳酸化，直至含矿含水层水中碳酸氢根离子的浓度大于等于2.0g/L时，通过所述注液孔在持续注入二氧化碳的情况下向含矿含水层中注入氧气，同时通过抽液孔将所得浸出液抽出；(2)当含矿含水层水中碳酸氢根离子的浓度降至小于2.0g/L时，停止注入氧气，然后按照步骤(1)的方法向含矿含水层中循环进行二氧化碳注入、氧气注入和浸出液抽出的操作。本专利技术在含矿含水层中先注入二氧化碳，有效提高矿层水中的碳酸氢根离子浓度，在正式浸出前地下水的预碳酸化会使低渗透砂岩铀矿中的碳酸盐矿物大量溶蚀，从而提高矿石的孔隙度，有效改善矿层渗透性，为铀的浸出提供良好的条件，并且无需再额外补充碳酸氢盐；然后再注入氧气，提高地下水氧化性实现铀的浸出。本专利技术采用二氧化碳预碳酸化、二氧化碳+氧气浸出的分阶段注入的原地浸出开采方法，能够快速提高低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿地浸开采的抽注液量和铀浓度，降低注液压力，实现低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿高效、经济的地浸开采，并能够缩短浸出周期，降低生产成本。
附图说明
[0021]图1为本专利技术中当钙质夹层位于矿层内部且厚度小于0.2米时过滤器的下放情况示意图；
[0022]图2为本专利技术中当钙质夹层位于矿层内部且厚度大于等于0.2米时过滤器的下放情况示意图；
[0023]图3为本专利技术中当钙质夹层不在矿层内部但与矿层有重叠部分(重叠部分的厚度大于等于矿层厚度)时，过滤器的下放情况示意图；
[0024]图4为实施例1分阶段注入CO2和O2时碳酸氢根离子浓度和铀浸出率随时间变化曲线；
[0025]图5为对比例1同步注入CO2和O2时碳酸氢根离子浓度和铀浸出率随时间变化曲线。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿原地浸出开采方法，包括以下步骤：
[0027](1)通过注液孔向低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿的含矿含水层中注入二氧化碳进行预碳酸化，直至含矿含水层水中碳酸氢根离子的浓度大于等于2.0g/L时，通过所述注液孔在持续注入二氧化碳的情况下向含矿含水层中注入氧气，同时通过抽液孔将所得浸出液抽出；
[0028](2)当含矿含水层水中碳酸氢根离子的浓度降至小于2.0g/L时，停止注入氧气，然后按照步骤(1)的方法向含矿含水层中循环进行二氧化碳注入、氧气注入和浸出液抽出。
[0029]首先，对本专利技术中注液孔和抽液孔的设置方法进行具体说明。
[0030]在本专利技术中，所述注液孔和抽液孔的设置方法优选为：对低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿进行钻孔施工并下放过滤器，根据含矿含水层中矿层与钙质夹层的厚度以及矿层与钙质夹层的相对位置情况，将形成的钻孔确定为注液孔和/或抽液孔。
[0031]本专利技术对所述钻孔施工的方法没有特别的说明，采用本领域技术人员熟知的钻孔施工方法即可。本专利技术对所述过滤器没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的过滤器即可。本专利技术具体是根据物探测井解释和岩心编录结果，确定含矿含水层中矿层与钙质夹层的厚度本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿原地浸出开采方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过注液孔向低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿的含矿含水层中注入二氧化碳进行预碳酸化，直至含矿含水层水中碳酸氢根离子的浓度大于等于2.0g/L时，通过所述注液孔在持续注入二氧化碳的情况下向含矿含水层中注入氧气，同时通过抽液孔将所得浸出液抽出；(2)当含矿含水层水中碳酸氢根离子的浓度降至小于2.0g/L时，停止注入氧气，然后按照步骤(1)的方法向含矿含水层中循环进行二氧化碳注入、氧气注入和浸出液抽出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低渗透、高碳酸盐型砂岩铀矿的渗透性系数小于0.1m/d，碳酸盐的含量大于5％；所述含矿含水层水中碳酸氢根离子的初始浓度为0.1～0.4g/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化碳的注入压力为0.8～1.0MPa。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述二氧化碳注入的过程中，在注液孔内设置溶解装置对注液孔内的水体进行搅拌。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预碳酸化的时间为15～30天。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧气的注入压力为0.6～1.5MPa或为注液系统最大承受压力。7.根据权利要求1所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵利信，程威，霍建党，陈希，杨立志，苏学斌，王亚奴，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：
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