地下采,海中提,这一国家重要战略性矿产……
天然铀被称为“核电粮仓”,是保障国家安全的重要战略资源和能源矿产。
一望无际的草原,初夏的微风徐徐吹过,牛羊成群漫步。在这幅生机勃勃的景象下,一座铀矿正悄然运作,将铀资源源源不断地向外输送。
这里就是中核通辽铀业钱家店矿区,是我国首座自主研发建设的CO2+O2原地浸出环境友好型铀矿山。开阔的地浸井场上看不出任何采挖痕迹,可见的是一个个立方体保温箱覆盖下的注液管和手腕粗细的抽液管,每六个注液管组成正六边形,将一个抽液管围在中心,半露在草地间若隐若现。
天然铀被称为“核电粮仓”,是保障国家安全的重要战略资源和能源矿产。《中国能源报》记者日前跟随“大国底气从核来·重走核工业路”媒体行活动走访了我国铀矿科技开发的重要基地,了解到我国铀矿科技的傲人成就。
以前,铀矿开采要把矿石从地下挖出来,运到地表,然后采取物理或化学手段从中提取铀。这种常规的方法保障了我国核工业的原料供应,但同时也会破坏地表生态,还产生一定的废气、废水和废渣。
针对这样开采成本高、安全本质度低的采铀方法,中核矿业科技集团有限公司开创了酸法、地浸开采的中国研究,推动了我国天然铀产业重大转型升级。据了解,地浸采铀技术通过钻孔将溶浸液注入地下矿层,使其沿着设定的通道与矿石接触,溶解出矿石中的铀,形成含铀溶液,再通过另一个钻孔提升至地表。含铀溶液在地表去除杂质,浓缩加工得到铀的初级产品“黄饼”。这种方法既安全又环保,颠覆了传统的采矿工艺。
“近年来,我国天然铀开采坚持规模化、集约化发展,以大项目为抓手,优化形成了砂岩铀矿大基地为主、硬岩铀矿山为补充的新结构,采冶突破了‘二氧化碳+氧气’的中性浸出技术,盘活大量砂岩资源,产能和人均生产率均提升10倍以上,实现了从‘百人一吨矿’向‘人均产能提升10倍以上’的跨越式发展。非常规铀资源利用方面,铀钼、铀稀土等多金属综合回收技术实现了产业化应用。”中核矿业科技集团有限公司青年科技骨干、重点项目负责人李召坤说,截至当前,地浸采铀产量已占全国天然铀总产量90%以上,经济效益和社会效益显著。
行走在通辽铀业厂区里,记者注意到,工人的身影是不多见的。原来,这里早已建成了数字化铀矿山,实现“千里之外、一键采铀、一屏掌控”目标。
国内首个地浸采铀大数据智能分析中心,实现了地浸采铀井场全数据链的统一管理、快速分析和可视化展示,可精准预测地浸井场生产动态和工艺参数变化趋势:研发地浸采铀“数字建井”技术,研建“数字建井”成套工艺流程,实现了地浸井场钻孔建造由“点设计”到“面设计”和溶浸流场“可视化”……
通辽铀业分管领导介绍:“地浸采铀安全、绿色、经济成本低,自动化和信息化水平却很高。整个钱家店铀矿锚定地浸生产工艺自动化、开采少人化、关键工艺流程数控化的建设目标协同发力。没有声音并不意味着设备停运,而是先进的工艺、设备和智能化生产营造出的‘假象’。”
与此同时,记者也了解到,我国的铀矿资源具有品位偏低、规模偏小、条件复杂的特点。因此,在开发陆地铀资源的同时,探寻和开拓非常规铀资源将是一项重要的战略性选择。海水提铀重点实验室的青年科技骨干李子明分析,海洋中铀资源约45亿吨,且全球海洋互通,海水提铀潜力巨大。
近年来,国内海水提铀研究引起重视,多家科研单位、高校、企业开展了海水提铀相关研究工作。研究人员研制了多种不同类型的提铀材料,并进行了相关机理与理论研究,还有少部分单位开展了海水提铀现场吸附试验。
如中核矿业科技在海南昌江海域建成了漂浮式海试试验平台,已为多家海水提铀联盟单位开展现场试验提供支持;中国工程物理研究院在海南万宁海域建立了浮排式海试试验平台,开展了公斤级提铀材料的海水提铀海试实验;中科院上海高研院在海南三亚海域建成了纳米纤维膜海试平台,以膜组件方式开展了真实海况试验等。
“整体而言,国内外在海水提铀研究方面取得了一定的进展,海水提铀成本持续下降。但当前海水提铀研究仍处于前沿性技术探索阶段,海水提铀成本仍高于现天然铀市场价格,距离实现经济化、规模化海水提铀仍有一定差距。”李子明说。
目前海水提铀的关键核心技术亟待突破,中核矿业科技集团有限公司制定了“三步走”计划,其中,力争在2040年突破制约海水提铀工业化关键技术瓶颈,实现海水中经济提取铀产品连续生产能力,处于世界领先水平。
来源:中国能源报