天山脚下，铀矿采冶产业“蜕”变
发布时间：2018-5-23 16:07 原作者:吕银玲 来自: 中国能源报
自1958年以来，我国铀矿采冶产业已走过60年历程，若换作个人，早已是花甲之年，但这个产业在历经挫折和转型后却能保持“年轻”，其关键就在于老产业求新求变，依靠技术变革和理念创新持续迸发着活力。成立于1964年的新疆矿务局正是这场变革中的一个缩影。



5月13日，本报记者走进中国铀业所属新疆中核天山铀业有限公司（以下简称“天山铀业”），实地探访天然铀开采企业如何克服地质条件复杂的难题，如何转变常规采铀工艺，趟出一条科学、智能、绿色的铀矿采冶之路。



靠技术变革脱胎换骨



驱车前往天山铀业七三五矿的小路上，一排排青杨簌簌迎风，慰藉着边陲空旷的土地。树苗是去年刚种下的，如今已高逾两米。



“扎根边疆，根就是这么扎的。” 在天山铀业总经理阳弈汉心里，这亲手种下的树苗颇具象征意义。



如阳弈汉一样，天山铀业很多员工都来自东部、南部地区。在1955年中苏专家发现伊犁蒙其古尔等处的铀矿床后，他们作为专业人才从全国各地辐辏至此。



新疆矿冶局局长何勇介绍，新疆矿冶局前身是新疆矿务局，成立时建有两矿一厂（七三一矿、七三五矿、七三四厂），负责含铀煤矿的开采和水冶提铀，成为新疆境内唯一从事铀矿采冶、销售及科研的综合性国有独资企业。“那时候，铀矿开采还只能靠挖巷道、钻矿井、人拉肩扛，但传统工艺已无法适应新疆这块土地。”



“我国铀资源情况太复杂”，阳弈汉说，“遇到的矿床有害物质多、没有水，有的含有高碳酸盐、有的深埋在地下200-1000米。”



天山铀业委副书记、纪委书记哈力艾力补充：“与南方硬岩不同，新疆铀资源17个铀矿床中，有10个砂岩型、5个煤岩型、2个火山岩型，给采矿带来诸多困难。”



在国外，最深的铀矿仅在地下500米范围，罕有如此复杂的地质特征。因此，即便引进国外先进的原地浸出采铀技术（以下简称“地浸采铀”），其设备在我国也遇到“南橘北枳”的困境。



在传统工艺与国外设备都无法适应新疆铀矿开采的情况下，铀矿冶企业如何脱胎换骨？



“技术研发是发展的基础，天山铀业的发展就是一部科技发展史，没有科技进步，就没有我们的今天。”阳弈汉解释。



在老一辈核工业人艰苦创业的基础上，天山铀业专家在国内同行帮助下，着力突破了技术瓶颈，“地浸采铀技术”经过引进消化吸收再创新，更加适应了我国采铀的现实需求。



天山铀业从1985年开始在伊犁盆地从事原地浸出采铀试验研究、项目建设、生产，并于上世纪90年代中期建成地浸采铀工业试验基地，突破了疏干砂岩地浸采铀等多项处于世界领先水平的关键技术，全面建成了我国首个千吨级铀矿山。



“这标志着铀矿采冶技术实现革命性跨越，开辟了我国天然铀产业绿色低碳、经济高效发展的新路。”阳弈汉自信地说，“我们的技术处于世界顶尖水平，只要地下有铀矿，不管什么类型、什么条件，我们都能开发。”



地浸采铀凝聚智慧



蓝白相间的厂房点缀于矿区，铀矿开采现场没有机器轰鸣和尘土飞扬，奥秘全在地下。



据了解，采铀与采煤相似，要从褐煤中提取。而如今的铀矿区更近似石油开采，通过地表钻孔的方式提取含铀溶液。铀矿在由固体到液体再到固体的转化过程中，完成从“地下宝藏”到实用金属的转变，而这都依赖于地浸采铀和地表浸出液处理工艺。



伊犁盆地是最早发现砂岩型铀矿的地区，盆地下面是疏松的砂岩和含水矿层。发现矿层以后，需在地表打钻孔。“这像采石油一样，但采石油仅需抽取液体，而采铀还需要注入溶浸液，即注入一种在地表配好的CO2+O2试剂，通过试剂在矿层的运移将铀矿溶解在水中，转变为液相。在运移20-50米后，再通过抽液孔将饱含金属的溶液提升至地表，输送至水冶厂。”阳弈汉介绍。



在水冶车间，蓝色的吸附塔和白色的淋洗塔陈列整齐，正在进行地表浸出液的处理，水冶工艺最后的成品像破碎的黄饼，装满一个个蓝色圆筒。



“抽出地表的含铀溶液，一升里只有几毫克铀，需要通过水冶处理加工厂浓缩成一个数量级，配置淋洗剂把铀从树脂上置换出来形成高浓度的含铀溶液，再通过沉淀、烘干、压滤等工艺，最终制成代号为‘111’的产品‘黄饼’。”水冶厂工作人员介绍，“这里的产品品质是最好的，是达到国家颁布标准的‘一级品’。”



最终，这些“黄饼”被运送到位于湖南衡阳的二七二铀业公司，进行后续纯化转化。



几毫克铀从固体到液体再到固体的旅程，看似简单，却凝聚着许多智慧。比如，由于该区赋矿矿层较多，为提高效率，天山铀业研究并实现了多层矿体协同开采技术，通过一次钻孔就能同时或分阶段开采多层铀矿，降低了钻孔施工成本和井场建设周期。“这项技术是国外也没有的，处于国际领先水平。”阳弈汉介绍。



打造绿色智能矿山



短短三十年内，天山铀业已进行过三次采铀工艺变革，每一次变革都以更安全、更高效、更绿色为主导方向，使其最终成为国内生产规模最大、技术最先进、自动化程度最高、经济效益最好的地浸矿山企业。



千锤万凿出深山。早期的开采方式对人体的消耗和地表环境的影响巨大。而在引入地浸采铀技术的初期，注入矿层的溶浸液采用的还是硫酸试剂，对环境的伤害亦不能免。最终，以CO2+O2为代表的微试剂浸出工艺在我国规模化应用，解决了“伤害”问题。



“CO2和O2都是自然界的气体，不会因注入化学离子对地表、地下造成任何污染。水冶后剩余的尾液还会进行回收，再次加入CO2和O2，作为新的溶浸液注入矿区。”阳弈汉说，“我国是继美国之后第二个采用CO2+O2微试剂浸出技术的国家，而我国的主要技术指标还优于美国，回收资源的最低品位可达到0.01%，优于美国的0.05%；水冶回收率达到99.45%，比美国高5-10个百分点。”



“科学、绿色采冶是我们追求的目标，三十多年来，没有发生一起环境污染事件。”阳弈汉表示。



环顾四周，一片片海棠树和杏树林掩映下的厂区人迹寥寥。在集控室，只见两名工作人员对着电脑屏幕进行自动化控制。天山铀业生产计划处处长陈国贞告诉记者 ：“原来两矿一厂有7200人，现在不到50人工作。人虽然少了，但现在一年的产量比原来二十年的产量还要多。”



阳弈汉介绍：“传统采矿要到现场拉矿，现在的采矿已经转移到办公室。井场、水冶的控制都在计算机上进行控制、操作，在现场只需进行维修维护。我们的大部分工作人员都在技术研发领域，现场工人占比很小。”



“生产过程自动化、井场采区无人化”，这一转变缘于2013开展的信息化建设，极大提高了铀矿资源利用率，有效提高了工作效率。按照这样的绿色智能发展之路，中国铀业已经绘出了蓝图：到2030年，天然铀产能比目前增加2倍，成为国际一流的天然铀企业；到2040年，天然铀产能在2030年的基础上翻一番。