铀矿的勘探
铀在哪里?江河湖海中铀的储量可观,但是浓度很低,暂时难以利用。地壳中含有铀,而且丰度与锡、钨相当,平均每吨岩石中就含有2.5克铀,但分布不均匀。
铀的化学性质活泼,特别容易与氧结合形成化合物。自然界中最常见的四价和六价铀,参与了地球化学的作用过程,可以形成种类繁多的铀矿物。目前世界上已发现的组成稳定的铀矿物有近200种,但具有实际开采价值的只有20余种。
在漫长的地质年代中,地球内部的岩浆活动静动消长,地球表面的岩石风化持守不息,分散的铀矿物随着这些地质作用的叠加改造而迁移聚集,就堆积成为了铀矿床。
铀矿地质勘探的任务,就是查明和研究铀矿床形成的地质条件,阐明铀矿床在时间上和空间上分布的规律,运用铀矿床形成和分布的规律指导普查勘探,探明地下的铀资源。
铀矿勘探的方法很多,主要是利用航空测量、汽车测量、野外地面测量等开展多维度勘测,从区域地质调查开始逐步聚焦,直至圈定铀矿床并对铀矿体的情况作出评价。
根据国际原子能机构的统计,目前全世界已探明的开采成本低于130美元/公斤铀的天然铀资源储量约为574万吨,主要分布于澳大利亚、哈萨克斯坦、美国、巴西、加拿大、南非等国家,而高品位铀矿主要在加拿大,目前世界上最大的铀矿位于加拿大的阿萨巴斯卡盆地。
我国的第一块铀矿石出自钟山县花山乡的杉木冲,它的发现催生了我国发展核能事业的战略决策,被誉为“开业之石”。目前我国已探明的铀矿资源储量近7万吨,居世界第10位之后,2009年天然铀产量近1000吨。按照到2020年我国核电总装机容量达到4000万千瓦计算,届时将需要年产6000吨天然铀。为了适应发展核电的长远需要,我国已提出适度超前发展核燃料产业,建立国内生产、海外开发、国际铀贸易三渠道并举的天然铀资源保障体系。
铀矿的开采
含铀千分之一的铀矿就具有开采价值,铀矿开采的的任务是把具有开采价值的铀矿从地下矿床中开采出来。与其他金属开采相比较,铀矿开采具有一些特殊的地方。一是由于天然铀具有放射性,开采要采取一系列防护措施;二是由于铀属于稀有金属,开采的工程量比较大。
铀矿开采方法主要有露天开采、地下开采和原地浸出采铀三种方法。露天开采是按一定程序先剥离表土和覆盖岩石,露出矿石,然后进行采矿,这种方法一般用于埋藏较浅的矿体。
地下开采是通过掘进联系地表与矿体的一系列井巷,从矿体中采出矿石。采用这种方法的开采深度距地表一般在100米到1千米之间。
原地浸出采铀是通过地表钻孔将化学反应剂注入矿带,再将含铀的浸出液提取出地表。这种采铀方法生产成本低,劳动效率高,不过使用受到一定水文地质条件的限制。2008年在新疆伊犁盆地南缘发现的我国第一个万吨级大铀矿床,即适合采用原地浸出采铀方法。