关于乌兹别克斯坦铀生产中的技术解决方案问题
引言
截至2026年,乌兹别克斯坦铀工业提出了宏伟的计划——根据国家战略,计划到2030年将铀的年开采量提高到7200吨。
乌兹别克斯坦地下铀的总储量官方估计为139000吨。然而,在中克孜勒库姆开展过研究的一线地质学家和工程师们,深知这些数字背后隐藏的另一面。主要在采矿床的实际开采程度已超过40%,而国家地质部门关于C1级储量的数据,历来与各矿务局严格的生产勘探结果相差高达20%。
现代铀工业面临的问题
1. 矿层堵塞与枯竭
随着矿层的开采,残余铀主要被封闭在低渗透、泥质或高碳酸盐带中。粗放式方法——注入超出定额的大量硫酸——会给地下水带来生态灾难。硫酸与围岩中的方解石发生反应,生成石膏。矿层被彻底“堵死”(发生堵塞),钻孔注入能力降为零,浸出液中的铀浓度降至临界最低值。在未能正确使用隔离井的情况下,盲目注入硫酸的地下钻孔浸出(地浸)法,会永久摧毁中克孜勒库姆的战略储备——地下含水层,而其修复需要数亿美元。
2. 技术解决方案
解决方案1:铀的地下浸出方法(专利第IAP 05336号)
铀化学的根本基础,是把惰性、不溶的四价形态(U⁴⁺)转化为可迁移的六价形态(U⁶⁺)。
在北方矿务局(SevRU)各矿床的深部矿层,没有采购纯酸,而是引入并试验了铀生产与金生产之间一种精妙的协同。该技术利用了第3水冶厂(科克帕塔斯)金矿石生物氧化车间的液态硫化物废料。
- 向矿层注入一种免费的生物试剂,其中含有氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)菌种和二价铁(Fe²⁺)。
- 同时,通过专用装置注入工业氧气和配比均衡的营养液,以维持细菌在地下厌氧条件下的活性。
- 细菌持续地将铁再生为三价形态(Fe³⁺),它是一种极强的理想氧化剂,能在不酸化矿层的情况下将U⁴⁺ → U⁶⁺。
- 结果:地下渗透性保持稳定,产量巨大——仅从一个工艺采区就产出了80余吨八氧化三铀。
解决方案2:用工业用水进行无酸开采(凯特缅奇的经验)
早在30年前,即1990年代中期,在经济混乱的条件下,凯特缅奇矿床就证实了一个地球化学事实:由于数百年来含氧水的天然渗入,那里的铀原本就以天然六价形态(U⁶⁺)存在。
该方法的作者们采用溶有气体的普通工业用水进行开采,没有使用一滴硫酸。水温和地将现成的铀酰离子冲洗出来,试剂成本几乎为零,并且对环境绝对清洁。