中国和世界铀矿资源现状和供需关系调查.ppt

铀与铀矿 铀矿的开采利用 铀矿资源现状 铀矿资源供需关系调查 其他问题 铀 铀(Uranium)的原子序数为92的元素，其元素符号是U，是自然界中能够找到的最重元素。在自然界中存在三种同位素，均带有放射性，拥有非常长的半衰期（数亿年~数十亿年）。铀在1789年由马丁·海因里希·克拉普罗特（Martin Heinrich Klaproth）发现。铀化合物早期用于瓷器的着色，在核裂变现象被发现后用作为核燃料。 地球上存量最多的同位素是铀-238，再者是可用作核能发电的燃料的铀-235，丰度最少的是铀-234。此外还有12种人工同位素（铀-226~铀-240）。 铀通常被人们认为是一种稀有金属，尽管铀在地壳中的含量比汞、铋、银要多得多，但由于提取铀的难度较大，所以它注定了要比汞这些元素发现的晚得多。尽管铀在地壳中分布广泛，但是只有沥青铀矿和钾钒铀矿两种常见的矿床。 铀矿 铀矿有土状、粉末状，也有块状、钟乳状、肾状等等。有些土状的铀矿被称为铀黑，而块状的则称为沥青铀矿。土状的铀矿没有什么光泽，块状的则具有沥青光泽。铀矿石是具有放射性的危险矿物。它们除了可以提取铀用于核工业外，还可以从中提取到镭和其他稀土元素。 铀，是一种极为稀有的放射性金属元素，在地壳中的平均含量仅为百万分之二，其形成可工业利用矿床的几率比其他金属元素要小得多。铀矿是矿石家族中的“玫瑰花”，色彩绚丽，却具放射性。 铀矿的品种有方铀矿(uranatemnite)、沥青铀矿(pitchblende)、铌钛铀矿、晶质铀矿、非晶铀矿、钒钾铀矿、板铅铀矿、钡磷铀矿、翠砷铜铀矿、钙镁铀矿、钙铀云母、硅镁铀矿、磷锌铀矿、绿铀矿等。 铀矿的开采利用 铀矿的勘探 铀及其一系列衰变子体的放射性是存在铀的最好标志。人的肉眼虽然看不见放射性，但是借助于专门的仪器却可以方便地把它探测出来。因此，铀矿资源的普查和勘探几乎都利用了铀具有放射性这一特点：若发现某个地区岩石、土壤、水、甚至植物内放射性特别强，就说明那个地 区可能有铀矿存在。 1.应用伽玛能谱特征参数研究地质体的含铀性 2.铀矿地质遥感技术 铀矿地质遥感所用的数据源主要是多光谱遥感数据，包括新型多光谱遥感数据( CBERS - 02B、ASTER等)、高空间分辨率遥感数据( IKONOS、Qu ickB ird等)、高光谱遥感数据( Hyperion 等) 和雷达数据( Radarsat等)。这些新型遥感数据源主要用于铀矿田构造格架的构建、含矿层的追索、控矿构造的厘定以及蚀变信息的提取、蚀变强度的划分和蚀变矿物的识别等方面。 铀的提取和纯化 从铀矿石中提取铀直到制成核纯（见放射性核素纯度）铀化合物的工艺过程，是天然铀生产的重要步骤。主要产品有重铀酸铵（俗称黄饼）和三碳酸铀酰铵等。纯化（又称精制）后的铀化合物产品，必须达到核纯的要求。精制的产品进一步干燥、煅烧，加工成二氧化铀或八氧化三铀，供制作反应堆元件或六氟化铀（用于U-235的同位素分离）用。整个过程须经下述单元操作：铀矿石的破碎和磨细、铀矿石的浸取、矿浆的固液分离、离子交换和溶剂萃取法提取铀浓缩物、溶剂萃取法纯化铀浓缩物。可根据矿石种类、产品要求等不同情况，选择由上述单元操作所组成的适当流程。 1.破碎和磨细 破碎是将矿石经颚式破碎机、圆维破碎机或锤式破碎机粗碎、中碎和细碎以达到所要求的粒度。然后进行细磨，以达到浸取工序所要求的粒度。 2.浸取 用溶剂将矿石中的铀选择性地溶解。铀矿石经浸取后，铀与大部分脉石分离，浸取液中铀与杂质的比例比原矿石中约提高10~30倍，因此，浸取过程也是铀与杂质初步分离的过程。 铀矿石浸取方法一般有酸法和碱法两种。多数铀水冶厂采用酸浸取法，少数厂用碱浸取法，只有个别厂同时采用酸、碱两种浸取流程。酸浸取法一般用硫酸作浸取剂，矿石中的铀和硫酸反应，生成可溶的铀酰离子UO2和硫酸铀酰离子[UO2(SO4)x；浸取时常加入氧化剂（常用二氧化锰、氯酸钠），以保持适宜的氧化还原电势（约450毫伏），使四价铀氧化成六价，以提高铀的浸出率。含碳酸盐的铀矿石主要用碱法浸取，常用的浸取剂为碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液，在鼓入空气的条件下，矿石中的铀与碳酸钠生成碳酸铀酰钠 Na4[UO2(CO3)3]，溶于浸取液。 3.矿浆的固液分离 矿石浸取后所得到的酸性或碱性矿浆（包括含铀溶液、部分杂质及固体矿渣）中的溶液和矿渣须经分离。根据需要也可进行粗矿分级，以除去+200~40目的粗砂，得到细泥矿浆。常用的固液分离设备有过滤机、沉降槽（浓密机）；分级设备有螺旋分级机、水力旋流器。中国还采用流态化塔进行分级和洗涤。 分离出的溶液可用离子交换法分离铀，也可用溶剂萃取法分离和纯化铀，或将铀从含铀溶液中沉淀出来。 铀矿资源现状 1.铀矿分布 根据国际原子能机构的统计，全球铀矿资源总