1．“分散元素”——鈾

鈾礦物具有放射性和熒光性?xún)纱筇匦浴４送馑膬r(jià)鈾礦物和六價(jià)鈾礦物具有不同特征色澤，四價(jià)鈾多呈黑色、灰黑色；六價(jià)鈾礦物顏色十分鮮艷。

鈾礦石

鈾在地殼中平均含量為2.5×10-6，總埋藏量雖然比金、銀、水銀還要多，但是鈾在地下的埋藏十分分散，被稱(chēng)做“分散元素”。并且，鈾的化學(xué)性質(zhì)很活潑，喜歡和其他元素合道，形成復(fù)合礦，已發(fā)現(xiàn)的鈾礦物約有近200種，鈾礦的特點(diǎn)是品位低、礦體分散、規(guī)模小，找到高品位的鈾礦相當(dāng)不容易，品位高于萬(wàn)分之五就有開(kāi)采價(jià)值。

鈾礦的開(kāi)采，過(guò)去主要用地下開(kāi)采或露天開(kāi)采。找礦、采礦和選礦，都會(huì)產(chǎn)生很多的廢礦渣石。一般，挖出1噸鈾礦石往往拿不到1千克鈾。還有，鈾衰變的子體鐳和氡，是高毒性的放射性核素，必須做好防護(hù)工作。我國(guó)對(duì)治理廢渣石，總結(jié)了“攔、護(hù)、填、封、疏、蓋、植”七字治理方法，有效減少了空氣中氡的析出率和水中鈾和鐳的濃度。

2．地浸辦法好

近年來(lái)開(kāi)發(fā)的地浸法，對(duì)砂巖型鈾礦，不必將鈾礦石挖出來(lái)，省去運(yùn)輸、磨碎礦石等許多工序，只要打幾口井，往地下注酸（或堿）液，在地下把鈾溶解出來(lái)。然后，將鈾礦漿從地下抽上來(lái)，直接輸運(yùn)到水冶廠去加工。這樣，把采礦、選礦和水冶連成一體，不會(huì)產(chǎn)生很多污染環(huán)境的廢石和尾礦砂。地浸確實(shí)是個(gè)好辦法，但是，目前找到適用于地浸的鈾礦床還不算多。

除了地浸外，還有堆浸法、原地爆破浸出法、細(xì)菌浸出法等。堆浸法就是把礦石破碎后堆成堆，在上面噴灑稀硫酸，收集浸出液。原地爆破當(dāng)出采鈾就是將采場(chǎng)內(nèi)的礦石破碎到一定塊度，在原地用事先配制好的溶液對(duì)礦石進(jìn)行噴淋，再將所形成的浸出液送地面水冶處理的方法。細(xì)菌浸出法是利用細(xì)菌的氧化作用，少用或不用硫酸，從礦石中浸出鈾的一種方法。常用能氧化含鐵硫化礦的菌種，如氧化硫桿菌或氧化鐵硫桿菌。細(xì)菌浸出法還沒(méi)有得到工業(yè)應(yīng)用。

3．從礦漿里制取精產(chǎn)品

鈾礦石經(jīng)過(guò)酸（如硫酸）或堿（如碳酸鈉）的浸漬，得到含鈾礦漿。礦漿經(jīng)過(guò)化學(xué)萃取或離子交換和沉淀處理，獲得稱(chēng)為“黃餅”的粗產(chǎn)品。黃餅中所含的氧化鈾（U3O8）僅40%~80%，它里面含有很多雜質(zhì)，并且很多是會(huì)“吃掉”維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的中子的毒物。因此，需要進(jìn)一步純化和提煉，該工藝過(guò)程，叫做鈾的精制。

精制方法有：溶劑萃取法、離子交換法、離子交換與溶劑萃取復(fù)合法、沉淀法等。經(jīng)過(guò)精制，獲得鈾的中間產(chǎn)品。中間產(chǎn)品還要進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化，制成二氧化鈾或金屬鈾，才可供下一步制造重水反應(yīng)堆的燃料元件；經(jīng)過(guò)鈾-235富集之后，才可制造成輕水反應(yīng)堆和研究堆的燃料元件或供做原子彈的裝料。

溶浸采礦主要指地浸、堆浸、原地爆破浸出工藝。進(jìn)入80年代以來(lái)，鈾礦冶金行業(yè)為提高經(jīng)濟(jì)效益，渴望用新的工藝技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的采冶工藝進(jìn)行改造，根據(jù)我國(guó)大部分鈾礦床是火山巖、花崗巖、砂巖型的礦床，以及礦床的物質(zhì)組成情況，和鈾礦冶研究院、所與部分鈾礦冶企業(yè)長(zhǎng)期對(duì)溶浸采礦所取得的研究成果表明，運(yùn)用地浸，堆浸、原地爆破浸出工藝技術(shù)改革鈾礦冶傳統(tǒng)的采礦工藝，達(dá)到降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益等目的是完全可能的。在中核總公司大力支持下，從70年代開(kāi)始一場(chǎng)認(rèn)真推廣地浸、堆浸、原地爆破浸出工藝技術(shù)的改革在鈾礦冶企業(yè)全面展開(kāi)，經(jīng)過(guò)十多年不懈努力，80％以上的鈾礦冶企業(yè)都程度不同地采用了溶浸采礦工藝，部分礦山完全擺脫傳統(tǒng)的鈾礦冶工藝，或成為單一的地浸鈾礦山；或成為單一的堆浸鈾礦山；或成為單一的原地爆破浸出鈾礦山，溶浸采礦的產(chǎn)量占整個(gè)鈾礦冶產(chǎn)量的比重逐年在提高，其具體提高比例如表1所示。

表1 溶浸采礦產(chǎn)量占整個(gè)鈾礦系統(tǒng)產(chǎn)量的比例表

從而使鈾礦冶整體采冶工藝流程大大縮短，能耗與原材料消耗大大降低，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高10倍以上，直接生產(chǎn)成本平均降低40％～50％，資源利用率平均提高20％～30％，放射性固體廢物大大減少，鈾礦冶企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益普遍提高。例如核工業(yè)新疆礦冶局曾經(jīng)是一個(gè)用傳統(tǒng)工藝技術(shù)生產(chǎn)天然鈾的單位，擁有4500余人，由于經(jīng)濟(jì)效益不佳于1986年關(guān)停轉(zhuǎn)產(chǎn)。1990年該局推廣地浸采鈾工藝之后，礦床條件并不比原來(lái)好多少，而天然鈾產(chǎn)量提高了4倍，生產(chǎn)成本降低了48％，基建投資減少65％，生產(chǎn)人員只有原有職工人數(shù)的1／20,放射性固體廢渣只有原來(lái)的千分之幾。又如江西某鈾礦，1989年起省去傳統(tǒng)采冶工藝成為一個(gè)全堆浸的鈾礦山，使能耗節(jié)省85％，化工原材料降低66％，生產(chǎn)成本降低34％。又如陜西某鈾礦，原為地下開(kāi)采鈾礦山，不但開(kāi)采難度很大，生產(chǎn)成本很高，由于礦石需要外運(yùn)，造成放射性對(duì)外運(yùn)途中環(huán)境影響加重，80年代中期曾被列為關(guān)停單位。1987年該礦試驗(yàn)堆浸成功之后，緊接又試驗(yàn)原地爆破浸出工藝成功，現(xiàn)在已成為一個(gè)單一原地爆破浸出鈾礦山，使能耗降低70％，化工原材料降低 60％，生產(chǎn)成本降低60％～65％，由于80％的采下礦石不出坑，大大減少放射性對(duì)環(huán)境的影響。該礦1994年一舉摘掉虧損企業(yè)帽子，已成為連續(xù)多年的盈利企業(yè)。溶浸采礦能夠取得好的效果主要原因是由于其生產(chǎn)工藝技術(shù)比較先進(jìn)。其具體情況是：

(1)地浸工藝。地浸又稱(chēng)原地浸出，是將溶浸液通過(guò)鉆孔輸入地下，從天然埋藏條件下的礦石中把金屬鈾溶解出來(lái)，又通過(guò)鉆孔將溶解有鈾金屬的浸出液排出地表，進(jìn)行加工處理的一種開(kāi)采過(guò)程。它是集采、選、冶于一體的新型鈾礦開(kāi)采工藝，或者說(shuō)是一種使鈾金屬的成礦環(huán)境與過(guò)程發(fā)生反向變化的鈾礦開(kāi)采的新工藝。由于采出的是含鈾溶液，避免了昂貴、繁重、造成嚴(yán)重污染的工序，生產(chǎn)工藝十分簡(jiǎn)單，建設(shè)投資省，勞動(dòng)效率高，環(huán)境保護(hù)好，生產(chǎn)成本低，安全防護(hù)條件好。地浸技術(shù)發(fā)展的歷史雖然不長(zhǎng)，但從理論到實(shí)踐均已達(dá)到了較高水平。一個(gè)礦床是否適合地浸，從技術(shù)上講其決定因素是礦床是否有一定的滲透性；從經(jīng)濟(jì)上講重要條件是礦石品位與物質(zhì)成份，礦層厚度與埋深。地浸所涉及的專(zhuān)門(mén)技術(shù)是：注液鉆孔與抽液鉆孔的結(jié)構(gòu)與施工、溶浸液的配制與使用方法，以及溶浸范圍的圈定與控制。此外，地浸鈾資源的評(píng)價(jià)，井型與井距的確定，浸出液處理，地下水治理等是很重要的配套技術(shù)。90年代以來(lái)，世界鈾市場(chǎng)上天然鈾價(jià)格一降再降，常規(guī)開(kāi)采的鈾礦山在世界各地均紛紛關(guān)閉，而地浸鈾礦山仍保持高產(chǎn)紀(jì)錄，繁榮如舊，由此可見(jiàn)，地浸不僅表現(xiàn)出了突出的優(yōu)點(diǎn)，而且表現(xiàn)出了驚人的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

(2)堆浸工藝。堆浸與傳統(tǒng)水冶工藝相比較：流程短、工序少、設(shè)施簡(jiǎn)單、能耗小、物耗小、生產(chǎn)成本低和基建投資省。

(3)原地爆破浸出工藝。該工藝即通過(guò)爆破手段將堅(jiān)硬密實(shí)的礦體在原地爆破成具有一定塊度的礦塊，之后注入溶浸液進(jìn)行浸出，浸出液輸送到地表進(jìn)行處理。兼有地浸與堆浸的優(yōu)點(diǎn)，是在地浸與堆浸的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。由于80％的礦石不出采場(chǎng)，減少了礦石運(yùn)搬和破碎工作量，減少了放射性對(duì)地表環(huán)境的污染；由于與礦體靠近的表外礦石很容易與礦體一道浸出來(lái)，從而可以提高資源回收率；生產(chǎn)成本在堆浸的基礎(chǔ)上還可降低1／3。

地浸目前只限于頂?shù)装鍑鷰r較完整且滲透性差，而礦層礦石為疏松砂巖滲透性好的條件才能使用，應(yīng)用范圍不廣；然而由于堆浸與原地爆破浸出則對(duì)于花崗巖型、火山巖型、砂巖型鈾礦床均能應(yīng)用，因此溶浸采礦整體應(yīng)用范圍還是很大的，它在我國(guó)有較大的發(fā)展前景。但是由于溶浸采礦仍然是一門(mén)發(fā)展歷史不長(zhǎng)的工藝技術(shù)，還有很多不完善的地方，乃至某些關(guān)鍵技術(shù)尚待研究解決，若求地浸、堆浸、原地爆破浸出的水平進(jìn)一步提高，使其應(yīng)用范圍更廣，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮作用更大，仍需鈾礦冶戰(zhàn)線的研究人員，工程技術(shù)人員，廣大職工還必須繼續(xù)發(fā)揚(yáng)獻(xiàn)身于國(guó)防事業(yè)的艱苦奮斗精神、不斷進(jìn)取，奮斗不止。