第八章 原地浸出采铀第八章 原地浸出采铀
1 原地浸出采铀的内涵及工艺流程
2 原地浸出采铀技术的适用范围及优缺点
3 原地浸出矿床条件评价
4 钻孔工程
5 溶浸液的配方与使用方法
6.溶浸范围控制
7 浸出液的提升
8 地浸矿床的开采顺序及开拓工程
9 地浸矿山的工作设施
10 矿山的环境监测及评价
11 地浸技术经济评价
12 地浸矿山的设计内容
13 地浸矿山的企业管理
14 应用实例
1 原地浸出采铀的内涵及工艺流程
1.1 内涵
原地浸出采铀是将按一定配方配制好的溶浸液经注液钻孔注入到天然的含矿含水层中，在水力梯度作用下沿矿层渗流，
通过对流和扩散作用，选择性地氧化和溶解铀，形成含铀溶液，经抽液钻孔提升至地表，再进行水冶处理得到所需的铀浓缩物产品。（美国：化学采矿；独联体：无井采矿）见图 8.1 图 8.2
1.2 原地浸出采铀工艺流程
2 地浸采铀技术的适用范围及优缺点
2.1 适用范围原地浸出采铀不是对任何铀矿床都可以适用的，它必须具备一定的地质和水文地质条件才能使用，其适用范围如下：
①必须是疏松砂岩型铀矿床，矿石疏松，裂隙发育；
②矿体须处于含水层中，含矿层上、下要有隔水顶、底板，即有承压水；
③矿石具有一定的渗透性，且矿层的渗透性远大于围岩的渗透性；
④矿物成份简单，容易浸出；
⑤含矿层厚度与含矿含水层厚度的比值小于 0.5；
⑥矿体埋深最好小于 300m，品位大于 0.01%；
⑦矿区最好远离城区（ >15km），或处于居民生活区下游；
⑧交通方便。
2.2 原地浸出采铀的优、缺点地浸采铀与常规采矿相比，具有如下优点：
(1)基建投资少，建设周期短，生产成本低，劳动强度小；
(2)不必建造和管理尾矿堆及尾矿库；
(3)环境保护好，基本不破坏农田和山林。环境污染大为减轻；
(4)从根本上改变了生产人员的劳动和卫生保护条件；
(5)使繁重的采矿工作“化学化”、“工厂化”、
“全自动化”；
(6)能充分利用资源。
缺点：
①对矿床水文地质条件要求苛刻；
②各种管线较多，维护工作量大；
③存在对地下水环境污染问题 。
3 原地浸出的矿床条件极其评价
3.1 含矿岩性及铀的存在形式
3.2 矿石品位、厚度及埋深
3.3 矿体形态及赋存位置
3.4 含矿层顶底板岩性
3.5 地质构造
3.6 水文地质条件
3.7 矿石特性
3.1 含矿岩性及铀的存在形式地浸法适用于淋滤 —— 沉积成团的砂岩型铀矿床，要求矿石结构疏松，节理发育，如砂岩、砂砾岩以及含砾砂岩为主的矿床。
铀的存在形式最好以吸附状态赋存于砂质颗粒表面，铀矿化均匀，分布于碎屑岩或胶结物中。
3.2 矿石品位、厚度及埋深矿石中 U品位最好在 0.1%以上，但如果品位较低
（ 0.03～ 0.01%），矿体厚度大、渗透性好也行，此时浸出液 U浓度较低，但水量大，技术经济上也是可行的；矿体的评价条件目前基本上以平米铀量（ U
kg/㎡ ）计算。一般以大于 5 kg/㎡ 最有利，矿体埋深要求小于 300m，最好为,50～ 200m。
3.3 矿体形态及赋存位置矿体最好为水平层状或倾角小于 15° 的缓倾斜矿体，且矿体连续。这样便于布置抽液钻孔（抽孔）
和注液钻孔（注孔），且有利于溶浸液的渗流，增大钻孔的抽注液量和注液量；矿体位置赋存于含水层中，且具有隔水顶板，渗透性好。
3.4 含矿层顶底板岩性含矿层的顶底板岩性应具有抗溶浸液溶解的性质。如高硅低钙镁类岩石，当围岩中“碳酸钙”含量为 2～ 5%时甚至更大时，不但试剂消耗量大，所产生的石膏和 CO2气体将会使矿层发生化学堵塞，
后果严重 。
3.5 地质构造要查清矿床是否存在断层、溶洞、地下阴沟等构造，不然会造成溶浸液流失，既污染环境，又达不到浸矿目的，溶浸范围无法控制。
3.6 水文地质条件
3.6.1 矿岩的渗透性,a.极弱 K<0.1m/d，不宜地浸； b.较弱
K=0.1～ 1.0 m/d，可地浸； c.较弱 K=1.0～ 5.0 m/d，最适合地浸；
d.强 K=5.0～ 10.0m/d，可地浸； e.极强 K>10.0m/d，不太适合地浸。
3.6.2 含水层与隔水层：含水层 —— 要有丰富的地下水补给源，且具有较好的渗透性；隔水层 —— 有大于 2m的厚度，其渗透性最好小于矿层渗透性 20倍以上。
3.6.3 矿层孔隙率,a,n<5～ 10%，不适合地浸； b,n=5～
10%，适合地浸； c,n=20～ 25%，最适合地浸； d,n=25～ 50%，
较适合地浸； e,n>50%，不适合地浸。
3.6.4 地下水流速度及流向：地下水水力坡度较小，流速较慢，有利于地浸开采和环境保护。
3.6.5 地下水物理化学性质：掌握地下水的各种成份浓度对合理配制溶浸液和浸出液的处理有帮助。地浸采铀要求：地下水矿化度 一般小于 5g/L，以 1～ 2 g/L最好,pH为中性，水温 10～
20℃ 最好。
3.7 矿石特性矿石特性包括矿石的物质化学成分,有用组分的存在形式和富集特征,矿石的结构及空隙性,
矿石品位,有用组分的溶解性,矿石的水理性质等,
3.7.1铀 (或其他有用组分 )的溶解性
3.7.2矿石的物质化学成分
3.7.3粘土矿物 有机物质 褐煤成分
3.7.4矿物的水理性质
3.8 地浸矿床评价的三项原则 (P159)
4 技术经济指标的 评价在评价地浸技术经济指标时，主要应抓住影响企业经济效益的以下几项主要指标：
4.1 抽出液的数量和质量
4.2 矿石的可浸性（铀浸出率、浸出液中金属浓度、
溶浸液消耗）见表 8.4
4.3 矿石对溶浸液的容量大小
4.4 矿区地形地貌，交通，水源，农田等
4.5气候条件
5 条件试验地质勘探部门按常规开采方法的要求而提供的矿床勘探资料，一般不能满足地浸条件评价、可行性研究和设计要求。但是，通过初探，如果初步确定了用地浸法开采的可能性，则需进行矿床的补充勘探或详细勘探 —
— 以满足地浸要求为目的，由地浸研究单位或生产单位进行勘探，或者两者共同勘探。这项技术称为地浸条件试验，或称地浸前期工作。包括矿床地质和水文地质条件试验（亦称矿床地质和水文地质条件补充勘探），矿样浸出参数测试和矿层（矿体）地浸参数现场测试三方面的内容。
5.1 矿床地质和水文地质条件补充勘探
5.1.1 勘探目的
5.1.2 勘探重点
5.1.3 对不同工业储量级别的要求
5.1.4 勘探钻孔网度
5.1.5 矿样采取
5.1.6 地浸矿床勘探的特点
5.2 矿样浸出参数测试
5.2.1 渗透参数测试
5.2.2 矿样渗透系数的计算
5.2.3 浸出性能试验
5.2.3.1 室内浸试验
5.2.3.2 圆柱状矿样试验
5.2.3.3 分析对比
5.2.4 矿样试验资料整理
5.2.5 矿样浸出计算公式
5.3 矿层（体）地浸参数现场测试
5.3.1 基本做法
5.3.2 矿层现场试验资料数据
5.3.3 地浸现场试验参数计算
6 矿床开采单元的划分和开采顺序
6.1 矿田和井场井场的划分极其范围的确定，一般应考虑以下因素：
1.国家或市场对矿山的基本建设时间和年产量的要求
2.矿床的勘探程度
3.矿床的埋藏特征
4.矿区地表地形条件及状况
5.水文地质条件
6.产量计划应兼顾开拓、浸准速度
7.最好的经济效果
6.2 地浸矿床开采顺序：
原则上应由地下水流向的上下游方向顺序开采。优点是：上游采区开采结束后，被溶解的、尚未被抽出的金属溶液由于地下水的流动作用将会带往下游采区，在开采下游采区时，可得到进一步回收利用。
矿区有大的水体、河流、铁路、大建筑群，宜采用以它们为中心由远而近进行回采的顺序，以减少对它们污染的延续时间。
应首先开采与钻孔施工有关的岩石物理性质较好、
品位较高、埋藏较浅、地表地形平坦、“三通”工作容易、矿石可浸性和渗透性较好的矿段，以缩短基建时间，
减少基建费用，早出经济效益和早日取得生产和管理经验，缩短贷款付息时间。
7 矿床开采步骤和二级矿量原地浸矿法开采矿床可分为开拓、浸准（浸出准备）
和回采（浸出）三个步骤
7.1 矿床开拓
7.2 浸准
7.3 井场浸出
7.4 矿床开采步骤之间的关系
7.4.1 开拓矿量
7.4.2 浸准矿量
8 地浸矿山开拓地浸矿山的开拓比常规开采矿山简单，不象常规法那样要形成提升、运输、通风、排水、动力供应和安全系统，
只需要将溶浸液注入矿体，产品浸出液所需的钻孔工程和其他工程完成即可。
根据注液和集液方式，开拓方法分为；
8.1 注液孔和集液孔配合形式（图 8.18）
8.2 注液孔、注液沟和集液沟配合形式（图 8.19）
8.3 注液孔和集液巷配合形式（图 8.20）
9 地浸矿山工程设施地浸矿山包括三大部分：原地浸出部分，水冶部分，辅助工程设施部分。
9.1 地浸矿山工程设施及布置（见表 8.4）
9.2 地浸井场的抽注系统和设施
1,对抽注系统的总要求
2,抽注系统的组成
3,管线系统布局的基本原则
9.3 地浸井场的自动控制和检测手段
10 钻孔工程钻孔工程是地浸采铀的主要工程，也是地浸采铀中三大关键技术之一 。
10.1 地浸钻孔的作用
10.2 地浸钻孔的种类与比例
10.3 地浸钻孔的布孔形式及钻孔间距
10.4 钻孔结构
10.5 钻孔的施工与安装
10.1 地浸钻孔的作用
（ 1）起到矿床开拓、采矿准备、溶浸液输入、浸出液输出的作用，是完成地浸生产的主要工程；
（ 2）起圈定地浸井场、控制溶浸液流动速度和方向的作用；
（ 3）起对矿体进行地质、补充和生产探矿的作用；
（ 4）起溶浸范围控制的作用；
（ 5）起监控产品溶液的数量和质量、溶浸液浓度、溶浸液的液面和 PH值以及氧化还原电位的作用；
（ 6）起通过钻孔测定水文地质和生产过程中的水文和矿体渗透率变化情况的作用；
（ 7）可以利用钻孔取水。
10.2 地浸钻孔的种类与比例地浸钻孔有 3种：抽液孔、注液孔、观测孔。抽液孔：注液 =1,2（一般）。
抽液孔 —— 矿层溶解的含 U溶液须经抽液孔用潜水泵或气升泵提升至地表；
注液孔 —— 将在地表按一定比例配制好的溶浸液经注液钻孔输入含矿层；
观测孔 —— 用于观测和检查溶浸液的扩散情况（范围），这类钻孔一般布置在采场四周外围（沿地下水流向）不同距离（ 20m→
50m→100m ）。
10.3 地浸钻孔的布孔形式及钻孔间距
钻孔布型,钻孔的布型有多种，如：三角形、
五点型、七点型、行列式（见图,13）和网格式等，
具体要根据矿体的形态及矿层的渗透性而定。
三角形即三个注孔一个抽孔（简称三注一抽），
首先是美国先提出来的，在以后的发展中类似的具有不同数量的注液孔与中间一个抽液孔组成一个单元，在美国、捷克的地浸矿床中多次采用；
前苏联大多采用行列式布孔，因为其矿体产状平缓、连续，且渗透性好，每行中钻孔间距为 15～
25m，行距为 20～ 50 m。
对较大的矿床而言，采用三角形或五点形，其注液孔和抽液孔数量相差无几。在抽注工作制度处于平衡时，其抽注孔的流量实际相等。这种布置具有从边沿网孔到中央网孔间溶液流动比较均匀的优点。
在六角形和行列式方案中，对于注液流量小，但仍能维持整个系统的生产能力是最有利的，从均匀地开采整个矿体也是有利的。
钻孔间距,钻孔间距要视矿层的渗透性而定
（先做小试验），如间距过小，容易发生潜蚀通道，
造成溶浸液,短路,；间距过大，单元生产时间拖得长，且试剂消耗量增加，经济效益差。
10.4 钻孔结构
1.基本结构
包括,孔深,直径,隔离塞,过滤器,沉砂管,沉砂井,套管 以及孔壁等部分。图 8.26为钻孔标准结构示意图。
2.普通结构
国内外普遍使用的地浸工艺钻孔可分为两大类：
①填砾结构 —— 过滤器部位充填砾石过滤层为主要特征；
②裸眼结构 —— 过滤器周围不充填过滤物质，而靠矿层部位即孔壁四周细砂自然分选作过滤层。见图 8.27
10.5 钻孔的施工与安装
地浸钻孔施工、安装程序及要求：
⑴开孔
⑵钻进取芯、测井
⑶扩径
⑷冲孔
⑸下套管
⑹投砾
⑺注浆封孔
⑻孔口安装
⑼钻孔过滤器
（ 1）开孔开孔所用的钻头直径要根据钻孔安装管的直径大小和钻孔表土层的稳定性而定。
云南 381矿床，砂岩稳定，且钻孔深度浅（ 40m左右），用 φ 150mm钻头开孔，一钻到底，下 φ 75× 6
mm PVC套管 ； 新疆某矿床：孔深 200m左右。空气提升时,φ 200mm三牙轮钻头开孔 → 穿过表土层 →
φ 168mm矿层顶板 -→ φ 128mm终孔。在矿层部位用稀泥浆护垫。潜水泵提升时,φ 244mm三牙轮钻头开孔，
并同径钻至终孔深度（下 6,潜水泵）。
（ 2）钻进取芯、测井（ γ ）
开孔钻头穿过砾石层以后，换 φ 168mm合金钻头浓泥浆护壁钻进至矿层顶板，形成台阶；换 φ 110mm
钻头稀泥浆钻进并取岩矿芯，稀泥浆钻进（并取岩矿芯 80%以上）至终孔深度。
注意：千万不能穿过隔水底板。
（ 3）扩径用填砾式钻孔结构，在 矿层 部位要扩径，采用单翼刮刀偏心钻具扩孔器扩孔，扩后的孔径
Ф250mm。
（ 4）冲孔钻孔打完后，用泥浆泵向孔内压清水（ 10～
20分钟），或采用稀泥浆循环，以替出孔内的浓泥浆，便于下套管。
（ 5）下套管下套管之前要计算好（根据物探资料）托盘、
过滤器、沉砂管应处在什么位置？在地表将各类套管配好，编好号，依次下管：沉砂管 → 过滤器管 → 托盘 → 普通套管。在整个套管上、中、
下三处分别焊好“中心定位器”，以防套管偏向钻孔的一边，影响投砾和封孔。
（ 6）投砾砾石依次为 Ф2～ 4mm,Ф1.0 mm,Ф0.5
mm三种粒径石英砂。投砾前要事先计算好充填的砾石（砂）量，充填高度只能超过过滤器上部 0.5m，过高过低都不利。因此，要边投砾边测量，投砾的顺序是：砾石 → 粗砂 → 细粉矿 →
黄泥球。
（ 7）注浆封孔水泥浆不能太浓（下不去）也不能太稀（占体积），如是酸法地浸，矿层上部 30m处最好用防酸水泥。否则，用普通硅酸盐水泥 325#或 425#
即可。在靠近孔口（地表） 10m处用水泥砂浆封孔。
12-24小时后开始抽水洗孔。
（ 8）孔口安装
a.空气提升式钻孔：
抽液孔：其孔口只装一个空气控制阀门和下风管的套口装置，不远处则装一个燕尾流量计
（同俄罗斯），兼作气液分离器；
注液孔：安装不锈钢压力表和防腐流量计
（或防腐水表），用以观测该孔的注液压力和注量大小及累计注入量。
b.潜水泵提升式钻孔抽液孔与注液孔的结构（孔径大小）截然不同。注液孔与空气提升式注液孔基本一样，但抽孔截然不同，孔口敞开，装有控制潜水泵启、停的装置，并配备用于提升潜水泵电动绞车、三脚架等。
（ 9）钻孔过滤器（ P187）
目前，我国地浸矿山采用的钻孔过滤器有两种形式：
a.裸眼包网式：即在钻孔套管合适的位置上直接钻眼，眼的直径 Ф12 mm，行距 25
mm，眼距 60 mm，过滤器的孔隙度为 25%。用尼龙纱网包两层，再用尼龙绳捆扎即可。
b,外环形骨架式：
这种过滤器也是先在套管上打眼，再将聚丙烯骨架套在套管上，然后两端用塑料焊牢。骨架就是代替“尼龙纱网”的作用，不易损坏。
10.6 地浸钻孔的关键技术
10.6.1 过滤器的设计与安装
10.6.2 扩孔技术
10.6.3 浸矿液定量分配技术
10.6.4 隔塞技术
10.6.5 封孔技术与洗孔技术
10.7 钻孔质量检查与维修
10.7.1 钻孔的主要质量标准（表 8.8）
10.7.2 生产孔的检查与维修（ P192）
11 溶浸液的配方与使用方法
溶浸液的配方与使用方法也是地浸三大关键技术之一。
11.1 溶浸液的配制合理的溶浸液配制必须达到二个条件：①足够的氧化还原电位；②一定的酸度；溶浸液的配制是溶浸剂和水按一定的比例配制而成。在地浸工艺中可以充分利用吸附尾液中的剩余试剂。因此，在溶浸液配制过程中只需补加一些溶浸剂和氧化剂即可。
11.2 溶浸液的使用方法
溶浸剂的选择依据是根据矿石的物理、
化学成份和地下水的化学成份来确定的，不同的矿石浸出需要选择不同的溶浸剂。
用于地浸的溶浸剂有,H2SO4,HNO3、
HCl,Na2CO3,NaHCO3,(NH4)2CO3,NH4HCO3、
Fe2(SO4)3,NaCN,KCN,(NH4)2SO4等。
目前，国内外地浸采铀工艺主要有：酸法地浸和碱法地浸两种。
地浸工艺常用的氧化剂有：氧气、高锰酸钾（ KMnO4）、三价铁盐（ Fe3+）,H2 O2、
MnO2,Na2 O2,(NH4)2S2O8等。
上述这些试剂的配方，都要先通过室内实验来确定其种类和浓度。
11.2 溶浸液的使用方法（以酸法为例）
在地浸采铀中，不但要掌握好溶浸液的配方，而且要根据不同的阶段使用不同浓度的配方，才能获得好的浸出效果。
a.酸化阶段,先注 1-2天清水，清洗矿层，再使用较高浓度的酸（ 10～ 30 g/L H2SO4酸化矿层，此阶段不加氧化剂。
b.浸出阶段,矿层酸化后即进入浸出阶段，此时的溶浸液酸度应低于酸化阶段，一般为 4～ 6g/L
H2SO4。酸度太高会影响离子交换树脂的吸附，酸度太低则 U6+不会溶解，在浸出阶段需添加氧化剂
（ H2O2），一般为 0.5g/L左右；但是，当浸出液中
pH>2.0时不宜添加 H2O2，因此时 H2 O2容易分解，使得溶液 pH升高，易造成氢氧化物 Fe,Al的沉淀，既会增加酸耗，而且浪费了 H2O2。
溶浸液的使用方法（以酸法为例）
c.浸出末期,当浸出液中 U浓度 < 20-30mg/L时，
即进入浸出末期，从经济角度来讲，谈不上获利，
此时以扩散浸出为主，只添加 1g/L的 H2SO4即可；
当浸出液中 U浓度 <10mg/t时，此时则不加 H2SO4,
只抽不注，进行地下水复原阶段。
12 溶浸范围控制溶浸范围控制也是地浸三大技术之一 。
所谓溶浸范围控制是指注入矿层的溶浸液能有效地控制在被采矿体（含矿层）的范围内，而不扩散到外围或流失。从水力学角度来讲，就是一种水力坡度的调控问题。
12.1影响溶浸范围的主要因素（ P205）
12.2溶浸面积（范围）的圈定原理及方法
a.圈定原理
b.圈定方法
c.溶浸范围控制方法
12.1影响溶浸范围的主要因素
① 含矿含水层的渗透性；
②地下水的流速；
③注液压力；
④抽、注钻孔的间距；
⑤抽液量与注液量的比例。
12.2 溶浸面积圈定原理及方法
a.圈定原理（ P205）：
根据力学特性，液体能够把它所受到的压力向各个方向传递。矿层中的液体只能从高压处向低压处渗透，这是地下水流动的最基本规律。
当多个抽液钻孔和注液钻孔同时工作时，
地浸作业区地下水的液面是凸凹不平的，总的讲，要比地浸作业区外的液面低；但在这个低压区内，有若干个小高液压区（注液孔部位）
和若干个小低液压区（抽液孔部位）。地浸作业区的凸凹不平的液面状况，好象一个盆地有若干个小山丘和若干个小低谷一样。
12.2溶浸范围圈定原理及方法
b.圈定方法：
圈定矿体溶浸面积的方法有多种，国外最常用的计算机软件有 MODEFLOW3D与 FE2D。
注入的溶浸液在含水层中的运移规律可以概括为两个基本模型来描述，即水动力弥散模型和对流模型。在浸出过程中，由于地下水的对流渗透速度远远大于溶质在水中的弥散速度，因此，一般只考虑地下水的动力学特征而忽略溶质的弥散范围。
※ 圈定溶浸面积，就是根据液压迭加后的等液位线图，寻找出地浸作业区边缘部位的低液压点或高液压点，并将它们连接成线，这些连线所圈定的范围就是溶浸面积。
12.2 溶浸范围圈定原理及方法
c,溶浸范围控制方法：
在地浸作业区的抽注过程中，始终保持 抽液量大于注液量 1～ 3%。（在矿层酸化阶段其注液量应大于抽液量 5%左右，以扩大溶浸范围），这样，地浸作业区自然就是一个低压区，注入的溶液被控制在作业区范围内。具体做法是：增加抽液孔个数，或减少注液孔个数，或控制注液孔的注液量。
在矿层酸化期，控制注液量大于抽液量 3～ 5%，以排挤地下水，加快矿层酸化速度。为了提高浸出率，
需要最大可能减小或消除“溶浸死角” 。
12.2 溶浸范围圈定原理及方法
消除“溶浸死角”的措施抽液孔与注液孔数量比例恰当，多次交换使用，以改变液流方向，扩大溶浸面积。具体做法是：交换抽、注孔之前，抽孔照常工作，注孔只注清水（一天）不注溶浸液。这样，交换抽注孔工作时，抽孔
（原注孔）开始抽液的头几个小时溶液混蚀，泥砂杂质多，可直接外排，而不进入集液系统。这样做既不浪费资源也不会对环境造成大的污染（随时注意取样分析）。
13 浸出液的提升
浸出液的提升是地浸采铀（矿）技术中的一个重要环节。地浸井场浸出液的提升能力大小从某种程度上来说，它决定了该矿山的生产能力。目前，世界各国的地浸矿山浸出液的提升主要有两种方式,气升泵 提升和 不锈钢潜水泵 提升。
13.1 气升泵提升
13.2 潜水泵提升
13.1气升泵提升
气升泵是一种抽水、抽液、排除泥砂和提升某些矿石的气举装置。与其它种类的泵相比，气升泵的提升效率虽然甚低，但它有许多独特的优点，所以，这个效率低的气升泵至今仍在使用，应用的范围也越来越广，且也在不断改进。气升泵还用于提升卤液、矿浆和煤等。
气升泵是由空气压缩机和升液器组成的，
而升液器则主要是由管材在使用现场装配而成的。
气升泵工作原理气升泵的工作原理很简单，它是由升液器的孔壁管、抽水管和气管构成两套系统，一是进气和出液两种通道，二是水和水气混合液两种空间。
升液器的工作原理是基于物理定律：在联通器中，相同比重的液体的液面保持在相同的水平上，
不同比重的液体的液面不在一个水平上，比重小的液体的液面高，比重大的液体的液面低。
天然水的比重一般为 1，而上升的混合液的比重一般为 0.15～ 0.25左右。
要想使混合液上升至某一高度，必须将混合器下放到动水位以下某一深度，并供给一定的气量。
混合液上升高度越大，混合液的比重就越小，所消耗的空气就越多。
b.气液分离器：
我国地浸矿山的气液分离器进行了三次改进：
①在早期，气水混合液抽出来进入一个大桶中排气（敞口桶）后，浸出液再流入集液池中；
②后来，改在抽孔出口处装一个竖放的气液分离器；
③第三次改进是将其改成横向布局的气液分离器。
c.混合器的加工：
混合器的加工很简单，即在气管末端 1m长的管子上用 Φ2mm的钉子捅数排小眼就可以了。如混合器下入动水位以下较深（ 20m以上），则在其上部管子上每隔 10m处用钉子捅 2个小眼，以免空压机启动不了。
13.2 潜水泵提升潜水泵提升效率比空气提升高，而且不存在进行气液分离问题，但也有许多缺点：①钻孔投资大，施工难度大；②潜水泵投资多；③维修工作量大。
美国特别是独联体许多地浸矿山都采用不锈钢潜水泵（ 4″,6″ ）提升，我国新疆 737矿采用的潜水泵都是从俄罗斯进口的，国产泵质量未过关。
14 地浸矿山环境监测及评价（ P235）
地浸矿山的环境条件比常规法好得多，这是地浸法最显著的优点。地浸矿山的污染主要有：
一、废渣：地浸矿山抽出来的浸出液都是含金属离子的地下水，很清、很干净，集液池里 5～ 10年未见到什么渣子，有点淤泥也是由于池子常年敞开，被风吹进池子的一些灰尘而沉淀；
二、废水：地浸采铀（矿）工艺流程整个是一个增长路循环系统，尾液重复利用。要说废水，只是在抽液量 >注液量 1～ 3%的情况下，外流一些尾液，还有就是跑冒滴漏问题。
三、废气：地浸采铀中的废气，即是采用空气提升浸出液时，压入抽孔内的气体与浸出液雾化成气水混合物而抽出地表，经测量，这种气体氡浓度不会很高，且立即与大气混合稀释了。
四、矿层水质复原地下水水质复原，是地浸采矿环境保护和监测的重点。
1、地下水的复原标准和监测
2、地下水的复原方法
（ 1）将地下污水抽出地表，经净化处理后，再注入地下，
组成循环，加速地下水净化。污水净化方法有四种。
（ 2）还原法
（ 3）将已浸井场被污染的地下水全部抽至地表排放。该法适用于井场范围较小的情况。
（ 4）排挤扩散法
15 地浸矿山的设计内容地浸矿山的设计有些内容与常规矿山相同，但也有许多地方有区别。实际上我们熟悉了地浸矿山工程设施的 8大系统，其设计内容已基本清楚了。但是，在进行具体设计之前要收集各方面的基础资料，
如当地区地理条件、交通状况、气候（年最高气温？
度，最低气温？度）、所降雨量以及电力来源、当地居民分布和矿床地质、水文地质、条件试验参数等原始资料。将这些资料提交给具有相应等级级别的正规设计院所进行设计。
在进行工程设计时，将这 8大系统具体细化，逐一进行单项设计，并经上级有关部门审查通过。
地浸矿山的 8大系统：
（ 1）抽液、集液系统：含抽液钻孔、集液主管及总管、集液池、吸附高位池等；
（ 2）配液、注液系统：含配液池、注液泵房、注液总管、注液干管、支管；
（ 3）供风系统：含压风机房、储气罐、供风总管、
主管及支管；
（ 4）供电系统；
（ 5）供水系统；
（ 6）水冶处理系统：含离子交换吸附塔、淋洗液塔、
沉淀池、板框压滤、产品干燥、尾液排放等；
（ 7）自动监控系统：含总监控室、各集液、注液点流量的计量、各种池子液位的报警、停启信号、运行状态信号等；
（ 8）辅助服务系统。
地浸的技术经济评述开采矿产的主要技术经济指标取决于与开采工艺和矿床条件有关的矿山工程基建投资、生产成本和劳动生产率三个方面。
下面，我们从上述三个方面将原地浸矿法与常规采冶法进行比较：
1、基建投资
2、生产成本
3、劳动生产率
16 地浸矿山的企业管理
地浸矿山的企业管理概括起来分为四部分：
（ 1）地浸井场管理；
（ 2）浸出液处理车间的管理；
（ 3）机修车间和动力的管理；
（ 4）服务部门，包括生产、生活、经营、
劳资、人事、后勤服务等行政管理。
地浸矿山企业的管理内容
（ 1）井场：包括所有抽、注钻孔、观测孔、抽注液系统、
集液系统、供风系统、自动监控系统以及各种抽注配套设施等；
（ 2）浸出液处理：包括吸附、淋洗、沉淀、产品干燥的设备、设施，尾液的排放等的管理；
（ 3）机修车间和动力：包括车、钳、铆、焊各种设备及动力电源的维护管理等；
（ 4）技术管理：包括可采储量、溶浸液的配方与使用方法、溶浸范围控制、环境保护与三废治理、钻孔工程质量
（含孔位、孔深、孔距、孔斜、岩矿芯采取率、各种分析质量、产品包装质量及各种技术资料的收集和整理等；）
（ 5）计划管理：含年度、季度、月工作计划的报表制定，
各项技术经济指标的制定与目标管理；
（ 6）劳动、人事管理：含劳动生产率、人员定岗定编以及后勤服务部门的管理等；
（ 7）财务管理：含基建投资拨款、企业的贷款、产品销售收入、职工的工资、奖金、福利及企业的收支、盈亏等，
都要制定年度报表。
17 应用实例
（ 1）地理位置：距县城 52km，到伊宁市 70km，矿区到最近火车站 350km。
（ 2）当地气候：属大陆半干旱气候，年降雨量 300mm，年蒸发量为 2500-3500mm，年平均气温 8.4℃,七月份平均气温 34℃,一月份平均气温 -27℃,所最高气温 42℃,最低气温 -39℃,日温变化大，有早穿皮袍午穿衫，围着火炉吃西瓜之称。严冬期为 11月至翌年 3月，最大积雪厚度为
1m，最大冻土深度为 1.2m。全年无霜期为 150天。
（ 3）矿床地质：矿床位于伊犁盆地南级，为中 — 新生代陆相山间拗陷盆地，盆地为中上古生代地层，矿区内均为第四系覆盖。
组成矿石的各种岩性有各种粒级砂岩、含砾砂岩为主。矿石矿物组成主要为石英（ 30-45%）、长石（ 1-
16%），其次为火山岩、变质岩屑（ 20-35%）、及少量云母、缘混石（ 1-5%），胶结疏松，为孔隙式胶结类型。
（ 4）矿床水文地质条件：含矿含水层为第五含水层，厚度为 10-25m，沟低 10-
16m，为承压水，含矿含水层为中粗粒砂岩、
含砾砂岩等，胶结性能差，透水性能好，
渗透系数 0.31～ 1.58m/d，地下水类型为硫酸重碳酸型，矿化质为 0.66-1.05 g/t，
PH= 7.5-8.0，水温 15℃ 左右。
（ 5）主要工程及设施：试验开始定为
10t/a规模，后来施工中发现矿体情况好，
临时决定扩大到 20t/a规模，共施工试验钻孔 39个。其中：注孔 20个，抽孔 14个，现测孔 5个。
（ 6）试验：
①钻孔工程：钻孔为方格网状布置 25m× 25
m；钻孔结构为裸眼式；钻孔的孔口装置详见照片；钻孔的抽注安装；抽注孔交换使用。
②溶浸液配方及使用：
开始较小心，以防堵塞，矿层酸化期为
8g/L H2SO4，酸化期为 25天,pH=2时，浸出液铀浓度达 30mg/L,共浸出金属 6528.85kg.
③ 溶浸范围控制：
a.本属荒漠地区，无人烟；
b,抽 >注 3-5%，尾液中和外排 。
（ 7）试验效果：
投资少（ 240万元）、见效快（先年
4月施工，第二年 6月正式试运行）。
94年开始在平台矿收试验（后来为
50t/a），浸出液 U=360 mg/L，单孔抽液平均 5.6m3/h，年产量连续 5年达 200 t/a，年利润 1000多万元，职工月奖平均 1500元 /月，
福利很好。
511矿床 2003年已达 30 t/a产量。
9 地浸矿山的工作设施具体归纳起来分为以下 8大系统：
（ 1）抽液、集液系统：含抽液钻孔、集液主管及总管、集液池、吸附高位池等；
（ 2）配液、注液系统：含配液池、注液泵房、注液总管、注液干管、支管；
（ 3）供风系统：含压风机房、储气罐、供风总管、主管及支管；
（ 4）供电系统；
（ 5）供水系统；
（ 6）水冶处理系统：含离子交换吸附塔、淋洗液塔、沉淀池、
板框压滤、产品干燥、尾液排放等；
（ 7）自动监控系统：含总监控室、各集液、注液点流量的计量、各种池子液位的报警、停启信号、运行状态信号等；
（ 8）辅助服务系统。
8 地浸矿床的开采顺序及开拓目前一个大的地浸矿山一般划分为几个井场，而一个井场又划分为几个采区。具体的划分方法可视矿区地形及生产规模来划分。
地浸矿床开采顺序,原则上应由地下水流向的上下游方向顺序开采。优点是：上游采区开采结束后，被溶解的、尚未被抽出的金属溶液由于地下水的流动作用将会带往下游采区，在开采下游采区时，可得到进一步回收利用。
地浸矿床的开拓工程,地浸矿床的开拓是钻孔工程 —— 抽孔、注孔和观测孔。
地浸矿山的浸准工作,将抽孔、注孔用管道与其他生产设施、仪表进行连接，并配备信息和自动监控系统、浸出液处理系统等。
15 地浸技术经济评价
在评价地浸技术经济指标时，抓住影响企业经济效益的以下几项主要指标：抽出液的数量和质量、铀浸出率、总回收率和溶浸液消耗量。各个矿山要经过具体测算才能确定上述经济指标。
还有一个重要的技术经济评价指标就是矿石的可浸性。
矿石对溶浸液的容量大小也是一个判断指标。
此外，矿区地形地貌、交通、水源、农田等对企业建设投资有很大的影响。
1 原地浸出采铀的内涵及工艺流程
2 原地浸出采铀技术的适用范围及优缺点
3 原地浸出矿床条件评价
4 钻孔工程
5 溶浸液的配方与使用方法
6.溶浸范围控制
7 浸出液的提升
8 地浸矿床的开采顺序及开拓工程
9 地浸矿山的工作设施
10 矿山的环境监测及评价
11 地浸技术经济评价
12 地浸矿山的设计内容
13 地浸矿山的企业管理
14 应用实例
1 原地浸出采铀的内涵及工艺流程
1.1 内涵
原地浸出采铀是将按一定配方配制好的溶浸液经注液钻孔注入到天然的含矿含水层中，在水力梯度作用下沿矿层渗流，
通过对流和扩散作用，选择性地氧化和溶解铀，形成含铀溶液，经抽液钻孔提升至地表，再进行水冶处理得到所需的铀浓缩物产品。（美国：化学采矿；独联体：无井采矿）见图 8.1 图 8.2
1.2 原地浸出采铀工艺流程
2 地浸采铀技术的适用范围及优缺点
2.1 适用范围原地浸出采铀不是对任何铀矿床都可以适用的，它必须具备一定的地质和水文地质条件才能使用，其适用范围如下：
①必须是疏松砂岩型铀矿床，矿石疏松，裂隙发育；
②矿体须处于含水层中，含矿层上、下要有隔水顶、底板，即有承压水；
③矿石具有一定的渗透性，且矿层的渗透性远大于围岩的渗透性；
④矿物成份简单，容易浸出；
⑤含矿层厚度与含矿含水层厚度的比值小于 0.5；
⑥矿体埋深最好小于 300m，品位大于 0.01%；
⑦矿区最好远离城区（ >15km），或处于居民生活区下游；
⑧交通方便。
2.2 原地浸出采铀的优、缺点地浸采铀与常规采矿相比，具有如下优点：
(1)基建投资少，建设周期短，生产成本低，劳动强度小；
(2)不必建造和管理尾矿堆及尾矿库；
(3)环境保护好，基本不破坏农田和山林。环境污染大为减轻；
(4)从根本上改变了生产人员的劳动和卫生保护条件；
(5)使繁重的采矿工作“化学化”、“工厂化”、
“全自动化”；
(6)能充分利用资源。
缺点：
①对矿床水文地质条件要求苛刻；
②各种管线较多，维护工作量大；
③存在对地下水环境污染问题 。
3 原地浸出的矿床条件极其评价
3.1 含矿岩性及铀的存在形式
3.2 矿石品位、厚度及埋深
3.3 矿体形态及赋存位置
3.4 含矿层顶底板岩性
3.5 地质构造
3.6 水文地质条件
3.7 矿石特性
3.1 含矿岩性及铀的存在形式地浸法适用于淋滤 —— 沉积成团的砂岩型铀矿床，要求矿石结构疏松，节理发育，如砂岩、砂砾岩以及含砾砂岩为主的矿床。
铀的存在形式最好以吸附状态赋存于砂质颗粒表面，铀矿化均匀，分布于碎屑岩或胶结物中。
3.2 矿石品位、厚度及埋深矿石中 U品位最好在 0.1%以上，但如果品位较低
（ 0.03～ 0.01%），矿体厚度大、渗透性好也行，此时浸出液 U浓度较低，但水量大，技术经济上也是可行的；矿体的评价条件目前基本上以平米铀量（ U
kg/㎡ ）计算。一般以大于 5 kg/㎡ 最有利，矿体埋深要求小于 300m，最好为,50～ 200m。
3.3 矿体形态及赋存位置矿体最好为水平层状或倾角小于 15° 的缓倾斜矿体，且矿体连续。这样便于布置抽液钻孔（抽孔）
和注液钻孔（注孔），且有利于溶浸液的渗流，增大钻孔的抽注液量和注液量；矿体位置赋存于含水层中，且具有隔水顶板，渗透性好。
3.4 含矿层顶底板岩性含矿层的顶底板岩性应具有抗溶浸液溶解的性质。如高硅低钙镁类岩石，当围岩中“碳酸钙”含量为 2～ 5%时甚至更大时，不但试剂消耗量大，所产生的石膏和 CO2气体将会使矿层发生化学堵塞，
后果严重 。
3.5 地质构造要查清矿床是否存在断层、溶洞、地下阴沟等构造，不然会造成溶浸液流失，既污染环境，又达不到浸矿目的，溶浸范围无法控制。
3.6 水文地质条件
3.6.1 矿岩的渗透性,a.极弱 K<0.1m/d，不宜地浸； b.较弱
K=0.1～ 1.0 m/d，可地浸； c.较弱 K=1.0～ 5.0 m/d，最适合地浸；
d.强 K=5.0～ 10.0m/d，可地浸； e.极强 K>10.0m/d，不太适合地浸。
3.6.2 含水层与隔水层：含水层 —— 要有丰富的地下水补给源，且具有较好的渗透性；隔水层 —— 有大于 2m的厚度，其渗透性最好小于矿层渗透性 20倍以上。
3.6.3 矿层孔隙率,a,n<5～ 10%，不适合地浸； b,n=5～
10%，适合地浸； c,n=20～ 25%，最适合地浸； d,n=25～ 50%，
较适合地浸； e,n>50%，不适合地浸。
3.6.4 地下水流速度及流向：地下水水力坡度较小，流速较慢，有利于地浸开采和环境保护。
3.6.5 地下水物理化学性质：掌握地下水的各种成份浓度对合理配制溶浸液和浸出液的处理有帮助。地浸采铀要求：地下水矿化度 一般小于 5g/L，以 1～ 2 g/L最好,pH为中性，水温 10～
20℃ 最好。
3.7 矿石特性矿石特性包括矿石的物质化学成分,有用组分的存在形式和富集特征,矿石的结构及空隙性,
矿石品位,有用组分的溶解性,矿石的水理性质等,
3.7.1铀 (或其他有用组分 )的溶解性
3.7.2矿石的物质化学成分
3.7.3粘土矿物 有机物质 褐煤成分
3.7.4矿物的水理性质
3.8 地浸矿床评价的三项原则 (P159)
4 技术经济指标的 评价在评价地浸技术经济指标时，主要应抓住影响企业经济效益的以下几项主要指标：
4.1 抽出液的数量和质量
4.2 矿石的可浸性（铀浸出率、浸出液中金属浓度、
溶浸液消耗）见表 8.4
4.3 矿石对溶浸液的容量大小
4.4 矿区地形地貌，交通，水源，农田等
4.5气候条件
5 条件试验地质勘探部门按常规开采方法的要求而提供的矿床勘探资料，一般不能满足地浸条件评价、可行性研究和设计要求。但是，通过初探，如果初步确定了用地浸法开采的可能性，则需进行矿床的补充勘探或详细勘探 —
— 以满足地浸要求为目的，由地浸研究单位或生产单位进行勘探，或者两者共同勘探。这项技术称为地浸条件试验，或称地浸前期工作。包括矿床地质和水文地质条件试验（亦称矿床地质和水文地质条件补充勘探），矿样浸出参数测试和矿层（矿体）地浸参数现场测试三方面的内容。
5.1 矿床地质和水文地质条件补充勘探
5.1.1 勘探目的
5.1.2 勘探重点
5.1.3 对不同工业储量级别的要求
5.1.4 勘探钻孔网度
5.1.5 矿样采取
5.1.6 地浸矿床勘探的特点
5.2 矿样浸出参数测试
5.2.1 渗透参数测试
5.2.2 矿样渗透系数的计算
5.2.3 浸出性能试验
5.2.3.1 室内浸试验
5.2.3.2 圆柱状矿样试验
5.2.3.3 分析对比
5.2.4 矿样试验资料整理
5.2.5 矿样浸出计算公式
5.3 矿层（体）地浸参数现场测试
5.3.1 基本做法
5.3.2 矿层现场试验资料数据
5.3.3 地浸现场试验参数计算
6 矿床开采单元的划分和开采顺序
6.1 矿田和井场井场的划分极其范围的确定，一般应考虑以下因素：
1.国家或市场对矿山的基本建设时间和年产量的要求
2.矿床的勘探程度
3.矿床的埋藏特征
4.矿区地表地形条件及状况
5.水文地质条件
6.产量计划应兼顾开拓、浸准速度
7.最好的经济效果
6.2 地浸矿床开采顺序：
原则上应由地下水流向的上下游方向顺序开采。优点是：上游采区开采结束后，被溶解的、尚未被抽出的金属溶液由于地下水的流动作用将会带往下游采区，在开采下游采区时，可得到进一步回收利用。
矿区有大的水体、河流、铁路、大建筑群，宜采用以它们为中心由远而近进行回采的顺序，以减少对它们污染的延续时间。
应首先开采与钻孔施工有关的岩石物理性质较好、
品位较高、埋藏较浅、地表地形平坦、“三通”工作容易、矿石可浸性和渗透性较好的矿段，以缩短基建时间，
减少基建费用，早出经济效益和早日取得生产和管理经验，缩短贷款付息时间。
7 矿床开采步骤和二级矿量原地浸矿法开采矿床可分为开拓、浸准（浸出准备）
和回采（浸出）三个步骤
7.1 矿床开拓
7.2 浸准
7.3 井场浸出
7.4 矿床开采步骤之间的关系
7.4.1 开拓矿量
7.4.2 浸准矿量
8 地浸矿山开拓地浸矿山的开拓比常规开采矿山简单，不象常规法那样要形成提升、运输、通风、排水、动力供应和安全系统，
只需要将溶浸液注入矿体，产品浸出液所需的钻孔工程和其他工程完成即可。
根据注液和集液方式，开拓方法分为；
8.1 注液孔和集液孔配合形式（图 8.18）
8.2 注液孔、注液沟和集液沟配合形式（图 8.19）
8.3 注液孔和集液巷配合形式（图 8.20）
9 地浸矿山工程设施地浸矿山包括三大部分：原地浸出部分，水冶部分，辅助工程设施部分。
9.1 地浸矿山工程设施及布置（见表 8.4）
9.2 地浸井场的抽注系统和设施
1,对抽注系统的总要求
2,抽注系统的组成
3,管线系统布局的基本原则
9.3 地浸井场的自动控制和检测手段
10 钻孔工程钻孔工程是地浸采铀的主要工程，也是地浸采铀中三大关键技术之一 。
10.1 地浸钻孔的作用
10.2 地浸钻孔的种类与比例
10.3 地浸钻孔的布孔形式及钻孔间距
10.4 钻孔结构
10.5 钻孔的施工与安装
10.1 地浸钻孔的作用
（ 1）起到矿床开拓、采矿准备、溶浸液输入、浸出液输出的作用，是完成地浸生产的主要工程；
（ 2）起圈定地浸井场、控制溶浸液流动速度和方向的作用；
（ 3）起对矿体进行地质、补充和生产探矿的作用；
（ 4）起溶浸范围控制的作用；
（ 5）起监控产品溶液的数量和质量、溶浸液浓度、溶浸液的液面和 PH值以及氧化还原电位的作用；
（ 6）起通过钻孔测定水文地质和生产过程中的水文和矿体渗透率变化情况的作用；
（ 7）可以利用钻孔取水。
10.2 地浸钻孔的种类与比例地浸钻孔有 3种：抽液孔、注液孔、观测孔。抽液孔：注液 =1,2（一般）。
抽液孔 —— 矿层溶解的含 U溶液须经抽液孔用潜水泵或气升泵提升至地表；
注液孔 —— 将在地表按一定比例配制好的溶浸液经注液钻孔输入含矿层；
观测孔 —— 用于观测和检查溶浸液的扩散情况（范围），这类钻孔一般布置在采场四周外围（沿地下水流向）不同距离（ 20m→
50m→100m ）。
10.3 地浸钻孔的布孔形式及钻孔间距
钻孔布型,钻孔的布型有多种，如：三角形、
五点型、七点型、行列式（见图,13）和网格式等，
具体要根据矿体的形态及矿层的渗透性而定。
三角形即三个注孔一个抽孔（简称三注一抽），
首先是美国先提出来的，在以后的发展中类似的具有不同数量的注液孔与中间一个抽液孔组成一个单元，在美国、捷克的地浸矿床中多次采用；
前苏联大多采用行列式布孔，因为其矿体产状平缓、连续，且渗透性好，每行中钻孔间距为 15～
25m，行距为 20～ 50 m。
对较大的矿床而言，采用三角形或五点形，其注液孔和抽液孔数量相差无几。在抽注工作制度处于平衡时，其抽注孔的流量实际相等。这种布置具有从边沿网孔到中央网孔间溶液流动比较均匀的优点。
在六角形和行列式方案中，对于注液流量小，但仍能维持整个系统的生产能力是最有利的，从均匀地开采整个矿体也是有利的。
钻孔间距,钻孔间距要视矿层的渗透性而定
（先做小试验），如间距过小，容易发生潜蚀通道，
造成溶浸液,短路,；间距过大，单元生产时间拖得长，且试剂消耗量增加，经济效益差。
10.4 钻孔结构
1.基本结构
包括,孔深,直径,隔离塞,过滤器,沉砂管,沉砂井,套管 以及孔壁等部分。图 8.26为钻孔标准结构示意图。
2.普通结构
国内外普遍使用的地浸工艺钻孔可分为两大类：
①填砾结构 —— 过滤器部位充填砾石过滤层为主要特征；
②裸眼结构 —— 过滤器周围不充填过滤物质，而靠矿层部位即孔壁四周细砂自然分选作过滤层。见图 8.27
10.5 钻孔的施工与安装
地浸钻孔施工、安装程序及要求：
⑴开孔
⑵钻进取芯、测井
⑶扩径
⑷冲孔
⑸下套管
⑹投砾
⑺注浆封孔
⑻孔口安装
⑼钻孔过滤器
（ 1）开孔开孔所用的钻头直径要根据钻孔安装管的直径大小和钻孔表土层的稳定性而定。
云南 381矿床，砂岩稳定，且钻孔深度浅（ 40m左右），用 φ 150mm钻头开孔，一钻到底，下 φ 75× 6
mm PVC套管 ； 新疆某矿床：孔深 200m左右。空气提升时,φ 200mm三牙轮钻头开孔 → 穿过表土层 →
φ 168mm矿层顶板 -→ φ 128mm终孔。在矿层部位用稀泥浆护垫。潜水泵提升时,φ 244mm三牙轮钻头开孔，
并同径钻至终孔深度（下 6,潜水泵）。
（ 2）钻进取芯、测井（ γ ）
开孔钻头穿过砾石层以后，换 φ 168mm合金钻头浓泥浆护壁钻进至矿层顶板，形成台阶；换 φ 110mm
钻头稀泥浆钻进并取岩矿芯，稀泥浆钻进（并取岩矿芯 80%以上）至终孔深度。
注意：千万不能穿过隔水底板。
（ 3）扩径用填砾式钻孔结构，在 矿层 部位要扩径，采用单翼刮刀偏心钻具扩孔器扩孔，扩后的孔径
Ф250mm。
（ 4）冲孔钻孔打完后，用泥浆泵向孔内压清水（ 10～
20分钟），或采用稀泥浆循环，以替出孔内的浓泥浆，便于下套管。
（ 5）下套管下套管之前要计算好（根据物探资料）托盘、
过滤器、沉砂管应处在什么位置？在地表将各类套管配好，编好号，依次下管：沉砂管 → 过滤器管 → 托盘 → 普通套管。在整个套管上、中、
下三处分别焊好“中心定位器”，以防套管偏向钻孔的一边，影响投砾和封孔。
（ 6）投砾砾石依次为 Ф2～ 4mm,Ф1.0 mm,Ф0.5
mm三种粒径石英砂。投砾前要事先计算好充填的砾石（砂）量，充填高度只能超过过滤器上部 0.5m，过高过低都不利。因此，要边投砾边测量，投砾的顺序是：砾石 → 粗砂 → 细粉矿 →
黄泥球。
（ 7）注浆封孔水泥浆不能太浓（下不去）也不能太稀（占体积），如是酸法地浸，矿层上部 30m处最好用防酸水泥。否则，用普通硅酸盐水泥 325#或 425#
即可。在靠近孔口（地表） 10m处用水泥砂浆封孔。
12-24小时后开始抽水洗孔。
（ 8）孔口安装
a.空气提升式钻孔：
抽液孔：其孔口只装一个空气控制阀门和下风管的套口装置，不远处则装一个燕尾流量计
（同俄罗斯），兼作气液分离器；
注液孔：安装不锈钢压力表和防腐流量计
（或防腐水表），用以观测该孔的注液压力和注量大小及累计注入量。
b.潜水泵提升式钻孔抽液孔与注液孔的结构（孔径大小）截然不同。注液孔与空气提升式注液孔基本一样，但抽孔截然不同，孔口敞开，装有控制潜水泵启、停的装置，并配备用于提升潜水泵电动绞车、三脚架等。
（ 9）钻孔过滤器（ P187）
目前，我国地浸矿山采用的钻孔过滤器有两种形式：
a.裸眼包网式：即在钻孔套管合适的位置上直接钻眼，眼的直径 Ф12 mm，行距 25
mm，眼距 60 mm，过滤器的孔隙度为 25%。用尼龙纱网包两层，再用尼龙绳捆扎即可。
b,外环形骨架式：
这种过滤器也是先在套管上打眼，再将聚丙烯骨架套在套管上，然后两端用塑料焊牢。骨架就是代替“尼龙纱网”的作用，不易损坏。
10.6 地浸钻孔的关键技术
10.6.1 过滤器的设计与安装
10.6.2 扩孔技术
10.6.3 浸矿液定量分配技术
10.6.4 隔塞技术
10.6.5 封孔技术与洗孔技术
10.7 钻孔质量检查与维修
10.7.1 钻孔的主要质量标准（表 8.8）
10.7.2 生产孔的检查与维修（ P192）
11 溶浸液的配方与使用方法
溶浸液的配方与使用方法也是地浸三大关键技术之一。
11.1 溶浸液的配制合理的溶浸液配制必须达到二个条件：①足够的氧化还原电位；②一定的酸度；溶浸液的配制是溶浸剂和水按一定的比例配制而成。在地浸工艺中可以充分利用吸附尾液中的剩余试剂。因此，在溶浸液配制过程中只需补加一些溶浸剂和氧化剂即可。
11.2 溶浸液的使用方法
溶浸剂的选择依据是根据矿石的物理、
化学成份和地下水的化学成份来确定的，不同的矿石浸出需要选择不同的溶浸剂。
用于地浸的溶浸剂有,H2SO4,HNO3、
HCl,Na2CO3,NaHCO3,(NH4)2CO3,NH4HCO3、
Fe2(SO4)3,NaCN,KCN,(NH4)2SO4等。
目前，国内外地浸采铀工艺主要有：酸法地浸和碱法地浸两种。
地浸工艺常用的氧化剂有：氧气、高锰酸钾（ KMnO4）、三价铁盐（ Fe3+）,H2 O2、
MnO2,Na2 O2,(NH4)2S2O8等。
上述这些试剂的配方，都要先通过室内实验来确定其种类和浓度。
11.2 溶浸液的使用方法（以酸法为例）
在地浸采铀中，不但要掌握好溶浸液的配方，而且要根据不同的阶段使用不同浓度的配方，才能获得好的浸出效果。
a.酸化阶段,先注 1-2天清水，清洗矿层，再使用较高浓度的酸（ 10～ 30 g/L H2SO4酸化矿层，此阶段不加氧化剂。
b.浸出阶段,矿层酸化后即进入浸出阶段，此时的溶浸液酸度应低于酸化阶段，一般为 4～ 6g/L
H2SO4。酸度太高会影响离子交换树脂的吸附，酸度太低则 U6+不会溶解，在浸出阶段需添加氧化剂
（ H2O2），一般为 0.5g/L左右；但是，当浸出液中
pH>2.0时不宜添加 H2O2，因此时 H2 O2容易分解，使得溶液 pH升高，易造成氢氧化物 Fe,Al的沉淀，既会增加酸耗，而且浪费了 H2O2。
溶浸液的使用方法（以酸法为例）
c.浸出末期,当浸出液中 U浓度 < 20-30mg/L时，
即进入浸出末期，从经济角度来讲，谈不上获利，
此时以扩散浸出为主，只添加 1g/L的 H2SO4即可；
当浸出液中 U浓度 <10mg/t时，此时则不加 H2SO4,
只抽不注，进行地下水复原阶段。
12 溶浸范围控制溶浸范围控制也是地浸三大技术之一 。
所谓溶浸范围控制是指注入矿层的溶浸液能有效地控制在被采矿体（含矿层）的范围内，而不扩散到外围或流失。从水力学角度来讲，就是一种水力坡度的调控问题。
12.1影响溶浸范围的主要因素（ P205）
12.2溶浸面积（范围）的圈定原理及方法
a.圈定原理
b.圈定方法
c.溶浸范围控制方法
12.1影响溶浸范围的主要因素
① 含矿含水层的渗透性；
②地下水的流速；
③注液压力；
④抽、注钻孔的间距；
⑤抽液量与注液量的比例。
12.2 溶浸面积圈定原理及方法
a.圈定原理（ P205）：
根据力学特性，液体能够把它所受到的压力向各个方向传递。矿层中的液体只能从高压处向低压处渗透，这是地下水流动的最基本规律。
当多个抽液钻孔和注液钻孔同时工作时，
地浸作业区地下水的液面是凸凹不平的，总的讲，要比地浸作业区外的液面低；但在这个低压区内，有若干个小高液压区（注液孔部位）
和若干个小低液压区（抽液孔部位）。地浸作业区的凸凹不平的液面状况，好象一个盆地有若干个小山丘和若干个小低谷一样。
12.2溶浸范围圈定原理及方法
b.圈定方法：
圈定矿体溶浸面积的方法有多种，国外最常用的计算机软件有 MODEFLOW3D与 FE2D。
注入的溶浸液在含水层中的运移规律可以概括为两个基本模型来描述，即水动力弥散模型和对流模型。在浸出过程中，由于地下水的对流渗透速度远远大于溶质在水中的弥散速度，因此，一般只考虑地下水的动力学特征而忽略溶质的弥散范围。
※ 圈定溶浸面积，就是根据液压迭加后的等液位线图，寻找出地浸作业区边缘部位的低液压点或高液压点，并将它们连接成线，这些连线所圈定的范围就是溶浸面积。
12.2 溶浸范围圈定原理及方法
c,溶浸范围控制方法：
在地浸作业区的抽注过程中，始终保持 抽液量大于注液量 1～ 3%。（在矿层酸化阶段其注液量应大于抽液量 5%左右，以扩大溶浸范围），这样，地浸作业区自然就是一个低压区，注入的溶液被控制在作业区范围内。具体做法是：增加抽液孔个数，或减少注液孔个数，或控制注液孔的注液量。
在矿层酸化期，控制注液量大于抽液量 3～ 5%，以排挤地下水，加快矿层酸化速度。为了提高浸出率，
需要最大可能减小或消除“溶浸死角” 。
12.2 溶浸范围圈定原理及方法
消除“溶浸死角”的措施抽液孔与注液孔数量比例恰当，多次交换使用，以改变液流方向，扩大溶浸面积。具体做法是：交换抽、注孔之前，抽孔照常工作，注孔只注清水（一天）不注溶浸液。这样，交换抽注孔工作时，抽孔
（原注孔）开始抽液的头几个小时溶液混蚀，泥砂杂质多，可直接外排，而不进入集液系统。这样做既不浪费资源也不会对环境造成大的污染（随时注意取样分析）。
13 浸出液的提升
浸出液的提升是地浸采铀（矿）技术中的一个重要环节。地浸井场浸出液的提升能力大小从某种程度上来说，它决定了该矿山的生产能力。目前，世界各国的地浸矿山浸出液的提升主要有两种方式,气升泵 提升和 不锈钢潜水泵 提升。
13.1 气升泵提升
13.2 潜水泵提升
13.1气升泵提升
气升泵是一种抽水、抽液、排除泥砂和提升某些矿石的气举装置。与其它种类的泵相比，气升泵的提升效率虽然甚低，但它有许多独特的优点，所以，这个效率低的气升泵至今仍在使用，应用的范围也越来越广，且也在不断改进。气升泵还用于提升卤液、矿浆和煤等。
气升泵是由空气压缩机和升液器组成的，
而升液器则主要是由管材在使用现场装配而成的。
气升泵工作原理气升泵的工作原理很简单，它是由升液器的孔壁管、抽水管和气管构成两套系统，一是进气和出液两种通道，二是水和水气混合液两种空间。
升液器的工作原理是基于物理定律：在联通器中，相同比重的液体的液面保持在相同的水平上，
不同比重的液体的液面不在一个水平上，比重小的液体的液面高，比重大的液体的液面低。
天然水的比重一般为 1，而上升的混合液的比重一般为 0.15～ 0.25左右。
要想使混合液上升至某一高度，必须将混合器下放到动水位以下某一深度，并供给一定的气量。
混合液上升高度越大，混合液的比重就越小，所消耗的空气就越多。
b.气液分离器：
我国地浸矿山的气液分离器进行了三次改进：
①在早期，气水混合液抽出来进入一个大桶中排气（敞口桶）后，浸出液再流入集液池中；
②后来，改在抽孔出口处装一个竖放的气液分离器；
③第三次改进是将其改成横向布局的气液分离器。
c.混合器的加工：
混合器的加工很简单，即在气管末端 1m长的管子上用 Φ2mm的钉子捅数排小眼就可以了。如混合器下入动水位以下较深（ 20m以上），则在其上部管子上每隔 10m处用钉子捅 2个小眼，以免空压机启动不了。
13.2 潜水泵提升潜水泵提升效率比空气提升高，而且不存在进行气液分离问题，但也有许多缺点：①钻孔投资大，施工难度大；②潜水泵投资多；③维修工作量大。
美国特别是独联体许多地浸矿山都采用不锈钢潜水泵（ 4″,6″ ）提升，我国新疆 737矿采用的潜水泵都是从俄罗斯进口的，国产泵质量未过关。
14 地浸矿山环境监测及评价（ P235）
地浸矿山的环境条件比常规法好得多，这是地浸法最显著的优点。地浸矿山的污染主要有：
一、废渣：地浸矿山抽出来的浸出液都是含金属离子的地下水，很清、很干净，集液池里 5～ 10年未见到什么渣子，有点淤泥也是由于池子常年敞开，被风吹进池子的一些灰尘而沉淀；
二、废水：地浸采铀（矿）工艺流程整个是一个增长路循环系统，尾液重复利用。要说废水，只是在抽液量 >注液量 1～ 3%的情况下，外流一些尾液，还有就是跑冒滴漏问题。
三、废气：地浸采铀中的废气，即是采用空气提升浸出液时，压入抽孔内的气体与浸出液雾化成气水混合物而抽出地表，经测量，这种气体氡浓度不会很高，且立即与大气混合稀释了。
四、矿层水质复原地下水水质复原，是地浸采矿环境保护和监测的重点。
1、地下水的复原标准和监测
2、地下水的复原方法
（ 1）将地下污水抽出地表，经净化处理后，再注入地下，
组成循环，加速地下水净化。污水净化方法有四种。
（ 2）还原法
（ 3）将已浸井场被污染的地下水全部抽至地表排放。该法适用于井场范围较小的情况。
（ 4）排挤扩散法
15 地浸矿山的设计内容地浸矿山的设计有些内容与常规矿山相同，但也有许多地方有区别。实际上我们熟悉了地浸矿山工程设施的 8大系统，其设计内容已基本清楚了。但是，在进行具体设计之前要收集各方面的基础资料，
如当地区地理条件、交通状况、气候（年最高气温？
度，最低气温？度）、所降雨量以及电力来源、当地居民分布和矿床地质、水文地质、条件试验参数等原始资料。将这些资料提交给具有相应等级级别的正规设计院所进行设计。
在进行工程设计时，将这 8大系统具体细化，逐一进行单项设计，并经上级有关部门审查通过。
地浸矿山的 8大系统：
（ 1）抽液、集液系统：含抽液钻孔、集液主管及总管、集液池、吸附高位池等；
（ 2）配液、注液系统：含配液池、注液泵房、注液总管、注液干管、支管；
（ 3）供风系统：含压风机房、储气罐、供风总管、
主管及支管；
（ 4）供电系统；
（ 5）供水系统；
（ 6）水冶处理系统：含离子交换吸附塔、淋洗液塔、
沉淀池、板框压滤、产品干燥、尾液排放等；
（ 7）自动监控系统：含总监控室、各集液、注液点流量的计量、各种池子液位的报警、停启信号、运行状态信号等；
（ 8）辅助服务系统。
地浸的技术经济评述开采矿产的主要技术经济指标取决于与开采工艺和矿床条件有关的矿山工程基建投资、生产成本和劳动生产率三个方面。
下面，我们从上述三个方面将原地浸矿法与常规采冶法进行比较：
1、基建投资
2、生产成本
3、劳动生产率
16 地浸矿山的企业管理
地浸矿山的企业管理概括起来分为四部分：
（ 1）地浸井场管理；
（ 2）浸出液处理车间的管理；
（ 3）机修车间和动力的管理；
（ 4）服务部门，包括生产、生活、经营、
劳资、人事、后勤服务等行政管理。
地浸矿山企业的管理内容
（ 1）井场：包括所有抽、注钻孔、观测孔、抽注液系统、
集液系统、供风系统、自动监控系统以及各种抽注配套设施等；
（ 2）浸出液处理：包括吸附、淋洗、沉淀、产品干燥的设备、设施，尾液的排放等的管理；
（ 3）机修车间和动力：包括车、钳、铆、焊各种设备及动力电源的维护管理等；
（ 4）技术管理：包括可采储量、溶浸液的配方与使用方法、溶浸范围控制、环境保护与三废治理、钻孔工程质量
（含孔位、孔深、孔距、孔斜、岩矿芯采取率、各种分析质量、产品包装质量及各种技术资料的收集和整理等；）
（ 5）计划管理：含年度、季度、月工作计划的报表制定，
各项技术经济指标的制定与目标管理；
（ 6）劳动、人事管理：含劳动生产率、人员定岗定编以及后勤服务部门的管理等；
（ 7）财务管理：含基建投资拨款、企业的贷款、产品销售收入、职工的工资、奖金、福利及企业的收支、盈亏等，
都要制定年度报表。
17 应用实例
（ 1）地理位置：距县城 52km，到伊宁市 70km，矿区到最近火车站 350km。
（ 2）当地气候：属大陆半干旱气候，年降雨量 300mm，年蒸发量为 2500-3500mm，年平均气温 8.4℃,七月份平均气温 34℃,一月份平均气温 -27℃,所最高气温 42℃,最低气温 -39℃,日温变化大，有早穿皮袍午穿衫，围着火炉吃西瓜之称。严冬期为 11月至翌年 3月，最大积雪厚度为
1m，最大冻土深度为 1.2m。全年无霜期为 150天。
（ 3）矿床地质：矿床位于伊犁盆地南级，为中 — 新生代陆相山间拗陷盆地，盆地为中上古生代地层，矿区内均为第四系覆盖。
组成矿石的各种岩性有各种粒级砂岩、含砾砂岩为主。矿石矿物组成主要为石英（ 30-45%）、长石（ 1-
16%），其次为火山岩、变质岩屑（ 20-35%）、及少量云母、缘混石（ 1-5%），胶结疏松，为孔隙式胶结类型。
（ 4）矿床水文地质条件：含矿含水层为第五含水层，厚度为 10-25m，沟低 10-
16m，为承压水，含矿含水层为中粗粒砂岩、
含砾砂岩等，胶结性能差，透水性能好，
渗透系数 0.31～ 1.58m/d，地下水类型为硫酸重碳酸型，矿化质为 0.66-1.05 g/t，
PH= 7.5-8.0，水温 15℃ 左右。
（ 5）主要工程及设施：试验开始定为
10t/a规模，后来施工中发现矿体情况好，
临时决定扩大到 20t/a规模，共施工试验钻孔 39个。其中：注孔 20个，抽孔 14个，现测孔 5个。
（ 6）试验：
①钻孔工程：钻孔为方格网状布置 25m× 25
m；钻孔结构为裸眼式；钻孔的孔口装置详见照片；钻孔的抽注安装；抽注孔交换使用。
②溶浸液配方及使用：
开始较小心，以防堵塞，矿层酸化期为
8g/L H2SO4，酸化期为 25天,pH=2时，浸出液铀浓度达 30mg/L,共浸出金属 6528.85kg.
③ 溶浸范围控制：
a.本属荒漠地区，无人烟；
b,抽 >注 3-5%，尾液中和外排 。
（ 7）试验效果：
投资少（ 240万元）、见效快（先年
4月施工，第二年 6月正式试运行）。
94年开始在平台矿收试验（后来为
50t/a），浸出液 U=360 mg/L，单孔抽液平均 5.6m3/h，年产量连续 5年达 200 t/a，年利润 1000多万元，职工月奖平均 1500元 /月，
福利很好。
511矿床 2003年已达 30 t/a产量。
9 地浸矿山的工作设施具体归纳起来分为以下 8大系统：
（ 1）抽液、集液系统：含抽液钻孔、集液主管及总管、集液池、吸附高位池等；
（ 2）配液、注液系统：含配液池、注液泵房、注液总管、注液干管、支管；
（ 3）供风系统：含压风机房、储气罐、供风总管、主管及支管；
（ 4）供电系统；
（ 5）供水系统；
（ 6）水冶处理系统：含离子交换吸附塔、淋洗液塔、沉淀池、
板框压滤、产品干燥、尾液排放等；
（ 7）自动监控系统：含总监控室、各集液、注液点流量的计量、各种池子液位的报警、停启信号、运行状态信号等；
（ 8）辅助服务系统。
8 地浸矿床的开采顺序及开拓目前一个大的地浸矿山一般划分为几个井场，而一个井场又划分为几个采区。具体的划分方法可视矿区地形及生产规模来划分。
地浸矿床开采顺序,原则上应由地下水流向的上下游方向顺序开采。优点是：上游采区开采结束后，被溶解的、尚未被抽出的金属溶液由于地下水的流动作用将会带往下游采区，在开采下游采区时，可得到进一步回收利用。
地浸矿床的开拓工程,地浸矿床的开拓是钻孔工程 —— 抽孔、注孔和观测孔。
地浸矿山的浸准工作,将抽孔、注孔用管道与其他生产设施、仪表进行连接，并配备信息和自动监控系统、浸出液处理系统等。
15 地浸技术经济评价
在评价地浸技术经济指标时，抓住影响企业经济效益的以下几项主要指标：抽出液的数量和质量、铀浸出率、总回收率和溶浸液消耗量。各个矿山要经过具体测算才能确定上述经济指标。
还有一个重要的技术经济评价指标就是矿石的可浸性。
矿石对溶浸液的容量大小也是一个判断指标。
此外，矿区地形地貌、交通、水源、农田等对企业建设投资有很大的影响。
