过刊目录为了将电动原地浸出(EK-ISL)技术更好地应用于低渗透性铀矿开采,提高低渗透性铀矿的浸出效率,需要借助数值模拟技术对其进行研究。从地浸采铀过程的物理化学行为出发,介绍了数值模拟技术对地浸采铀的推动作用,总结了地浸采铀模型的基本方程和求解方法,结合电动修复领域的相关数值模型分析了EK-ISL模型需要描述的关键过程,并在此基础上提出了初步的电动原地浸出采铀数值模型。
地浸开采井场抽注单元可能出现注液量大于抽液量的情况,造成部分浸出液扩散至溶浸范围之外。通过采区目标优化方法,对井场单孔抽注液量进行优化计算,能够实现采区每个抽注单元的抽注平衡,保持总抽液量大于总注液量0.5%,使浸出液尽可能控制在井场范围内。根据优化结果调整各抽注单元的抽注液量,可实现采区同时投产、同时退役。
在对尾矿库回采区域进行网格划分的基础上,规划回采条带和回采线路,形成以排洪井所在横剖面为起点,分别向上下游波形啮合推进的回采策略,同时提出了各回采线路回采能力的计算方法,以及回采边坡安全和排水措施。以具体工程为例对提出的回采方法进行了验证,结果表明本方法可消除回采机械之间的相互干扰,有效提高回采效率;同时可对回采能力进行精确计算,便于施工管理。
针对密实移动床吸附塔排液装置、上封头、树脂缓冲装置、浸出液进口结构、布液装置和树脂缓冲罐等重要结构部件的不足,采用有限元计算方法、结构局部调整方法进行了改进设计。改进后的密实移动床吸附塔在功能性、使用故障率、更换维修频率、操作便利性和经济性等方面均得到了优化,部件结构简单,零部件更换方便,达到了预期目标。
现有低品位含铀钼矿石处理工艺,存在钼浸出率低、浸出试剂消耗大、工业生产成本高等问题。通过对矿石拌酸熟化处理,重点考察了熟化矿石粒度、拌酸量、拌酸方式、温度、时间对熟化效果和钼浸出率的影响。试验结果表明:在矿石粒度-3.2 mm、拌酸质量分数13%、液固体积质量比4∶1 mL/g、熟化温度85 ℃、熟化时间15 h条件下,低品位含铀钼矿石经柱浸后钼浸出率可达72%。拌酸熟化工艺具有浸出周期短、浸出液固体积质量比低等优点,有利于实现工业化。
研究了铀浓缩工厂生产成本与贫料丰度的关系。通过分析全成本模式下丰度对产量和成本的影响,计算出成本-贫料丰度的变化关系,并求解得到不同参数下经济性最好的贫料丰度,分析了通过调整贫料丰度降低成本的技术可行性,提出铀浓缩工厂生产调整建议。通过研究,确定了全成本模式下的最优贫料丰度,为统筹行业成本提供了参考。
根据内蒙古某地浸矿山生产和管理需求,在自动化系统上位机增加矿区总貌图、采区运行图,优化了变频器远程参数调节及报警画面,开发了一键启停、一键给定频率等功能,实现了在控制调度中心对地浸采铀生产各环节的严格把控。通过对WinCC上位机优化,直观展示设备及生产运行情况,进一步简化了对仪表运行参数的调整,提高了操作人员工作效率,降低了生产成本。
以国内首个76Ge同位素分离工程的离心级联检测控制为对象,通过DCS(Distributed Control System)控制系统硬件结构和组态编程,确保了主工艺关键设备——稳旋机的安全性,实现了实时查看现场各类工艺参数、远程开关电动阀、远程调节阀门开度及远程启停真空泵等功能,有力地保障了76Ge同位素生产线的安全平稳运行。
选用市场常用的RD固化剂,配合水泥对河北省某铀矿的铀尾渣进行固化,研究了固化试块的力学性能和氡屏蔽性能,推导得出了最优氡屏蔽层计算公式;并对制作的屏蔽层开展了耐候性测试,分析了固化试块的微观机理。结果表明,在RD固化剂掺量0.08%、水泥掺量15%条件下形成的铀尾渣固化试块,其抗压强度可达3.0 MPa,氡析出率为0.39 Bq/(m2·s);在氡屏蔽固化层厚度为10 cm时,铀尾渣堆表面的氡析出率下降了81.2%。在模拟环境试验中,屏蔽层表面氡析出率未出现较大波动,稳定性好。
针对尾矿泥含水率高、强度低导致的铀尾矿库坝体稳定性差及覆盖层施工难度大等问题,开展了真空预压法联合塑料排水板加固尾矿泥现场试验,分析了在不同塑料排水板间距下尾矿泥地表沉降、分层沉降、侧向位移、固结度、孔隙水压力等参数的变化规律,并进行了现场十字板剪切试验及地基承载力试验。研究表明,真空预压法可加速尾矿泥脱水,有效降低尾矿泥含水率,提高尾矿泥强度及承载力,且排水板间距1.0 m时的加固效果较好。真空预压法成本低、效果好、安全环保,在尾矿泥原位脱水加固中具有广阔的应用前景。
针对某高浓度硝酸体系含铀废水,开展了2种特种树脂的深度除铀试验研究,考察了吸附平衡时间、吸附原液酸度对特种树脂吸附铀的影响,研究了特种树脂的深度除铀能力和树脂的动态吸附性能,测定了特种树脂的吸附平衡容量。研究表明:在静态吸附8 h、原酸度(约3 mol/L)条件下,特种树脂可将废中的铀质量浓度降至0.05 mg/L以下;在动态吸附接接触时间30 min、原酸度条件下,2种树脂的前2倍床层体积的吸附尾液中,铀质量浓度均在0.7 mg/L左右。但该类树脂在实际使用过程中易穿透,可考虑适当改变基团种类以增加树脂的动力学性能。
对北方某露天硼铁铀伴生矿进行了γ剂量率、氡浓度、放射性气溶胶辐射特征的检测和个人剂量估算,分析了该矿不同工艺的辐射特点。结果表明,该矿的γ辐射主要集中在重选摇床、带式过滤机、产品库以及受到污染的运输车辆和磨矿机附近,氡内照射危害主要存在于浸出厂房,不存在气溶胶危害。建议该企业对摇床、带式过滤机操作人员加强培训,减少自动作业时人员的驻留,对产品桶及时加盖,对受污染设备及时发现和清洗;对浸出厂房加强通风。
对江西某退役铀矿山的放射性环境进行调查与分析,查明了该退役铀矿山的污染源项,确定了治理项目。结果表明,5处废石堆的氡析出率均超过了0.74 Bq/(m2·s)的管理限值,废石中w(U天然)和a(226Ra)高于当地本底值;工业场地和运矿道路的土壤均受到了不同程度的污染;4个有水坑口流出水中ρ(U天然)高于0.3 mg/L的排放限值,经矿井水处理设施处理后可达标排放;矿区遗留的设备、管线和构筑物的α表面污染水平和β表面污染水平均较高;该铀矿山退役治理前致公众最大个人剂量为5.94×10-4 mSv/a。
在调查研究2016—2021年广西地区某铀矿山附近土壤中的238U、226Ra及种植大米中的238U、226Ra、210Po、210Pb等放射性核素活度浓度的基础上,对其进行了评价。Spearman秩相关系数分析显示,在2016—2021年铀矿山周围土壤和大米中的238U、226Ra、210Po、210Pb等没有显著变化,大部分采样点土壤污染程度属于无污染到中污染。待积有效剂量率依210Po、210Pb、226Ra、238U顺序降低,USEPA健康风险模型计算结果显示健康总风险低于不可接受值。
为了保障核技术应用活动产生的低水平放射性废物的安全贮存,结合某直辖市城市放射性废物库设计实践,重点探讨了废物库工艺设计、安全防范系统、智能管理与数据传输系统等设计内容。设计结果满足了《核技术利用放射性废物库选址、设计与建造技术规范》(HJ 1258—2022)的相关要求,减少了操作人员的接触时间及附加外照射剂量,保障了放射性废物的核安全监管。