为提高中低品位铀矿石的分选效率与精度，基于64个NaI探测器研发了伽马阵列选矿探测系统，并建立了可靠的一致性校正方法。该系统采用8列×8行阵列布局，集成数字化单道脉冲幅度分析器、FPGA数据处理模块与STM32控制模块，可实现对皮带输送铀矿石伽马射线信号的同步采集与实时处理。针对多探测器工艺差异可能导致的计数率偏差问题，构建了计数率一致性分析数学模型，采用单因素方差分析进行一致性评价。测试结果显示，校正前探测器组间F值达3 654.41，P=0，显著偏离一致性标准；采用t检验定位异常探测器，并对异常探测器校正后，F值降至0.64，P=0.98>0.05，各探测器计数率无显著差异。该系统有效提升了伽马射线信号采集的准确性与稳定性，为低品位铀矿石入磨前的预选提供了技术支撑，对拓展矿产资源利用边界、降低后续加工成本具有重要工程价值。

青山口组作为松辽盆地内铀矿床的主要发育层位之一，其矿石的工艺矿物学特征直接制约地浸开采的可行性。本研究聚焦于青山口组砂岩型矿石，采用岩矿鉴定、扫描电镜观察、能谱及电子探针分析等手段，开展了工艺矿物学研究，系统揭示了铀矿物的赋存规律。结果表明：青山口组细砂岩中的铀矿物以铀石和沥青铀矿为主，主要分布在碎屑颗粒的边缘，有利于铀矿物与浸出液接触发生反应；且细砂岩中的孔隙以粒间孔为主，有利于浸出剂均匀扩散。而泥砾岩中的铀矿物以铀石为主，且主要赋存于泥砾内部，不利于浸出液与铀矿物接触，增加了浸出难度。研究表明，松辽盆地某铀矿床青山口组有望成为该地区较为理想的开采层位。

在矿山数字化转型背景下，地质、测量与采矿等多专业之间长期存在的数据割裂、流程分散及协同机制不足等问题，已成为制约矿山生产效率与技术管理水平提升的关键瓶颈。本研究以“地测采协同”研究为核心，构建矿山生产全流程地测采协同技术体系。该体系在统一数据标准的基础上，提出“数据层-工具集层-协同作业平台层-矿山业务层”的分层架构设计，通过流程驱动机制实现地质建模、测量更新与采矿设计等核心业务的协同运行，形成覆盖任务发起、过程管控、成果审核与归档共享的闭环技术管理模式。应用结果表明，该技术体系有效解决了传统管理模式中普遍存在的数据版本混乱、业务流转难以追溯等问题，显著提升了跨专业协同效率与技术管理水平，推动矿山生产技术管理从经验驱动向流程化、数据化驱动转变。

针对传统地浸采铀钻孔结构（如大孔径填砾式钻孔结构）在复杂砂岩型铀矿床中存在的施工工序繁琐、过滤器不可更换、抽注液功能不可转换等问题，提出了一种新型的割缝式钻孔结构及其施工工艺。该结构采用“一径到底”方式，在全孔下放套管并逆向注浆固井，随后通过高压水力喷砂技术对工业矿层段进行割缝，打通套管内外的水力联系通道。通过室内试验，研究了割缝压力、喷嘴直径、割缝速度等关键技术参数对割缝深度和宽度的影响。研究结果表明，在割缝施工压力30 MPa、喷嘴直径3.5 mm、割缝速度90 mm/min时，割缝效果最佳。割缝式钻孔结构施工工艺简单、效率高、耗材少、钻孔质量高，适用于复杂砂岩型铀矿床的开采，可以提高铀资源回收率。

中性地浸采铀工艺产生的浸出液中常含有大量微细颗粒物，易导致离子交换树脂出现交换速度下降、吸附容量降低、清洗频次增加等问题。针对传统固液分离技术对微细颗粒去除效率低、运行稳定性不足的瓶颈，本研究引入了一种基于“微通道粘附分离—振荡脱附”耦合强化机制的微通道分离技术，并开展了现场中试试验。试验结果表明，该系统对粒径>1 μm颗粒物的去除效率高于94%，对粒径>5 μm颗粒物的去除效率接近100%；在不同进水浊度（6~33 NTU）条件下，出水浊度稳定在2~9 NTU，去除率维持在60%~75%。系统运行压差随颗粒物累积而缓慢上升，装置平稳运行8 d后，对粒径>1 μm颗粒物的去除效率下降至70%；为恢复系统分离性能，对装置进行反冲洗，反冲洗后其对粒径>5 μm颗粒的去除能力迅速恢复。与常规布袋过滤器相比，微通道分离器出口颗粒物主要分布在亚微米至微米尺度，中、大粒径颗粒显著减少。本研究为微通道分离技术在地浸采铀浸出液预处理中的工程应用提供了试验依据与技术支撑。

地浸采铀钻井一般通过洗井实现解堵增渗，但该方法存在洗井作业频率高、操作繁琐等问题。为克服现有洗井技术的局限性，本研究根据各种洗井方法的工作原理，基于集成技术理念，设计了一套集成洗井装置，将高压空气洗井、风活塞洗井、水活塞洗井、高压水旋转喷射洗井、高压水钻进洗井和化学洗井等洗井技术集成于一套多功能管柱，并将其搭载于拖车钻机。该装置可在不提出管柱的情况下，在井内实现各种洗井方法的自由切换。试验结果表明，使用该集成洗井装置后，钻井出水量平均提高153.4%，有效提升了洗井效率与适应性，为解决复杂水文地质条件下的洗井难题提供了可行方案。

针对棉花坑矿井开采中存在的安全性差、效率低等问题，通过建立矿体三维地质模型，开展采场结构参数模拟和深孔爆破扰动数值模拟等研究，获取了采场结构参数和采矿工艺参数，并通过现场采矿试验对参数进行验证和优化，最终形成了无间柱分段深孔连续采矿工艺，该工艺实现了多工序同时作业和采场无人化作业，使得采场月生产能力较现有的水平分层充填采矿工艺提高约3倍，采矿直接成本降低约13%，显著提高了棉花坑矿井的采矿效率和采矿安全性。

为解决微喷带布液系统存在的易被杂物堵塞、浸出剂喷淋不均匀等问题，提高堆浸过程的均匀性与浸出效率，开展了移动式喷淋技术在某铀矿堆浸中应用的可行性研究。考察了移动式布液方式的喷淋量、喷淋机移动速度、瞬时喷淋强度等参数对矿堆渗透性的影响。结果表明：采用孔径3.6 mm喷头进行喷淋，当喷淋机运行速度为8~10 m/min时，单排喷淋管线流量在6.7~13.8 m³/h范围内均能达到均匀的布液效果；相较于微喷带喷淋，采用移动式喷淋，可实现矿堆均匀浸出，全堆铀平均浸出率（渣计）达92.55%。本研究为移动式喷淋技术在铀矿堆浸中的工业化应用提供了技术支持。

加压是调控反应速率的重要手段。为探讨压力条件对铀浸出效果的影响，以南方某矿的硬岩型铀矿石为研究对象，通过自制的室温加压浸出装置，开展了铀矿堆浸室内模拟试验。结果表明：常温加压浸出可以加快反应速率，但不能提升铀的最终浸出率；在铀浸出率达到60%之前，通过加压可促进铀的浸出；在铀浸出率达到85%之前，40 kPa压力下的浸出效果最好。经过15 d加压浸出，铀浸出率最高为94.66%，最低为85.90%。研究显示，根据常温加压浸出过程中压力与浸出效果的关系，能以可控且低成本的调控压力方式对堆浸采铀技术进行优化，从而实现铀资源的高效开采。

为提升地浸采铀低渗透性矿层的可浸出性，以纳岭沟砂岩型铀矿床中富集且常导致砂岩局部物性致密、阻碍渗流的黑云母为研究对象，系统开展了柠檬酸、酒石酸和琥珀酸3种小分子有机酸对其溶蚀作用的对比研究。通过溶蚀试验、PHREEQC模拟，并结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和比表面积测试（BET）等分析手段，探讨了在不同有机酸浓度下黑云母的结构破坏机制、阳离子释放特征及孔隙参数变化。结果表明，有机酸对黑云母具有显著溶蚀能力，表现为阳离子溶出增强、晶体结构破坏加剧、比表面积和孔体积增加，且作用效果随酸浓度升高而增强。其中，酒石酸对黑云母的溶蚀效果最为显著，可使其比表面积从4.071 8 m²/g提高至9.184 5 m²/g。PHREEQC模拟结果显示，有机酸通过配合Al³⁺和Fe³⁺，可有效抑制Al（OH）₃的生成和铁氧化物的沉淀，延长矿物溶解过程。研究表明，小分子有机酸可通过增强矿物溶解和优化孔隙结构而改善铀矿层渗透性，研究结果为提升铀的可浸出性提供了理论依据和技术支撑。

在围绕提高天然铀产品铀质量分数、降低杂质含量及控制水分等方面开展试验研究的基础上，分析了影响产品质量的主要因素，并提出了通过提高淋洗合格液铀质量浓度、提升合格液沉淀温度、洗涤沉淀料浆、优化产品压缩气体压滤压力及风量等措施，提升天然铀产品质量。工业应用表明，采取综合措施后，矿山天然铀产品中铀质量分数由60%提升至65%，最高可达67.51%；水分由25%~29%降低为23%~24%；质量分数低于10%，满足了客户提出的天然铀产品收购要求。

核燃料芯块的外观质量关乎反应堆的运行安全与效率，在投入使用时必须满足高质量要求。目前，主要采用人工目视方式控制核燃料芯块外观质量，该方式主观经验性强、容易视觉疲劳，存在误检漏检风险，且无法对缺陷进行定量分析。为了高效进行UO₂核燃料芯块外观缺陷检测，设计了一种基于机器视觉的UO₂芯块外观缺陷自动检测系统。该系统采用模块化设计，先对采集到的芯块图像进行预处理；再针对芯块表面特征，通过图像分割技术提取缺陷区域，依托连通性分析方法进行缺陷分析；最后使用SVM分类器与卷积神经网络（CNN）相结合的方法对缺陷进行分类，实现芯块外观缺陷自动识别。结果表明，该系统具有较好的检测精度和检测效率，满足工业自动化检测需求。

采用原地浸出工艺开采金属矿山，长期面临通用安全法规“不适用、不管用”的行业共性难题。以中国主导产能的原地浸出铀矿为研究对象，提出并实践了“三层解耦-双向融合”的安全治理体系构建方法论。该方法通过解耦复杂风险、工艺环节与异源标准，并融合现场需求与法规条款，制定了中国首部《原地浸出铀矿山安全规程》及其相应的强制性安全评价模板。该研究首次实现了地质勘探、化工管道等多领域安全标准的跨行业转化与工艺适配；采用数值仿真技术对钻井稳定性、泄漏扩散等关键条款的阈值进行了验证与优化；重构了安全评价范式，建立了与《规程》深度绑定的“标准-评价”闭环管控体系。研究成果已作为行业强制标准实施，实际应用显示矿山安全合规检查效率提升约50%。本研究所形成的体系化构建方法及“规-评-用”一体化成果，为稀土、铜等同类溶浸工艺金属矿山的安全治理，提供了具备高度可复制性的系统解决方案。

地下水本底值是地浸铀矿山地下水环境管理的核心依据。针对某地浸铀矿山施工期地下水本底监测中样本量大、离散性强、空间异质性高等特点，本研究构建了“Grubbs异常检验—人工复核—数据分布类型判定—本底范围及均值计算”的地下水本底确定方法。以1#采区为例开展实证分析，获取地下水特征因子本底水平与空间分布特征。该方法可有效区分天然浓度高值与人为异常值，结果客观、代表性强，可为地浸铀矿山地下水环境管理提供技术支撑，也可为同类铀矿山本底值确定提供技术参考。

伴生放射性固体废物种类繁杂、含盐量高、基体效应强，目前对其关键放射性核素的准确测量缺乏相关标准化分析方法。本研究以钼矿废渣、锆矿废渣和稀土废渣为研究对象，利用X射线荧光光谱仪测定样品中的化学组分，结合无源效率刻度软件进行模拟效率刻度，使用γ能谱仪获取γ谱图，进而建立了可用于伴生放射性固体废物中放射性核素分析的γ能谱法。试验结果表明，将稀土废渣、锆矿废渣与本底基质样品分别按照质量比3 ∶ 7（30 g∶ 70 g）、1∶ 4（20 g∶ 80 g）混合均匀后，装入ϕ75 mm×20 mm的样品盒进行γ能谱测量，测量死时间占比9%，自吸收因子修正误差小于5%，相对误差的绝对值小于5%；样品无源效率刻度相对于有源效率刻度的最大偏差为4.74%；当利用92.6 keV全能峰测量²³⁸U时，对测量结果进行干扰峰修正后的结果偏差满足要求（小于30%）；与放化方法对比，样品中²³⁸U、²³²Th和²²⁶Ra的测量结果相对偏差范围分别为1.40%~5.03%、0.59%~6.13%和2.30%~3.85%。此方法通过优化装样质量以降低样品自吸收影响，并实现了无须依赖基质匹配固体废物标准样品的可靠测量。其结果为同行实验室提供了可行的分析方案，并为相关行业标准制定提供了技术支撑。

以典型独居石选冶企业为研究对象，通过分析不同企业原料和产品中钍-232的比活度，了解钍-232在整个工艺流程中的分布迁移规律，并对工作场所钍射气浓度进行监测，揭示钍-232在工艺过程中的分布迁移特性。研究表明，国外进口独居石矿的矿物学组成，特别是其中稀土氧化物（REO）的含量，是影响钍-232比活度水平的关键因素。分选过程仅涉及物理方法（如重选、磁选和电选），未发生化学转化，钍-232的分布主要受其在原料中的赋存状态控制。电磁选分选过程中，约92.15%的钍-232富集于独居石精矿产品中；冶炼阶段，盐酸优溶工序是钍-232的主要迁移富集工序，约96.56%的钍-232通过此工序被浓缩于产生的优溶渣中。选冶过程中，生产场所内钍射气浓度较高的场所主要为储存独居石和尾渣的封闭场所。对其采取实体屏蔽后，库外钍射气浓度显著降低。

在核能开发与应用中，中低放射性废物（中低放废物）的固化处理是确保环境与公众健康安全的关键环节。中低放废物核素组成复杂、伴生有害物质、产生量大且分布分散，一般需进行固化处理。本研究通过系统分析当前主流固化技术，重点阐述了水泥固化技术的原理、技术特点、性能参数、研究进展及局限性，并分析了沥青固化技术的优缺点、国内国际研究进展及核心性能指标。面对废物成分复杂、固化体性能要求严苛、成本与环境管控压力较大，以及监管标准更新等挑战，未来的中低放废物固化技术将聚焦于新型固化材料研发、创新固化工艺开发、废物最小化与资源化利用、智能化与自动化深度融合，以及加强国际合作与标准化建设，以期实现更高效、经济、环保、安全的目标，为核能的可持续发展提供有力支撑。

结合第二次全国污染源普查，中国陆续发布了伴生放射性矿辐射环境管理政策文件，逐步规范了伴生放射性矿辐射环境管理要求，但仍有待进一步明确与细化。本研究分析了目前的管理要求与管理现状，指出在伴生放射性矿行业名录管理、企业名录管理、环境影响评价、固体废物贮存与处置等方面存在的问题，并从工作实践和管理趋势出发，提出了调整行业名录监管对象、形成企业名录动态管理、明确环评审批权限、规范固体废物贮存与处置要求等建议。

中国南方某退役铀矿山渗出水具有低铀浓度、高硫酸根、高悬浮物的水质特征，使用原有树脂吸附工艺除铀时存在处理效果不稳定、树脂易饱和板结、运维成本高等问题。针对该问题，结合矿山喀斯特地貌背景下铀赋存状态的季节性变化规律，开展了渗出水水质特征分析与治理工艺优化研究。在探明铀“雨季活化迁移、旱季局部富集”循环模式及冬夏季赋存状态差异的基础上，提出铁基可渗透反应墙（PRB）分季节组合处理方案，并进行了工艺流程设计、工程设施规划及分季工艺参数优化。该工程设计处理量400 m³/d，可适配矿山渗出水水量与铀赋存形态的季节性波动特征，预计运行周期达10年，材料再生后可循环使用。应用结果表明，该工艺对天然铀、²²⁶Ra、²¹⁰Pb、²¹⁰Po等放射性污染物去除效率显著，出水水质长期稳定达标，可为同类型喀斯特地区退役铀矿山渗出水治理提供技术参考。

针对矿产资源国情调查数据库采用传统人工方法转换坐标格式时存在的效率低、易出错等问题，提出了两种转换方法和程序算法：一是将数据库中矿区（山）坐标字符串转换为坐标对文本文件的正向转换；二是将坐标对文本文件转换回数据库中矿区（山）坐标字符串的逆向转换。实践表明，这两种方法能够为数据库中矿区（山）坐标系转换提供符合格式要求的数据，并可实现坐标系转换后坐标值的快速回写与数据库更新，进而有效提升坐标数据处理的自动化水平与数据管理效率。