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期刊信息/Journal information
矿物岩石
矿物岩石

兰江华

季刊

1001-6872

Ljh@cdut.edu.cn

028-84078994

610059

成都市二仙桥东三路1号成都理工大学

矿物岩石/Journal Journal of Mineralogy and PetrologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业学术性刊物。刊载矿物学、岩石学、矿床地质、地球化学方面的研究成果，介绍岩矿鉴定、分析测试的新技术、新方法等。设有矿物岩石、沉积学与石油天然气地质、油气田开发、新技术新方法、岩矿测度与环境、综述、简讯等栏目。读者对象为从事地质科研与生产的工作人员及相关院校师生。
正式出版
收录年代

    可地浸砂岩型铀矿工艺矿物学研究理论、现状与问题思考

    张成江谭亚辉宋昊闻振乾...
    1-10页
    查看更多>>摘要：对可地浸砂岩型铀矿进行工艺矿物学研究对于解决地浸采铀中存在的关键性问题和可持续发展至关重要.本次研究针对工艺矿物学研究理论与方法,现状及发展趋势,提出了 目前存在的问题及技术瓶颈,并给出了相应的对策及建议.研究认为:(1)如何使铀更有效地从矿石中"浸出"和从矿层中"出来"是目前可地浸砂岩型铀矿工艺矿物学研究中存在的关键科学问题;(2)砂岩型铀矿工艺矿物学研究的内容和方法有别于常规以选矿为目的的工艺矿物学研究,前者重视矿物的化学特性对矿物溶解的影响,而后者重视矿物的物理特性对矿物分离的影响;(3)地浸采铀过程中浸矿剂与铀矿物发生反应的同时也会与矿层中几乎所有的其它物质发生反应,因此既要研究单一矿物的水-岩(矿物)反应过程,更要考虑各矿物之间的相互影响和综合效应;(4)地浸采铀工艺的化学溶浸特点决定了砂岩型铀矿工艺矿物学研究既是矿物学问题也是地球化学问题,在研究内容和方法上更需要重视矿物学与地球化学的紧密结合;(5)实验和模拟是定性至定量地揭示矿物与浸矿剂反应机理最有效的方法之一,以及原样动态柱浸实验与地浸现场实际时空动态钻孔取样分析结合,是今后可地浸砂岩型铀矿工艺矿物学实验研究发展的重要方向;(6)在地球化学作用上,作为天然成矿作用的逆过程,人工地浸采铀与砂岩型铀矿成矿作用有一定的联系,因此工艺矿物学研究也可借鉴和参考铀成矿理论和研究方法.

    工艺矿物学砂岩型铀矿地浸采铀科学问题对策建议

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    中国北方砂岩型铀矿床工艺矿物学研究若干进展

    宋昊范元清张成江谭亚辉...
    11-29页
    查看更多>>摘要：地浸采铀具有安全、环保、高效的显著优势,现已成为中国乃至世界上最主要的铀矿开发技术.不同于传统矿业开采方法,地浸采铀是集采、选、冶于一体的地下原位矿冶方法,开采中难以实时获得其工艺矿物学表征,对其进行地浸有关的工艺矿物学研究对于揭示和预测地下原位地浸采铀过程中的内部规律,深度解释及解决地浸生产中出现的各类浸出有关的现象和问题,进而提高铀浸出效率具有重要意义.本研究在以往研究的基础上,总结了近年来中国北方典型可地浸砂岩型铀矿床工艺矿物学研究新成果,表明中国北方可地浸砂岩型铀矿床含矿地层中主要矿物组成具有相似性,其中钱家店、纳岭沟和蒙其古尔砂岩型铀矿床在矿物成分组成具有高碳酸盐、低黄铁矿、高黏土矿物含量等特征;中国北方许多砂岩型铀矿床铀赋存状态基本一致,包括①独立铀矿物(主要为沥青铀矿物、铀石以及少量含钛铀矿物)、②吸附态铀(主要吸附于有机质以及黏土矿物表面)、③含铀矿物(锆石、独居石等);典型矿床矿石中铀矿物的粒度大小和形态、解离度以及与其他矿物连生关系等参数是影响地浸采铀效率重要的内部因素;包裹于长石、石英等难溶、不溶脉石矿物内部的铀是难以通过常规浸出反应回收的,针对这类铀资源应采取更加有针对性的措施,如增加溶浸液改变铀矿石的扩散性能,以提高总体铀浸出效率.所建立的砂岩型铀矿工艺矿物学数据库内容包括原矿石以及不同浸出条件下的工艺矿物学参数的集合,可为砂岩型铀矿勘探、选址、开采和加工提供科学依据和技术支持.

    砂岩型铀矿地浸采铀工艺矿物学数据库

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    二连盆地乔尔古铀矿区铀赋存状态及铀矿石工艺矿物学研究

    于慧杰宋昊王泽鑫乔鹏...
    30-39页
    查看更多>>摘要：可地浸砂岩型铀矿床中铀赋存状态及铀矿物空间嵌布特征会影响地浸时浸出工艺的选择及溶浸液的优化,研究矿石中铀赋存状态及铀矿物工艺参数对于提高矿床的铀浸出效率具有重要意义.本研究采集了二连盆地乔尔古铀矿区矿石样品,通过扫描电镜、电子探针及综合矿物分析仪(TIMA)等方法,分析铀赋存状态及铀矿物粒度、解离度、连生矿物等工艺矿物学参数.结果表明:(1)乔尔古铀矿区矿石中铀的存在形式主要为铀矿物、含铀矿物和吸附态铀.铀矿物主要为沥青铀矿和少量的铀石.(2)铀矿物粒度较小且变化范围较大,铀石粒径最大可达30～35 μm,沥青铀矿粒径最大可达60～65 μm;多数铀矿物的粒径小于20μm,其中铀矿物粒径在5～10μm的数量是占比最多(铀石和沥青铀矿分别占总颗粒数量的37.88％和27.78％).(3)铀矿物解离度较低,解离度小于10％的铀石和沥青铀矿的占比分别为99.72％和91.84％.铀的赋存状态表明乔尔古铀矿区适宜地浸,但实际浸出时铀浸出率可能会受到铀矿物粒度及解离度特征的严重制约,使得经济效益受到较大影响.本研究有效查明了乔尔古铀矿区铀赋存状态以及铀矿物工艺参数,有助于研究制定适合该矿区的地浸采铀方式及浸出剂的选择,对推动乔尔古铀矿区以及二连盆地其他铀矿床地浸开采技术的完善与创新具有重要的理论和现实意义.

    二连盆地乔尔古铀矿区铀赋存状态地浸采铀

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    松辽盆地钱家店铀矿床钱Ⅳ块中性地浸工艺矿物学特征

    段美铃宋昊范元清王泽鑫...
    40-49页
    查看更多>>摘要：天然铀资源有效利用是保障我国核电与核军工天然铀供给、确保核能可持续发展的重要战略基础.中性(CO2+O2)地浸采铀已成为我国铀矿占比最高的浸出开发工艺.为研究松辽盆地钱家店铀矿床钱Ⅳ块CO2+O2地浸工艺矿物学特征,本次研究选取姚家组粉砂岩中铀矿石为研究对象,开展CO2+O2浸出实验模拟,采用XRF,ICP-MS,XRD,SEM-EDS和TIMA等测试方法将原样及试验后的样品进行系统的工艺矿物学对比研究以期为生产实践采铀提供理论支撑.结果表明,与原样品相比,浸出实验后的样品稀土元素含量明显减少(ΣREE 含量由 187.06× 10-6 减至 105.16 × 10-6);铀浸出率达到 59.8％(U 含量由 131.00×10-6 减至 52.60 × 10-6);铀矿物粒度变小,粒度集中在＜100μm之间;而铀矿物解离度全部＜10％,说明仍有被紧密包裹的铀矿物未被浸出.研究区铀的赋存状态以分散吸附态为主,独立铀矿物含量较少,在浸出后发现与黄铁矿等连生的细颗粒铀矿物残存较多.因此,钱家店铀矿床钱Ⅳ块CO2+O2地浸生产采铀过程中需考虑对粒度小和被紧密包裹的铀矿物提取,以及在制备溶浸剂时提高对黄铁矿的氧化效率将与其连生的沥青铀矿中的铀释放出来,从而进一步提高铀的浸出率.

    CO2+O2地浸工艺矿物学地浸采铀钱家店铀矿床

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    伊犁盆地蒙其古尔砂岩型铀矿床铀矿物特征及其对地浸的指示意义

    李梅宋昊王泽鑫范元清...
    50-60页
    查看更多>>摘要：可地浸砂岩型铀矿床矿石中铀元素的赋存形式直接影响铀元素的浸出率,矿石中工艺矿物学特征则影响铀矿物与溶浸液的接触,从而影响铀的溶解反应,查明矿床矿石中铀的赋存形态以及工艺矿物学特征,可为地浸生产中提高铀的浸出率提供参考依据.因此,本次研究以蒙其古尔铀矿床L65-LO勘探线典型矿石为研究对象,通过逐级化 学提取、电子探针(EPMA)、综 合矿物 分析仪(TIMA)等方法,分析了铀元素的赋存形态、存在形式,查明了矿石中铀矿物的类型,以及铀矿物粒度、解离度、连生矿物、孔隙大小等工艺矿物学参数.结果表明:(1)由逐级化学提取分析可知,矿石中活性铀在矿石中占比可达99.5％,铀元素主要以可溶的碳酸盐结合态(50.77％～56.64％)和铁锰氧化物结合态(18.72％～36.08％)存在,说明矿石中的铀元素易于浸出;(2)研究区铀矿物含量高,矿石中的铀矿物占比高达5％,其中沥青铀矿占比4.19％,铀石占比1.56％,主要为易浸出的铀矿物类型;(3)TIMA分析表明铀矿物解离度较低,解离度＜10％的沥青铀矿可达77.81％,解离度＜10％的铀石高达99.33％,指示铀石的连生组合比沥青铀矿复杂,在地浸中沥青铀矿更易浸出,铀石的浸出效果差.

    铀矿物逐级提取TIMA地浸采铀蒙其古尔铀矿床

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    鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀赋存状态及铀矿物工艺矿物学研究

    田增辉宋昊范元清王泽鑫...
    61-70页
    查看更多>>摘要：铀的赋存状态直接影响在地浸过程中铀的浸出率,通过铀矿物的工艺矿物学特征能反映铀矿物与浸矿剂的接触情况,因此研究矿床中铀赋存状态及铀矿物工艺矿物学特征对地浸开采具有重要意义.本研究运用扫描电镜(SEM)以及综合矿物分析仪(TIMA)等方法对纳岭沟铀矿床铀的赋存状态及铀矿物的工艺矿物学特征(包括铀矿物粒度、解离度、连生矿物占比)进行研究.结果表明:(1)纳岭沟铀矿床铀存在形式以独立铀矿物(主要为轴石)为主,还包括少量含铀矿物(锆石,独居石等)以及吸附态铀.(2)铀矿物粒度基本都处于0～160μm范围内,占比90.07％,其中大部分铀矿物粒度小于50 µm(60.92％),少量(9.93％)的铀矿物粒度大于200 μm.(3)铀矿物与有机质、绿泥石、石英、黑云母、正长石等矿物连生关系密切,其占比分别为21.46％、16.48％、13.76％、11.56％、10.45％,指示铀矿物大部分与矿物连生.本研究有效查明了纳岭沟铀矿床铀矿物的空间嵌布关系,其主要赋存在有机质内部及其表面,除此之外也分布在绿泥石与黑云母的层间裂隙中.因有机质的疏水性以及绿泥石与黑云母的层状结构难以破坏,最终会导致铀的浸出率降低.纳岭沟铀矿床铀赋存状态表明,大部分铀矿物能被浸出,但在实际地浸过程中,部分铀矿物会因难以与溶浸液接触导致铀的浸出率下降.

    TIMA工艺矿物学CO2+O2地浸纳岭沟铀矿床

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    基于TIMA分析的新疆蒙其古尔铀矿床地浸前后脉石矿物工艺矿物学对比研究

    黄晓东宋昊范元清段美铃...
    71-80页
    查看更多>>摘要：蒙其古尔铀矿床位于伊犁盆地南部,是碳酸盐含量较高的可地浸层间氧化带砂岩型铀矿床.本次研究采用了 自动矿物分析系统(TIMA)来对CO2+O2地浸前后脉石矿物连生、解离度和粒度变化进行分析,反映了脉石矿物在中性地浸过程中对铀浸出的影响,对铀矿地浸工艺矿物学研究有着重要意义.分析表明,浸出前,铀石与沥青铀矿、黄铁矿、正长石及石英连生程度分别为19.31％,18.82％,14.86％,12.19％,而沥青铀矿与铀石的连生程度则为89.16％.浸出后,两件样品铀石与正长石的连生程度分别增至31.47％和45.09％;石英的连生程度变为10.08％及17.60％;沥青铀矿降至1.69％和0.00％;黄铁矿则降低为0.00％.与沥青铀矿相连生的铀石在浸出后连生占比分别降为53.85％和0.00％.黄铁矿、石英、铀石和沥青铀矿等4种矿物小于10％解离度的矿物颗粒所占比例在浸出前后均有所增大,指示解离度减小;正长石则反之.粒度方面,浸出后正长石、黄铁矿、铀石和沥青铀矿等小于50μm的颗粒所占比例增多,指示粒度有减小趋势,而石英粒度变化则不太明显.综上,中性浸出过程中黄铁矿和正长石产生了溶蚀现象,这会阻碍铀的迁移与浸出;石英对铀的浸出没有显著的影响;而沥青铀矿与铀石被有机质和粘土矿物包裹是其难以浸出的原因.

    蒙其古尔铀矿床CO2+O2地浸脉石矿物矿物连生TIMA

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    伊犁盆地蒙其古尔砂岩型铀矿床中性CO2+O2地浸中铀的赋存状态变化特征及其规律

    于慧杰宋昊王泽鑫范元清...
    81-90页
    查看更多>>摘要：自我国采用CO2+O2中性地浸工艺采铀后,一定程度上解决了高碳酸盐矿床采用酸法和碱法地浸导致的堵塞和浸出率低的问题.新疆蒙其古尔铀矿床是我国采用CO2+O2中性浸出方法的代表性高碳酸盐砂岩型铀矿床之一.本研究以蒙其古尔铀矿床原矿石为研究对象开展室内铀浸出实验,并对浸出前后的样品磨制薄片进行TIMA自动矿物扫面以及扫描电镜分析,以查明矿石浸出前后铀赋存状态以及铀矿物粒度、解离度和连生矿物等工艺参数的变化,为改进采铀工艺提供矿物学参数依据.结果表明蒙其古尔铀矿床原矿石中铀的存在形式主要为独立铀矿物、含铀矿物和吸附态铀.铀矿物主要为铀石,以及少量的沥青铀矿.相比于浸出前,浸出后铀石、沥青铀矿均被大量浸出,大于30 µm的铀石被浸出完全,沥青铀矿仅剩少量8～9μm的未被浸出.铀石的解离度在浸出前后最大的变化是小于10％的占比从49.68％变为84.20％.相比于铀石,原矿石中沥青铀矿的解离度更高,在80％～90％解离度范围内的占比达53.06％,浸出后仅有少量60％～70％解离度的沥青铀矿未被浸出.研究表明解离度较大的铀矿物比解离度较小的更易被浸出,沥青铀矿相对于铀石更易被浸出.浸出过程中需要控制好浸出体系的pH,阻止含铀方解石的二次沉淀.本研究查明了浸出前后铀赋存状态以及铀矿物的工艺参数的变化特征,有助于研究影响矿石地浸效率的各种因素,对推动蒙其古尔以及我国类似铀矿床地浸开采技术的完善与创新具有重要的理论和现实意义.

    砂岩型铀矿CO2+O2中性浸出TIMA赋存状态

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    钱家店砂岩型铀矿床铀矿物嵌布特征及对中性(CO2+O2)地浸采铀效率的影响

    范元清宋昊张成江谭亚辉...
    91-100页
    查看更多>>摘要：可地浸砂岩型铀矿中铀矿物的空间嵌布特征直接影响其与溶浸剂的接触反应程度,厘清铀矿物浸出过程中的嵌布变化规律对于综合提高铀的浸出率至关重要.基于此,本研究采集了钱家店砂岩型铀矿床Ⅳ号矿段样品,进行了室内浸出实验并对中性浸出反应前后矿样进行了 SEM-EDS镜下观察、以及TESCAN综合矿物分析等表征手段,定量分析了浸出前后铀矿物嵌布、解离度、连生矿物和粒度变化特征.结果表明:(1)钱家店砂岩型铀矿床独立铀矿物主要以沥青铀矿为主,以及少量铀石,完全被包裹的沥青铀矿和铀石解离度分别由61.06％～68.17％增加至83.45％、由46.88％～58.27％增加至65.22％,指示沥青铀矿的解离度参数变化程度明显大于轴石,说明沥青铀矿更易发生氧化溶解.(2)沥青铀矿和铀石多呈现6～12 µm、4～10μm粒径范围与长石、石英、黄铁矿、云母、黏土矿物连生,而这些连生的矿物多呈现包裹铀矿物的状态使铀矿物难以与溶浸液接触反应.(3)浸出之后,可见石英长石碎屑颗粒内部还残留有大量铀矿物,并且其边缘发现有小颗粒(5 μm)铀石残余,指示CO2+O2浸出条件下完全被包裹的铀矿物很难被浸出,并且呈现出沥青铀矿＞铀石的优先浸出规律.本研究成果指示了应重点关注与铀矿物有空间嵌布和连生关系的矿物在CO2+O2地浸采铀过程中的地球化学性质和对地浸的影响,以及为针对性地配置溶浸剂(尝试添加额外绿色无污染的H2O2)以溶解氧化较难溶解的铀矿物(如铀石)提供了新的依据.

    钱家店砂岩型铀矿CO2+O2浸出铀矿物嵌布特征

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    蒙其古尔铀矿床中性地浸中黄铁矿的工艺矿物学变化特征以及对浸出效率的影响

    许喜凤宋昊范元清张成江...
    101-108页
    查看更多>>摘要：黄铁矿是砂岩型铀矿中普遍存在的矿物之一,其在中性CO2+O2浸出前后矿物学变化特征是确定地浸采铀工艺相关参数以及正确评价地浸开发前景的重要依据.本次研究以伊犁盆地蒙其古尔砂岩型铀矿床为研究对象,对矿床中含矿段样品进行中性(CO2+O2)浸出加压搅拌试验,并使用TIMA、SEM-EDS对该矿床矿石浸出前后黄铁矿的工艺矿物学变化特征进行研究.原矿石中黄铁矿具有较完整的晶形,与石英、铀石共生,而在浸出反应后,黄铁矿的含量由0.46％减少到0.01％,小于20μm的黄铁矿颗粒的占比由21.77％增加到55.89％,解离度在50％以上的黄铁矿占比由58.54％减少为26.25％,黄铁矿发生溶解仅在石英、长石等矿物颗粒内部的孔隙中有少量的残留.研究表明蒙其古尔铀矿床中存在的黄铁矿对地浸采铀是有利的.但黄铁矿中的负一价硫更容易与氧气发生反应,消耗一定量的氧气导致黄铁矿溶解缓慢,致使铀浸出中氧气消耗量增加.因此,在实际地浸中建议开发可以优先与黄铁矿反应的氧化剂,既可以降低地浸开采成本,也可提高铀的浸出效率.

    蒙其古尔铀矿床工艺矿物学中性浸出黄铁矿

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