内蒙古钱家店铀矿CO2+O2地浸采铀后残留铀的产状及成因

张宇辰; 原渊; 荣辉; 许影; 刘正邦; 武晓戈; 郭亮亮; 任君行; 刘慧

doi:10.3799/dqkx.2024.106

地球科学 ›› 2025, Vol. 50 ›› Issue (05) : 1899 -1916. DOI: 10.3799/dqkx.2024.106

内蒙古钱家店铀矿CO₂+O₂地浸采铀后残留铀的产状及成因

张宇辰 ¹^,² ,
原渊 ²^,⁴ ,
荣辉 ¹^,²^,³ ,
许影 ⁴ ,
刘正邦 ⁴ ,
武晓戈 ¹ ,
郭亮亮 ⁵ ,
任君行 ¹ ,
刘慧 ⁶

作者信息 +

The Occurrence and Genetic Mechanism of Residual Uranium after CO₂+O₂ In-Situ Leaching in the Qianjiadian Uranium Deposit, Inner Mongolia

Yuchen Zhang ¹^,² ,
Yuan Yuan ²^,⁴ ,
Hui Rong ¹^,²^,³ ,
Ying Xu ⁴ ,
Zhengbang Liu ⁴ ,
Xiaoge Wu ¹ ,
Liangliang Guo ⁵ ,
Junxing Ren ¹ ,
Hui Liu ⁶

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摘要

CO₂+O₂地浸采铀后铀储层中残留铀的产状及成因机制对改进地浸采铀工艺及提高铀浸出效率具有重要意义，但国内外对这方面的研究却很少.鉴于此，以内蒙古钱家店铀矿床地浸开采前后钻孔岩心样品为研究对象，利用扫描电镜及能谱分析识别出3种残留铀产状类型：铀矿物、吸附态铀和含铀矿物，其中，铀矿物包括铀石及沥青铀矿两类，多分布在石英、长石等碎屑颗粒的溶孔中、碳质碎屑内部及边缘、高岭石内部及边缘以及高岭石包裹下的黄铁矿边缘，吸附态铀主要以被粘土矿物和碳质碎屑吸附的形式存在，而含铀矿物包括含铀独居石、含铀锆石以及含铀钛矿物等.对比地浸前后岩心样品中铀的产状变化发现：①与碎屑颗粒伴生的铀矿物中，观察到石英、长石、岩屑溶孔内部的铀矿物和与碳质碎屑伴生的铀矿物残留，未观察到云母解理缝内以及碎屑颗粒边缘的铀矿物残留；②与填隙物伴生的铀矿物中，观察到与黄铁矿和高岭石伴生的铀矿物残留，未观察到与菱铁矿相伴生的铀矿物残留；③高岭石与碳质碎屑吸附铀残留；④碎屑颗粒间的含铀矿物残留.以此为基础，探讨了地浸过程中赋矿层中铀残留的4种成因机制：①由于缺乏有效连通孔隙，浸出剂难以充分接触到碎屑颗粒内部铀矿物，导致碎屑颗粒内部铀矿物残留；②高岭石会堵塞流体运移通道使得与其伴生的铀矿物难以被浸出而残留；③高岭石自身结构具有吸附性且在酸性条件下稳定，导致其吸附的铀难以被浸出而残留，而富含碳质碎屑的区域由于其较强的还原能力、吸附能力以及其区域内较差的流通性导致其吸附的铀无法被浸出而残留；④含铀矿物不易与浸出剂反应导致铀无法浸出.研究表明赋矿层中铀的产状是影响其浸出的重要因素，成果将为改进地浸工艺、提高铀浸出效率提供矿物学方面依据.