封面新闻记者 边雪
初秋,伊犁盆地已经被渐变的金色渲染,从市区驱车前往天山铀业矿场的路需耗费1个多小时,沿路的树木枝叶迎风微浮,抵达矿区后,却并非传统矿区那样满山堆积矿石,取而代之的是大片的绿意。
作为中核集团在新疆境内唯一从事铀矿采冶、销售的综合性国有独资企业,天山铀业是我国采用原地浸出采铀技术开采天然铀的主要生产基地,是首批国家级矿产资源综合利用示范基地之一。
在自然资源部发布2020年度国家级绿色矿山名录,中核集团新疆中核天山铀业有限公司七三七厂通过遴选,纳入全国绿色矿山名录。
为何这片矿山,能别具一格地“绿”?带着疑问,封面新闻记者前往矿山,寻找答案。
中核新疆矿业伊犁基地七三五厂 。(图片来源:受访者供图)
01
数十年耕耘的绿色矿山
天山铀业的绿色,不是单指铀矿山开采环境被花草树木所覆盖,而是天山铀业特有的铀矿采冶生产模式对环境无污染的阐述。
这一点,大半辈子都扎根在这片矿山的中核新疆矿业伊犁基地支部*易志刚最有感触。“最开始的时候,都用传统工艺采铀,不像现在更加的绿色环保,也更智能。”
在国外,最深的铀矿仅在地下500米范围,罕有如此复杂的地质特征。因此,即便引进国外先进的原地浸出采铀技术(以下简称“地浸采铀”),其设备在我国也遇到“南橘北枳”的困境。
在传统工艺与国外设备都无法适应新疆铀矿开采的情况下,铀矿冶企业该如何应对?
在老一辈核工业人艰苦创业的基础上,天山铀业专家在国内同行帮助下,着力突破了技术瓶颈。“地浸采铀技术”经过引进消化吸收再创新,更加适应了我国采铀的现实需求。
原地浸出采铀(简称“地浸”)是一种通过钻孔工程,借助化学试剂,从天然埋藏条件下的矿石中把铀溶解出来,而不使矿石产生移动的集采、冶于一体的铀矿开采方法。其开采工艺分为地下浸出、浸出液(含铀溶液)处理工艺两大部分。按照浸出剂的种类,分为酸法地浸和碱法(中性)地浸。
“溶浸剂从注液孔向抽液孔运移时,将矿石中的铀溶解,含铀浸出液用潜水泵提升至地表,然后用化工泵将浸出液输送至水冶吸附塔回收铀金属,回收了铀金属的尾液加入试剂后再注入矿层;以此往复循环回收铀金属。”易志刚向封面新闻记者解释道,浸出液在离子交换塔中经过吸附、淋洗生成高浓度铀溶液(合格液),合格液加入沉淀剂进行沉淀,沉淀浆体通过板框压滤去除水分得到最终产品。
据矿山工作人员介绍,地浸法只适用于开采砂岩型铀矿床,该矿床的主要特征是:含矿层的上部和下部均具有稳定、连续的隔水层,该特征限制了溶液垂直的活动范围。“含矿层是充水的,而且具有承压性特点,该特征限制了溶液横向的活动范围;含矿层具有一定的渗透性,矿体在试剂中可溶解。”
中核新疆矿业伊犁基地七三九厂。(图片来源:受访者供图)
02
自主创新攻关的绿色技术
千锤万凿出深山,三十年光阴似箭,天山铀业在不断自主创新下,已进行过三次采铀工艺变革,每一次变革都以更安全、更高效、更绿色为主导方向。
第一代铀矿冶技术“褐煤中提取铀”始于1964年,新疆矿冶局所属的“两矿一厂”,采用常规采矿方法,从含铀褐煤中提取天然铀。1985年因资源枯竭等原因,矿山关闭。
紧接着,第二代铀矿冶技术“酸法地采铀”接棒,新疆矿冶局组织开展原地浸出采铀试验,突破了酸法地浸采铀钻孔成井、浸出剂配制、浸出液提升等关键技术,填补了我国酸法地浸采铀的空白。
2003年起,针对高矿化度或高碳酸盐条件的矿床,试验采用CO2 O2作为浸出剂的采铀技术,该工艺对矿层水影响极小,有效避免溶浸过程的沉淀,是一种中性的、温和的、绿色环保的地浸采铀工艺,是地浸采铀的又一次深刻革命。
伊犁盆地的蒙其古尔铀矿床碳酸盐含量高,适合采用中性地浸采铀工艺。通过控制和调节CO2和O2加入量,避免体系发生碳酸钙、硫酸钙等化学沉淀,实现了高碳酸盐高黄铁矿型铀矿床的高效环保浸出。
易志刚告诉封面新闻记者,针对蒙其古尔铀矿床多层矿的特点,团队首次研发了多层铀矿体“同时同采”的地浸技术,研制了封隔器等成井关键设备,构建了完整的分层分液控制系统,实现了多层矿体不同浸出工艺的高效同孔协同开发,注液钻孔投资减少50%,该项技术达到国际先进水平。“针对复杂赋存条件地浸采铀渗流场再造技术,我们还发明了一种水幕注水抬升地下水位的水幕孔布置方法,成功实现地浸渗流场人工再造,矿层承压水位抬升,满足了地浸采铀对承压水头的要求。”
远程生产控制中心。(封面新闻记者拍摄)
03
信息化建设的绿色理念
建成铀矿生产自动化系统、调度指挥系统、资源储量动态管理系统、大数据中心及三维可视化管控平台等,实现了“千里之外,一键采铀,一屏掌控”。
在矿山基地,封面新闻记者注意到在伊犁基地远程生产控制中心,分别有三名工作人员在值守,并不断通过实时数据与基地工作人员进行工作对接。
“科学、绿色采冶是我们长期以来追求的目标。”易志刚直言,得益于囊括供应链、地质、物探、化学分析、生产、安全等数据采集、分析、管理、持续集成、即时发布系统;资源储量动态管理系统;三维可视化管控平台的大数据中心建设,改变了以往基地需要留守数百名工作人员进行24小时轮班的状态,实现了降本增效和精细化管理。
“我们目前使用的远程指挥系统是“总部-子公司/生产厂-生产线”全覆盖骨干专网,人、财、物、办公、项目、党群等全层级业务移动管理系统,可以实现重点部位全覆盖、行为监管全天候、预警处置即时性的远程视频安全监控网络。”易志刚告诉封面新闻记者原来两矿一厂有7200人,现在不到50人工作,井场、水冶的控制都在计算机上进行控制、操作,在现场只需进行维修维护。
“比起过去,人虽然少了,但产量更多了。”天山铀业在创建国家级绿色矿山的过程中紧跟新时代步伐,在未来,也将会在祖国边陲,做优做强这片绿色矿山。
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