突破探測開發技術瓶頸提高鈾資源開發效率

　　——訪核工業北京地質研究院院長李子穎

　　日前，科技部863計劃資源環境技術領域辦公室組織專家組對核工業北京地質研究院牽頭承擔的863計劃“放射性礦產探測與開發技術”主題項目進行 了驗收。驗收結果顯示，項目不僅完成批復的研究任務，達到批復的技術指標，實現了預期的研究目標，而且在隱伏砂巖型鈾礦勘查采冶過程中的關鍵技術和探測設 備方面取得一系列突破性成果。

　　就該項目實施的背景、具體成果和發揮的作用、對核能發展的意義，記者近日專訪了項目首席專家、核工業北京地質研究院院長李子穎。

　　中國能源報：作為核電站的“糧食”，鈾資源探測開發面臨怎樣的形勢？

　　李子穎：鈾是一種能源資源，也是一種戰略資源，對國民經濟、核電事業以及國防工業的發展具有重要作用。新時期核能快速規模化發展對鈾資源提出了 重大長遠需求；國家“十三五”規劃中也明確提出，增加天然鈾的儲備。面對這一重大需求和形勢，大力加強鈾礦勘查與開發力度，突破一批制約鈾礦勘查和開發過 程中的技術瓶頸、落實新的鈾資源、提高鈾資源的開發效率勢在必行和十分迫切。

　　中國能源報：除了上述需求，“放射性礦產探測與開發技術”項目要解決的關鍵問題有哪些？

　　李子穎：鈾資源勘查與開采技術研發是一項長期性、高難度和戰略性的任務。“十二五”初期，我國鈾礦勘查工作中用于放射性元素、非放射性元素等野 外快速測定的新型核地球物理儀器的精度和自動化程度還不高；放射性測井手段效率較低，特別是針對大型砂巖型鈾礦勘查測井中直接測鈾的設備和技術有待突破， 且隨著找礦深度的增加，我國北方大型隱伏砂巖型鈾礦成礦環境和條件有效探測、關鍵性控礦和時空定位要素識別還存在技術瓶頸；砂巖鈾礦地浸采鈾過程中的溶液 與礦巖相互作用機理及浸出工藝有待進一步深化和改進。

　　針對上述隱伏砂巖鈾礦勘查、采冶過程中的關鍵技術難題，2011年由核工業北京地質研究院牽頭，聯合核工業北京化工冶金研究院、成都理工大學、東華理工大學等3家單位共同申報了“放射性礦產探測與開發技術”863計劃項目。

　　中國能源報：對于這樣一個較大的項目，具體以哪些技術為突破點？項目實施的意義如何體現？

　　李子穎：2012年，科技部批復該項目正式立項。根據該項目的研究目標和研究內容，基于放射性礦產預測、勘查和采冶技術的特點，項目實施過程中 設立了“隱伏放射性礦產識別技術”、“地浸采鈾模擬與控制技術”、“高精度能譜探測儀器研發”、“脈沖中子測井與鈾定量解釋技術”四個課題，先后投入參研 人員220余人。

　　項目通過對高精度能譜探測儀器、脈沖中子測井與鈾定量解釋技術、隱伏放射性礦產識別技術、地浸采鈾模擬與控制技術等關鍵技術攻關與儀器研發，形 成放射性礦產“普查-勘探-采冶”技術鏈和具有自主知識產權的新型找礦探測儀器，進一步提高我國放射性礦產勘查與開發的技術水平，突破國外技術封鎖，培養 一批放射性礦產勘查的中青年技術人才，形成核地質、核地球物理、地浸采鈾的科技創新團隊，促進我國核事業的可持續發展。

　　中國能源報：項目實施的具體成果和產生的效益包括哪些？

　　李子穎：通過4家單位連續四年的技術攻關，項目在理論創新、關鍵技術突破、產品研發等方面成果顯著，提出了疊合和構造活動帶作用成礦，創新發展 了砂巖鈾礦理論，研發了砂巖型鈾礦成礦環境砂體識別與定位技術、鈾礦化信息探測技術及GIS綜合預測評價系統；查明了砂巖鈾礦多種礦物的溶蝕規律，創建了 砂巖型鈾礦床酸法和中性浸出體系和絡合物形成的理論模型，研制了高精度手提式X射線熒光儀、微束微區野外X熒光礦物探針、高精度伽馬能譜儀、高靈敏度野外 測氡儀、脈沖中子鈾礦測井儀等儀器的樣機和軟件，項目共申請國家發明ZL39項，發表論文169篇，出版著作4部，研究成果在新疆伊犁、內蒙古鄂爾多斯和 二連等我國北方大型砂巖盆地鈾礦勘查、地浸采鈾試驗和生產得到了及時的應用，產生了較好的社會、經濟和環境效益。

　　“放射性礦產探測與開發技術”項目四個課題的突破性進展（背景鏈接）

　　創新成礦理論，突破隱伏放射性礦產識別技術，擴大砂巖鈾礦資源。課題在隱伏放射性礦產綜合識別技術方法上取得創新性進展：構建了高分辨地層分 析、淺層地震及電磁測深識別砂體的組合方法技術；剖析了層間氧化帶形成機理，建立了高精度磁法測量識別層間氧化帶的技術方法；形成了以土壤氡氣測量和金屬 活動態測量為主的隱伏鈾礦化信息探測技術方法；基于GIS技術開發了砂巖型鈾礦GIS評價系統，實現了對鈾資源的定量預測評價；提出了鄂爾多斯盆地超大型 砂巖鈾礦疊合成礦作用和其西部及伊犁盆地構造活動帶成礦作用，創新發展了砂巖鈾礦成礦理論，建立了相應的成礦和找礦模式；預測的遠景靶區，研產結合，實際 鉆探揭露，取得鈾資源新突破。

　　突破地浸采鈾模擬與控制技術，提高資源利用效率。課題查明了多種礦物的溶蝕規律，完善了砂巖型鈾礦床酸法浸出和中性浸出系統方法技術，提高了鈾 的浸出率；創建了酸法和中性體系中鈾的浸出工藝與絡合物形式的系列研究模型，創新了酸法和中性浸出工藝并在厚大含礦砂體中成功應用，降低了產品生產成本， 提高了礦山本質安全度；突破采區溶液對流與彌散的定量刻畫與模擬的關鍵技術，為優化井場設計和生產作業提供依據。

　　成功研制高精度能譜系列探測儀器，形成自主知識產權的國產化野外數據探測設備。課題開發完成了具有自主知識產權的高精度手提式X熒光儀、野外微 束微區X熒光礦物探針、高精度伽瑪能譜儀、高靈敏度野外測氡儀等四種高精度能譜探測儀器。研制的儀器設備在鈾礦勘查區進行了野外找礦生產性試驗，取得良好 效果，形成一套適用于鈾礦勘查的地面放射性能譜快速勘查技術體系。研發的四種高精度能譜探測儀器及其核心部件的突破，打破了少數發達國家的技術封鎖和壟 斷，提升了我國核地球物理勘查的裝備與技術水平。

　　直接測鈾技術獲得突破，填補國內空白。課題創立了基于“裂變/慢化”比值的鈾裂變信息提取方法和鈾礦定量分層解釋技術，研制了國內最高品味的鈾 礦模型井，研發出我國首臺脈沖中子鈾礦測井儀和基于鈾裂變瞬發中子的定量解釋軟件，解決了我國脈沖中子鈾礦測井技術領域的關鍵技術難題。課題不僅填補國內 在直接測鈾領域的空白，而且建立起我國具有自主知識產權的鈾礦脈沖中子測井技術體系、研發團隊和野外實驗基地。