世界主要鈾礦的開采方式包括三種：原位地浸開采，露天開采及地下開采。世界約48%的天然鈾通過原位地浸開采生產(chǎn)出來，46%來自于常規(guī)開采方法（露天開采及地下開采）生產(chǎn)出來，6%作為其他礦產(chǎn)品副產(chǎn)品采出。

 

鈾礦開采生產(chǎn)工藝示意圖

 

2017年世界各國(guó)產(chǎn)鈾比例（總產(chǎn)量為59,531噸鈾）

 

原位地浸開采

    原地浸出采鈾是將溶浸液通過注液鉆孔注入到可滲透的含礦含水層，使溶浸液在滲透過程中與鈾接觸并進(jìn)行溶解反應(yīng)，生成含鈾溶液，并從抽液孔被抽至地表，輸送到車間加工處理后獲得鈾產(chǎn)品的流程。

?   適用賦存于含水及可滲透砂巖中鈾礦物開采。

?   圈定鈾礦的邊界品位為0.001%。

?   根據(jù)浸出機(jī)理的不同，分為酸法和堿法開采。

開采的適用條件：

（1）含礦巖性應(yīng)為具有滲透性的砂巖、砂礫巖。礦體賦存于地下水位以下的含礦含水層中。充水性和滲透性是地浸是否可行的決定性因素。

（2）礦體產(chǎn)狀平緩（傾角一般小于10度），礦體頂?shù)装鍛?yīng)是良好封閉的不透水層。

（3）礦床平米鈾量應(yīng)在最低經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之上，含礦含水層中碳酸鹽含量>2%則不宜用酸法浸出。圍巖以長(zhǎng)石石英質(zhì)或石英質(zhì)砂巖最宜。

（4）按照目前鈾價(jià)，開采礦體最大埋藏深度不宜超過400-600m。

浸出機(jī)理

酸法

主要使用硫酸作為溶浸劑，礦石中鈾隨溶浸液pH值的下降2以下后從沉淀態(tài)變?yōu)槿芙鈶B(tài)，生成硫酸鈾酰溶液。含礦含水層中碳酸鹽含>2%則不適用。

堿法

   主要使用碳酸氫銨作為溶浸劑，礦石中鈾隨溶浸液pH值上升到9以上后礦石中的6價(jià)鈾與碳酸鹽中的碳酸根(CO32-）絡(luò)合，生成碳酸鈾酰溶液。產(chǎn)品液鈾含量低，銨鹽也造成地下水污染。

二氧化碳+氧氣

原理是氧氣氧化礦石，在地下水中加入二氧化碳后，形成的碳酸氫根（HCO3-）離子與礦層中的鈾發(fā)生反應(yīng)，使鈾溶解在溶液中，也屬于堿法浸出分類。

細(xì)菌浸出

主要選用氧化鐵硫桿菌，在浸出鈾的過程中，主要起間接催化作用，能促進(jìn)黃鐵礦和硫酸亞鐵的氧化，促進(jìn)6價(jià)鈾生成。可降低酸耗。需配合酸法使用，但并非一種獨(dú)立的浸出方法。

 

地浸的主要優(yōu)點(diǎn)：

（1）開采方法安全簡(jiǎn)單、工藝流程短。采礦階段無需搬運(yùn)、破碎礦石，水冶階段無需磨礦和固液分離，縮短了采冶工藝流程，直接生產(chǎn)成本低。

（2）礦山建設(shè)周期短、基建投資少，勞動(dòng)強(qiáng)度低、自動(dòng)化程度高，固定資產(chǎn)折舊低。

（3）環(huán)境污染小。一是抽注基本平衡，地浸溶液是在閉路管道內(nèi)循環(huán)使用，其廢水排放量顯著減少；二是放射性粉塵污染得到徹底改善；三是尾渣和廢氣的污染減到了最低程度。

 

露天開采即一個(gè)移走礦體上的覆蓋物，從敞露地表的采礦場(chǎng)采出鈾礦物的過程。主要適用于主礦體埋藏較淺的鈾礦床開采。

主要優(yōu)點(diǎn)包括：

1. 基建周期短。2-4年/大型　6-8月/小型。

2、開采空間大，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。比地下開采高2-10倍。

3、礦石損失、貧化率較小。損失率3%-5%貧化率5%-8%。

4、開采成本低，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)安全。　　　　　　　　　　

主要缺點(diǎn)：

1、開采受到氣候影響大。　　　　　　

2、基建設(shè)備投資大。

3、礦山占地多，對(duì)地表環(huán)境破壞大。

地下開采即通過開掘井巷工程從地下礦床的礦塊里采出礦石的過程，通過礦床開拓、礦塊的采準(zhǔn)、切割和回采4 個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)。主要適用于埋藏較深及地表不允許露天開采的鈾礦床。以地壓管理方法為依據(jù)，分為空?qǐng)霾傻V法充填采礦法、崩落采礦法三大類。