突破探测开发技术瓶颈
提高铀资源开发效率

　　日前，科技部863计划资源环境技术领域办公室组织专家组对核工业北京地质研究院牵头承担的863计划“放射性矿产探测与开发技术”主题项目进行了验收。验收结果显示，项目不仅完成批复的研究任务，达到批复的技术指标，实现了预期的研究目标，而且在隐伏砂岩型铀矿勘查采冶过程中的关键技术和探测设备方面取得一系列突破性成果。

　　就该项目实施的背景、具体成果和发挥的作用、对核能发展的意义，记者近日专访了项目首席专家、核工业北京地质研究院院长李子颖。

　　中国能源报：作为核电站的“粮食”，铀资源探测开发面临怎样的形势？

　　李子颖：铀是一种能源资源，也是一种战略资源，对国民经济、核电事业以及国防工业的发展具有重要作用。新时期核能快速规模化发展对铀资源提出了重大长远需求；国家“十三五”规划中也明确提出，增加天然铀的储备。面对这一重大需求和形势，大力加强铀矿勘查与开发力度，突破一批制约铀矿勘查和开发过程中的技术瓶颈、落实新的铀资源、提高铀资源的开发效率势在必行和十分迫切。

　　中国能源报：除了上述需求，“放射性矿产探测与开发技术”项目要解决的关键问题有哪些？

　　李子颖：铀资源勘查与开采技术研发是一项长期性、高难度和战略性的任务。“十二五”初期，我国铀矿勘查工作中用于放射性元素、非放射性元素等野外快速测定的新型核地球物理仪器的精度和自动化程度还不高；放射性测井手段效率较低，特别是针对大型砂岩型铀矿勘查测井中直接测铀的设备和技术有待突破，且随着找矿深度的增加，我国北方大型隐伏砂岩型铀矿成矿环境和条件有效探测、关键性控矿和时空定位要素识别还存在技术瓶颈；砂岩铀矿地浸采铀过程中的溶液与矿岩相互作用机理及浸出工艺有待进一步深化和改进。

　　针对上述隐伏砂岩铀矿勘查、采冶过程中的关键技术难题，2011年由核工业北京地质研究院牵头，联合核工业北京化工冶金研究院、成都理工大学、东华理工大学等3家单位共同申报了“放射性矿产探测与开发技术”863计划项目。

　　中国能源报：对于这样一个较大的项目，具体以哪些技术为突破点？项目实施的意义如何体现？

　　李子颖：2012年，科技部批复该项目正式立项。根据该项目的研究目标和研究内容，基于放射性矿产预测、勘查和采冶技术的特点，项目实施过程中设立了“隐伏放射性矿产识别技术”、“地浸采铀模拟与控制技术”、“高精度能谱探测仪器研发”、“脉冲中子测井与铀定量解释技术”四个课题，先后投入参研人员220余人。

　　项目通过对高精度能谱探测仪器、脉冲中子测井与铀定量解释技术、隐伏放射性矿产识别技术、地浸采铀模拟与控制技术等关键技术攻关与仪器研发，形成放射性矿产“普查-勘探-采冶”技术链和具有自主知识产权的新型找矿探测仪器，进一步提高我国放射性矿产勘查与开发的技术水平，突破国外技术封锁，培养一批放射性矿产勘查的中青年技术人才，形成核地质、核地球物理、地浸采铀的科技创新团队，促进我国核事业的可持续发展。

　　中国能源报：项目实施的具体成果和产生的效益包括哪些？

　　李子颖：通过4家单位连续四年的技术攻关，项目在理论创新、关键技术突破、产品研发等方面成果显著，提出了叠合和构造活动带作用成矿，创新发展了砂岩铀矿理论，研发了砂岩型铀矿成矿环境砂体识别与定位技术、铀矿化信息探测技术及GIS综合预测评价系统；查明了砂岩铀矿多种矿物的溶蚀规律，创建了砂岩型铀矿床酸法和中性浸出体系和络合物形成的理论模型，研制了高精度手提式X射线荧光仪、微束微区野外X荧光矿物探针、高精度伽马能谱仪、高灵敏度野外测氡仪、脉冲中子铀矿测井仪等仪器的样机和软件，项目共申请国家发明专利39项，发表论文169篇，出版著作4部，研究成果在新疆伊犁、内蒙古鄂尔多斯和二连等我国北方大型砂岩盆地铀矿勘查、地浸采铀试验和生产得到了及时的应用，产生了较好的社会、经济和环境效益。

　　“放射性矿产探测与开发技术”项目四个课题的突破性进展（背景链接）

　　创新成矿理论，突破隐伏放射性矿产识别技术，扩大砂岩铀矿资源。课题在隐伏放射性矿产综合识别技术方法上取得创新性进展：构建了高分辨地层分析、浅层地震及电磁测深识别砂体的组合方法技术；剖析了层间氧化带形成机理，建立了高精度磁法测量识别层间氧化带的技术方法；形成了以土壤氡气测量和金属活动态测量为主的隐伏铀矿化信息探测技术方法；基于GIS技术开发了砂岩型铀矿GIS评价系统，实现了对铀资源的定量预测评价；提出了鄂尔多斯盆地超大型砂岩铀矿叠合成矿作用和其西部及伊犁盆地构造活动带成矿作用，创新发展了砂岩铀矿成矿理论，建立了相应的成矿和找矿模式；预测的远景靶区，研产结合，实际钻探揭露，取得铀资源新突破。

　　突破地浸采铀模拟与控制技术，提高资源利用效率。课题查明了多种矿物的溶蚀规律，完善了砂岩型铀矿床酸法浸出和中性浸出系统方法技术，提高了铀的浸出率；创建了酸法和中性体系中铀的浸出工艺与络合物形式的系列研究模型，创新了酸法和中性浸出工艺并在厚大含矿砂体中成功应用，降低了产品生产成本，提高了矿山本质安全度；突破采区溶液对流与弥散的定量刻画与模拟的关键技术，为优化井场设计和生产作业提供依据。

　　成功研制高精度能谱系列探测仪器，形成自主知识产权的国产化野外数据探测设备。课题开发完成了具有自主知识产权的高精度手提式X荧光仪、野外微束微区X荧光矿物探针、高精度伽玛能谱仪、高灵敏度野外测氡仪等四种高精度能谱探测仪器。研制的仪器设备在铀矿勘查区进行了野外找矿生产性试验，取得良好效果，形成一套适用于铀矿勘查的地面放射性能谱快速勘查技术体系。研发的四种高精度能谱探测仪器及其核心部件的突破，打破了少数发达国家的技术封锁和垄断，提升了我国核地球物理勘查的装备与技术水平。

　　直接测铀技术获得突破，填补国内空白。课题创立了基于“裂变/慢化”比值的铀裂变信息提取方法和铀矿定量分层解释技术，研制了国内最高品味的铀矿模型井，研发出我国首台脉冲中子铀矿测井仪和基于铀裂变瞬发中子的定量解释软件，解决了我国脉冲中子铀矿测井技术领域的关键技术难题。课题不仅填补国内在直接测铀领域的空白，而且建立起我国具有自主知识产权的铀矿脉冲中子测井技术体系、研发团队和野外实验基地。