[发明专利]一种电动原地浸出采铀装置及方法

说明书

本发明提供一种电动原地浸出采铀装置及方法，属于地浸采铀技术领域，电动原地浸出采铀装置包括：注液井、抽液井、正电极、负电极、溶浸液及直流电源；注液井与抽液井之间设置有铀矿石；负电极设置在注液井中；正电极设置在抽液井中；溶浸液从注液井注入，经铀矿石后，从抽液井中被抽出，以进行铀萃取；直流电源分别与正电极及负电极连接，直流电源用于在正电极及负电极之间施加直流电，以促使携铀离子向所述抽液井汇集，降低化学堵塞的发生概率，同时限制污染物向周围环境的迁移，提高了铀矿的渗透性和孔隙度，并提高了常规渗透性砂岩的采铀效率。

技术领域

本发明涉及地浸采铀领域，特别是涉及一种电动原地浸出采铀装置及方法。

背景技术

铀是重要的核电燃料和国防战略资源，目前主要通过原地浸出的方式开采。然而能否针对铀储层应用原地浸出工艺，关键取决于孔隙度和渗透率，当渗透率0.1m/d时，仍无法通过原地浸出做到经济开采。对于渗透率在≥0.1m/d的铀矿，虽可应用原地浸出工艺开采，但从投产开始，即需要不停抽注以维持降落漏斗，以将对周边环境的影响降到最低，能耗仍较大，不利于双碳政策目标的实现。

在全球层面上，原地浸出采铀工艺的发展主要经历了三个阶段，即酸法、碱法和中性(CO₂+O₂)浸出工艺，但尚未彻底解决低渗透性铀矿藏开采和生产周期长两大瓶颈问题。针对低渗透性的问题，研究人员通过理论和实验探讨过原地爆破、水压致裂等物理方法，以及应用表面活性剂和无机酸等化学方法的增渗作用，但物理方法现场实施困难、化学方法增渗能力有限。而且由于原地浸出采铀过程普遍存在优先流，溶浸剂只能流过一小部分矿体，导致采铀周期过长，效率极低。

基于上述问题，亟需一种新的采铀方法以提高常规渗透性砂岩的渗透率和浸出效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动原地浸出采铀装置及方法，可提高常规渗透性砂岩的采铀效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电动原地浸出采铀装置，包括：注液井、抽液井、正电极、负电极、溶浸液及直流电源；

所述注液井与所述抽液井之间设置有铀矿石；

所述负电极设置在所述注液井中；

所述正电极设置在所述抽液井中；

所述溶浸液从所述注液井注入，经铀矿石后，从抽液井中被抽出，以进行铀萃取；

所述直流电源分别与所述正电极及所述负电极连接，所述直流电源用于在所述正电极及所述负电极之间施加直流电，以促使携铀离子向所述抽液井汇集。

可选地，所述正电极及所述负电极均为电极棒。

可选地，所述注液井包括阴电极室、注液室及阴离子交换膜；所述抽液井包括阳电极室、抽液室及阳离子交换膜；

所述阴离子交换膜设置在所述阴电极室与所述注液室之间；所述阳离子交换膜设置在所述阳电极室与所述抽液室之间；

所述负电极设置在所述阴电极室内；所述正电极设置在所述阳电极室内；

所述铀矿石设置在所述注液室与所述抽液室之间；

所述溶浸液从所述注液室注入，经铀矿石后，从所述抽液室被抽出。

可选地，所述阴电极室及所述阳电极室内均填充有电极保护液。

可选地，所述电动原地浸出采铀装置还包括：

第一连接件，分别与所述正电极及所述阳离子交换膜连接，用于将所述正电极固定在所述阳离子交换膜上；

第二连接件，分别与所述负电极及所述阴离子交换膜连接，用于将所述负电极固定在所述阴离子交换膜上。