创新路上披荆斩棘 实现伴生放射性矿清洁利用

挑战与机遇，细数铀多金属资源现状

根据国家环保标准(HJ1148-2020)，伴生放射性矿是指除铀(钍)矿以外所有矿产资源开发中单个核素含量超过1Bq/g的矿产。因此，从综合利用角度来看，当核素(特别是指铀)品位达到万分之一以上时，宜进行回收。伴生放射性矿是重要的战略矿产，当前铀和伴生资源开发占全世界铀产量约20%，开发铀多金属、铀非金属是保障天然铀的重要途径。我国铀多金属矿资源丰富，已探明143座矿床，主要分布在新疆、内蒙古、湖南、江西等地，品位低、类型多，亟待开发利用。

根据全国第二次放射性污染普查，国内从事伴生放射性矿开发的企业达 464家，固体废物存量达 2000 多亿吨，其中含有较高放射性(超过10Bq/g)的固废达200万吨以上。随着国际贸易规模的扩大，我国进口伴生放射性矿种类和数量增多，每年产生大约4.6万吨废渣(铀含量大于0.1%)。而国内只有9家企业拥有放射性废物专用处置设施，导致固废综合利用率不足10%，放射性污染防治形势严峻，亟需加强管理和处置。当前，高效开发铀多金属资源面临诸多挑战。一是辐射安全管控难度大，各企业主体能力参差不齐，需要国家和地方政府、企业和社会等多方共同参与和协调。二是资源禀赋较差，普遍存在难选、难冶、难分离的特点，缺乏适用性强、效率高、成本低、环保优的综合利用技术。三是铀多金属矿各组分相互作用机理不清，导致现有技术成熟度不高，且缺少工程化装备及特种材料。

开拓创新，彰显中核智慧和担当

中核铀业有限责任公司是国家天然铀专用供应商和生态环境部放射性监管主要依托单位。近些年，为深入落实中核集团党组关于以铀为本、综合发展、国际一流的战略部署，中核铀业在做好天然铀保障的同时，积极拓展多元化发展，建立了天然铀、综合矿业、地矿延伸三大产业，其中综合矿业主要涉及含铀多金属资源开发。近10年来，中核铀业针对铀多金属矿难选、难冶、难分离的重大技术难题，从高效选矿富集、强化浸出、选择性提取等方面开展了深入的理论研究与技术攻关，建立了具有自主知识产权的多金属梯级高效清洁提取技术和装备集成体系，授权发明专利30余项，建成了多个产业化项目，实现资源绿色综合利用。

一是突破了铀钼矿高效回收技术。铀钼伴生资源较为普遍，国内铀钼矿主要集中在新疆、内蒙古、河北、江西、湖南等地。其中，河北沽源包裹型非晶质胶硫钼矿是最为典型的铀钼伴生矿，选冶难度极大。针对这类资源，建立了铀钼硫多因素稳定场模型，研发了原矿加压氧浸技术，使铀浸出率由 85%提升至 91.3%、钼浸出率由35%提升至80%以上，在此基础上通过揭示含钼有机相反萃取乳化机理，提出并建立了单一萃取剂先钼后铀分离方法，成功解决了复杂浸出体系铀钼高效分离的技术难题，铀钼萃取率达98%以上，在企业成功实现工业化，技术指标大幅提升，年产钼酸铵达 2400 吨，实现铀钼矿高效回收和清洁利用。二是突破了铀稀土矿清洁利用技术。我国铀稀土矿包括沉积砂矿(独居石)、碱性岩型矿等。其中，独居石矿主要分布于我国广东、广西、湖南、海南等南方省份，每年进口量达2.3万吨(折合精矿)，富含铀、钍，综合回收面临固液分离困难、浸出液体系复杂、难萃取等问题;我国碱性岩型矿资源储量巨大，如巴尔哲特大型铀稀土矿，稀土储量约118万吨，存在铀品位低，5种矿物共生、嵌布粒度小等问题，采用传统稀土提取工艺难以综合回收，属世界性难题。

针对独居石矿，在传统提取稀土工艺的基础上，提出并建立了先稀土后铀钍的独居石综合回收方法，攻克了矿浆过滤、分离除铁、萃取三相物等系列难题，在湖南建成的生产线，铀、钍、稀土总回收率分别达 91.7%、95.1%、92%;此外，为解决传统独居石综合利用工艺流程长、废水多等问题，创造性建立了先铀钍后稀土的综合回收方法，使废水量较过去降低90%，固液分离工序由过去 9段减少到 5段，正在江西建设的生产线，铀、钍、稀土设计总回收率分别达94%、96%、95.5%。针对巴尔哲铀稀土矿，自主研发了“磁—重—浮”联合选矿工艺，回收了稀土、铌、锆三种精矿产品，攻克了 5种金属一体化梯级分离技术，稀土、锆、铍、铌、铀分别富集 22、15、23、17、12倍，浸出率分别为 92%、90%、90%、85%、85%，实现资源综合高效回收。三是攻克了铀铍、铀钽铌矿综合回收技术难题。铍是重要的战略资源。新疆白杨河矿是我国最大的铀铍伴生矿，铀品位较低，矿物组成复杂，独立开采经济性差。针对该类资源，提出并建立了铀铍高效浮选—酸化浸出方法，解决了高氟精矿中铀铍分离的技术难题，铍品位富集20倍以上，浸出率达90%以上，铀浸出率达95%，制得的铀、铍产品满足国家标准。我国钽铌资源总量高达 600万吨以上，以伴生矿为主。目前，80%以上的钽来自国外，铌基本依赖进口。钽铌精矿富含铀、钍，以往企业在生产中没有综合利用资源，造成了铀、钍浪费，尾渣放射性超标。针对该类资源，通过研发的酸、碱两段浸出工艺，成功解决了钽铌渣中铀、钍提取的技术难题，正在湖南耒阳建设氧化钽和氧化锂的工程项目，设计铀、钍综合回收率达90%以上，实现铀钽铌资源清洁利用。四是研发了铀铁、铀钒、铀锆综合回收技术。铀铁、铀钒、铀锆共伴生也是目前国内含铀多金属矿的普遍存在形式。这类矿物通常组成复杂，难选难冶，加工过程产生的含铀废渣、废水易造成放射性环境污染，亟需加强铀的综合回收。针对凤城硼铁矿，通过特种树脂吸附解吸技术，实现了铀的高效提取，建立了废水深度除铀镭方法，实现资源清洁综合回收，该项技术已在首钢硼铁矿应用并稳定运行，大幅提高了矿山安全环保效益。针对陕西白石沟铀钒矿，突破了浓酸熟化浸出、铀钒分步萃取、有机相再利用等关键技术，解决了高浓度复杂体系铀钒分离难、钒产品杂质超标等技术问题，铀、钒浸出率分别达90.5%、74%以上，浸渣放射性达到豁免水平。针对进口锆英砂废酸液，研发了铀、锆连续多组分萃取分离技术，铀、锆萃取回收率达99.9%以上，锆综合回收率达91.4%，制取了黄饼产品和锆初级富集物。在科技攻关的同时，中核铀业高度重视标准化建设工作，结合伴生放射性矿产开发发展形势，对标国内国际相关行业，牵头建立了伴生放射性资源综合利用及废物处理处置标准体系，目前已发布5项国家及行业标准，为共伴生资源开发利用和环境保护提供技术指导和管理依据，助推综合矿业产业高质量发展。

前瞻与展望 擘画多金属资源开发前景

擘画蓝图启新程，乘势奋进谱新篇。未来，中核铀业将以资源综合利用和辐射影响最小化为目标，积极探索多方参与、共享、共赢的市场化机制，建立优势互补、开放的“天然铀专营+市场化+专业化共伴生资源开发”产业链发展体系。同时，中核铀业将加快基础研究和关键技术攻关的步伐，充分发挥天然铀产业技术创新联合体“大协同创新”平台作用，在采矿、选矿、冶金和三废处理四个方面持续发力，形成一批基础性、原创性的成果，支撑未来两年内在沽源、通辽、衡阳、江西等地建成资源综合回收基地。

建议通过健全立法，明确共伴生铀资源范畴，将共伴生铀资源的战略定位纳入国家法律法规，为共伴生铀资源的综合回收奠定法律基础;加快建立共伴生矿辐射安全监管标准体系，明确共伴生物料运输、管控与处置要求，出台矿产开发强制回收共伴生铀资源规定，保障共伴生矿产各行业健康发展;强化管理引导，严格控制国内共伴生铀资源矿产采矿权发放，明确以综合开发为前置条件，严控含铀矿物进入其它非铀生产行业。