原地浸出采铀数值模拟研究现状与发展.pdf

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1、科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY2011年第21卷第9期文章编号：1005－6033（2011）09－0177-04收稿日期：2011－01－25原地浸出采铀数值模拟研究现状与发展*屈慧琼，曾晟，刘华良（南华大学核资源与核燃料工程学院，湖南衡阳，421001）摘要：目前对原地浸出采铀的研究主要有室内实验、现场试验和数值模拟3种途径。由于地浸过程发生于地下含矿含水层，是一个多场多过程耦合动力学复杂系统，其过程较难观察和监测，使得运用室内实验和现场试验的研究存在一定的局限性。

2、随着计算机技术的发展、地下水动力学理论研究的深入，数值模拟方法日益受到人们的关注与重视。介绍了地浸采铀数值模拟研究的内容、常用的软件和国内外研究现状，提出了存在的问题以及发展方向。关键词：原地浸出采铀；铀矿；数值模拟中图分类号：TD868文献标识码：A原地浸出采铀（简称地浸采铀）是通过从地表钻孔注入溶浸EQ3/6可进行与水溶液和水系统有关的溶解度计算和反应液人为改变矿层的地球化学环境，使矿石的有用组分溶解浸出，路径计算。VisualMINTEQ是一个化学平衡模拟软件，普遍用于通过抽液工程得到浸出液，再进行加工提炼以获得铀矿。由于地水

3、中溶解离子形成以及矿物质沉淀与溶解、滴定、吸附、解析和浸采铀过程发生在地下，不能够直接观赏和检测，所以有必要进有机络合反应过程的模拟。WATEQ4F广泛用于计算离子成分、行特殊的实验室研究和过程模拟。但是室内实验与野外矿区条饱和指数以及氧化还原产物类型和氧化还原电位。PHREEQC用件存在一定差异，现场试验又面临着复杂的地质环境。相比之于计算多种低温水文地球化学反应，能够计算物质形成种类与下，数值模拟方式可以近似地同时考虑多个相互作用和若干主饱和指数、模拟地球化学反演过程、计算批反应与一维运移反要控制过程，对于边界条件以及参数分布比

4、较复杂的问题可以应，是一个加入了非确定项控制的水—岩作用模拟软件。Visual进行唯一有效的计算。数值模拟已经成为定量解决地浸采铀问MODFLOW即MODFLOW的可视化版本，是三维地下水流动和题的一个重要手段。污染物运移模拟实际应用的比较完整的模拟软件。GMS为地下水模拟系统，是一个综合性、功能强大的地下水模拟图形界面软1数值模拟研究的内容和常用软件件，可进行水流模拟、溶质运移模拟、反应运移模拟，建立三维地1.1研究内容层实体，进行钻孔数据管理、二维（三维）地质统计等［1］。这些软地浸采铀是一个复杂的体系和过程，铀的浸出是在地下含

5、件用来分析解决不同的地浸问题，例如进行一些正向模拟计算矿含水层中进行，涉及水—岩的相互作用，存在诸多地球化学反或反向模拟计算；模拟具有各种复杂边界条件的、非均质、各向应，同时受到水动力因素的影响，是一个典型的带有化学反应的异性区域中的二维或三维、稳定或非稳定流，进行地下水动力学流动过程，因此对地浸过程的数值模拟要参照矿床具体的水文分析。地质条件，建立结合水动力学和化学动力学的溶质反应———输2国内外研究现状运耦合模型。数值模拟主要包含铀在地浸各个阶段的化学形式和各形式的转换关系、溶液中主要组分的反应浓度分布、计算铀20世纪60年代早

6、期美国和前苏联都进行了地浸采铀试验的生产量并预测未来的矿区铀含量、铀的浸出与时间空间的关性研究，随后很多国家开展了地浸采矿工作。我国地浸采铀开始系、地球化学条件改变对铀浸出的影响、分析影响矿物浸出反应于20世纪70年代，原核工业部和所属的第六研究所等单位进速率的因素、反演钻孔布置以及反演获得场区水文地质参数、对行了试验，于80年代后期掌握了酸法浸出工艺，现在我国已经采区地下水进行环境修复等。建立了多座地浸铀矿山。大量试验性研究为数值模拟分析提供1.2常用的模拟软件了数据依据。许多学者发表了论文和著作对地浸采铀数值模拟地浸采铀应用比较

7、广泛的软件有：EQ3/6，VisualMINTEQ，技术进行了深入的研究。WATEQ4F，PHREEQC，VisualMODFLOW，GMS。2.1预测溶质迁移────────────────Tweeton等［2］利用地球化学模式WATEQF讨论了地浸过程*基金项目：湖南省教育厅资助项目（10C1135）。中浸出液的选择问题，以及预测当碳酸盐浓度、pH值或Eh值改177屈慧琼，曾晟，刘华良原地浸出采铀数值模拟研究现状与发展本刊E-mail:bjb＠sxinfo．net综述变时溶质溶解度的变化。AlexanderRoshal和DanK

8、uznetsov［3］采铀的可行性，利用PHREEQCI计算矿区试验的尾液与当地淡对地浸采铀结束后浸出液在地下水中的迁移进行了模拟。高柏水混合稀释的效果，预测采用充CO2气体降低pH值的效果。通等［4］通过室内溶质迁移试验，运用PHR