2025-09-13 11:30:10
【导语】“十四五”期间我国油气与铀矿找矿获重大突破，近期中核集团“国铀一号”示范工程在内蒙古产出“第一桶铀”，我国自主研发的“国铀一号”成套采铀技术，攻克复杂铀矿开发难题，让铀资源开发迈入绿色智能高效新阶段，还将助力保障天然铀国家战略需求并走向世界。
“国铀一号”技术流程示意图。（图片由中国铀业股份有限公司提供）
“国铀一号”智能管控中心。（图片由中国铀业股份有限公司提供）
9月10日，国务院新闻办举行“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会。“十四五”期间，我国油气与铀矿实现重大找矿突破，探获两个特大型铀矿，夯实5个大型铀矿基地资源基础，为我国铀矿资源安全奠定了重要基础。
近期，位于内蒙古自治区鄂尔多斯市的中核集团“国铀一号”示范工程生产出“第一桶铀”，这标志着我国铀资源开发迈入绿色安全、智能高效的新阶段。铀资源为何重要？如何唤醒“沉睡”的铀矿？科研人员在此过程中攻克了哪些科技难关？本期为您揭秘铀矿采冶背后的“黑科技”。
——编 者
天然铀，是从铀矿石中直接提取的混合物，是重要的战略资源和能源矿产。铀(yóu)资(zī)源(yuán)被(bèi)誉(yù)为(wèi)核(hé)电(diàn)“粮(liáng)仓(cāng)”，铀(yóu)矿(kuàng)采冶(yě)位(wèi)于(yú)核(hé)燃(rán)料(liào)循(xún)环(huán)体(tǐ)系(xì)的(de)前(qián)端(duān)，是(shì)核(hé)工(gōng)业(yè)发(fā)展(zhǎn)的(de)重(zhòng)要(yào)基(jī)础(chǔ)。掌(zhǎng)握(wò)先(xiān)进(jìn)的(de)铀(yóu)矿(kuàng)采冶(yě)技(jì)术(shù)，建(jiàn)设绿色、智能、高效的千吨级铀矿山，对保障国家能源安全具有重要战略意义。
进入新世纪，我国铀资源勘查重心由南方硬岩转向北方砂岩，在北方盆地陆续发现和落实了一批超大型、特大型和大型铀矿床。其中，鄂尔多斯盆地已成为我国铀资源最丰富的基地。但是，矿体地质与水文地质条件差、矿石性质复杂、矿层与煤层叠置等特点，使得采冶难度极大。
经过数十年科技攻关，我国自主研发了“国铀一号”成套采铀技术，建成了国内首座单体千吨级铀矿大基地，盘活了国内数十万吨铀资源，让“呆矿”变“宝藏”，实现了国内铀资(zī)源(yuán)开(kāi)发(fā)的(de)突(tū)破(pò)性(xìng)进(jìn)展(zhǎn)。
唤(huàn)醒(xǐng)“沉(chén)睡”的铀矿，挑战极大
传统的采铀方法是在露天工作面或地下巷道施工，打开含铀矿层，从地下采出铀矿石运至地表，经破磨处理、化学浸出实现铀的提取。这种方法安全度和生产效率低，尤其不适用于疏松含水的砂岩型铀矿。
“国铀一号”采用了原地浸出采铀工艺：在地表施工钻孔，向地下注入化学试剂，沿矿石孔隙渗透使铀溶解，再将含铀溶液提升至地表，经水冶处理得到铀产品。面对鄂尔多斯盆地复杂砂岩铀矿，要想建立这一颠覆性的铀矿开采模式，挑战前所未有。
如何高效地溶解铀？铀矿石具有高钙、高铁的特点，采用常规高酸、高碱浸出时，极易发生硫酸钙、氢氧化铁等化学沉淀反应，将矿石孔隙堵死，不仅化学试剂无法与矿石接触，还会污染地下水。因此，寻找科学的溶浸剂配方成为关键。
如何快速精准地开采铀？铀矿含水层厚度大、矿体分散不连续，就像厚厚的蛋糕里镶嵌着很小的铀矿“坚果”，注入的化学试剂被严重稀释。此外，地层深处看不见、摸不着，想靠有限的钻孔准确开采铀矿，难度极大。
如何从溶液中高效提取铀？含铀溶液浓度极低，从溶液中回收铀犹如大海捞针。要想解决这一问题，需要处理能力大并且能够快速富集铀的水冶装备，这在当时尚属国际空白。
如何确保铀矿山稳定运行？煤矿开采排水使铀矿层水位下降，破坏了原地浸出所依赖的水力条(tiáo)件(jiàn)。此(cǐ)外(wài)，煤(méi)层(céng)采掘(jué)导(dǎo)致(zhì)铀(yóu)矿(kuàng)层(céng)底(dǐ)板(bǎn)坍(tān)塌(tā)，引(yǐn)发(fā)放(fàng)射(shè)性(xìng)核(hé)素(sù)迁(qiān)移(yí)，污(wū)染(rǎn)煤(méi)层(céng)并(bìng)造(zào)成(chéng)严(yán)重(zhòng)的(de)环(huán)境(jìng)影响。实现铀煤协同开采，是一个世界性难题。
采冶“黑科技”，更绿色、智慧、高效
在近20项国家重点科研与工程示范项目的支持下，我国科研人员在原地浸出采铀理论方法、关键技术、装备材料等方面取得系统性、原创性成果，成功破解了复杂铀矿开发的世界性难题，使我国铀矿采冶迈入绿色安全、智能高效的新阶段。
更绿色——创新二氧化碳和氧气地浸采铀理论与方法。这两种人们生活中接触最多的气体，在特定的条件下对铀有较好的溶解效果。这种溶有二氧化碳和氧气的近中性水溶液，绿色、安全、环保，对环境影响小，既解决了堵塞问题，又极大提高了地浸采铀的本质安全度，还使温室气体得到了资源化利用。
更智慧——研发“数字建井”工艺。利用非均质地层建模和流场表征技术实现钻孔精准设计和施工，井网建造精度由米级提升至厘米级，打破了过去“闭着眼睛凭经验”的粗放建设模式，矿山建设周期由4年缩短至1年。创新高压水力定向切割技术，精准控制化学试剂流向，实现对铀矿物的溶解，解决了稀释问题，显著提高资源回收率，实现了铀矿山“快建快采”。
更高效——研发U型饱和再吸附铀富集工艺，将铀溶液中每升几毫克的铀富集至每升近百克。自主研制的高吸附量国产化铀提取材料，在打破国外垄断的同时实现重要指标超越，我国铀矿山生产能力由单体百吨级提升到单体千吨级。
更科学——针对铀煤协同开采相互影响的问题，我国科研人员提出“先铀(yóu)后(hòu)煤(méi)，时(shí)空(kōng)错(cuò)开(kāi)”的(de)科(kē)学(xué)开(kāi)发(fā)方(fāng)法(fǎ)，在(zài)此(cǐ)基(jī)础(chǔ)上(shàng)研(yán)发(fā)了水力帷幕地浸流场再造与地下核素迁移控制技术，扫除铀煤同采技术障碍。此外，应用地浸采铀智能(néng)化(huà)分(fēn)析(xī)控(kòng)制(zhì)系(xì)统(tǒng)，开(kāi)启(qǐ)了(le)我(wǒ)国(guó)铀(yóu)矿(kuàng)山(shān)“千(qiān)里(lǐ)之(zhī)外(wài)、一(yī)键采铀(yóu)、一(yī)屏(píng)掌(zhǎng)控(kòng)”的(de)新(xīn)格(gé)局(jú)，有(yǒu)效(xiào)提(tí)升(shēng)产(chǎn)能(néng)。
保(bǎo)障(zhàng)天(tiān)然(rán)铀(yóu)国(guó)家(jiā)重(zhòng)大(dà)战(zhàn)略需求
当前，我国核电总体规模居世界第一。未来15年，国内天然铀需求量将增长3倍，达到目前全球天然铀总产量的一半以上。开发国内铀资源先进技术并进行推广，至关重要。
去年7月，“国铀一号”示范工程开工建设，仅一年时间，“第一桶铀”就成功生产下线。该工程产能规模大、建设标准高、技术先进，进一步提升了中国天然铀保障能力、天然铀产业自主创新能力和国际(jì)竞(jìng)争(zhēng)力(lì)。
目前，“国铀一号”先进技术正加速推广至内蒙古二连盆地、东北松辽盆地和新疆伊犁盆地等铀矿资源开发，将支撑建成新一批天然铀生产基地，实现我国天然铀产能大幅增长。随着全球核能发展的提速，未来，“国铀一号”技术还将走出国门，推广到中亚、非洲等地，为世界复杂铀矿开发贡献智慧。
（作者为中核集团“国铀一号”示范工程总设计师）
《人民日报》（2025年09月13日 第 06 版）
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