一种砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验方法及系统，涉及铀矿石浸出渗流试验技术领域，所述方法包括：基于铀矿石岩心得到浸出前的第一参数、第二参数、化学元素含量和孔隙参数；采用预设浸出方法，对柱塞状岩心进行原位浸出试验，绘制渗透率变化曲线；确定浸出后的第一参数、第二参数、化学元素含量和孔隙参数；根据渗透率变化曲线和浸出前后的孔隙参数判断预设浸出方法是否满足预设浸出要求；根据浸出前后的第一参数、第二参数和化学元素含量，确定各参数的变化情况。本发明专利技术既能实现砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出，对实际矿层中地浸采铀过程进行模拟，又能满足柱塞状岩心在浸出过程中的渗透率测试需求。心在浸出过程中的渗透率测试需求。心在浸出过程中的渗透率测试需求。

【技术实现步骤摘要】
一种砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验方法及系统


[0001]本专利技术涉及铀矿石浸出渗流试验
，特别是涉及一种砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验方法及系统。

技术介绍

[0002]原地浸出采铀技术(地浸采铀)是一种只需在地表按一定配方配制适量的浸出剂，通过钻孔注入到地下的矿体中，溶浸液在地下渗流的过程中选择性溶解矿石中的铀，形成的浸出液被提升出地表，从而提取和回收铀金属的采冶工艺。由于铀矿山地质特征的复杂性、地下流体的渗流和溶浸反应的不可见，导致地浸采铀过程具有不可预见性，这就需要在室内试验条件下充分开展相关研究，掌握铀矿石的浸出性能和渗流特征。
[0003]在铀矿石浸出试验中一般采用松散铀矿石样品，具体为将野外采集到的块状铀矿石样品破碎至自然粒级或破磨至试验所需的粒径大小，这类浸出试验一般包括搅拌浸出试验和柱浸试验。搅拌浸出试验在较短的浸出时间内以某一固定液固比或其他试验条件，包括浸出剂种类、浓度和温度等，来考察在一定试验条件下铀矿石的浸出率和铀矿石浸出前后物质成分的变化。柱浸试验在较长的浸出时间内以某一浸出剂种类和浓度，来考察在该试验条件下铀矿石的浸出率、液固比的大小和铀矿石浸出前后物质成分的变化。采用松散铀矿石样品进行浸出试验的优点是能够筛选出合适的浸出试验条件，来考察铀矿石的浸出率和浸出前后物质成分的变化，但缺点是铀矿石样品的原始物理结构被破坏，无法获知样品的物质结构在浸出过程中的变化，且松散样品的浸出性能并不能代表铀矿石地层中的浸出性能。
[0004]目前一些试验中采用柱塞状岩心样品用于渗透率测试，能够快速掌握岩心的渗透能力，但是缺点时溶液通过时间短，仅考虑渗流情况的变化，未考察岩心的浸出过程，无法获知铀矿石的物质成分、浸出液铀浓度、杂质离子含量和浸出率等参数的变化。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验方法及系统，既能实现砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出，对实际矿层中地浸采铀过程进行模拟，又能满足柱塞状岩心在浸出过程中的渗透率测试需求。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验方法，所述方法包括：
[0008]获取铀矿石岩心，利用所述铀矿石岩心制备柱塞状岩心、块状岩心和粉末状岩心；
[0009]对所述柱塞状岩心进行CT扫描测试，得到浸出前的第一参数；所述第一参数包括：连通孔隙参数、喉道半径和矿物粒径参数，所述连通孔隙参数包括连通孔隙的大小、数量和分布，所述矿物粒径参数包括矿物粒径的大小和分布；
[0010]对所述块状岩心进行工艺矿物学分析测试，得到浸出前的第二参数；所述第二参数包括：铀矿物的含量和黏土矿物的含量；
[0011]对所述粉末状岩心进行化学全分析测试，得到浸出前的化学元素的含量；所述化学元素包括：铀、U
4+
、U
6+
、Ca、Mg、Al、Fe、Fe
2+
、Fe
3+
、C和S；
[0012]确定所述柱塞状岩心浸出前的孔隙参数；所述孔隙参数包括孔隙体积和孔隙度；
[0013]采用预设浸出方法，对所述柱塞状岩心进行原位浸出试验，绘制渗透率变化曲线；
[0014]根据进行原位浸出试验后的柱塞状岩心，确定浸出后的第一参数、浸出后的第二参数和浸出后的化学元素的含量；
[0015]确定所述柱塞状岩心浸出后的孔隙参数；
[0016]根据所述渗透率变化曲线、浸出前的孔隙参数和浸出后的孔隙参数判断所述预设浸出方法是否满足预设浸出要求；
[0017]根据浸出前的第一参数、浸出前的第二参数、浸出前的化学元素的含量、浸出后的第一参数、浸出后的第二参数和浸出后的化学元素的含量，确定利用所述预设浸出方法对柱塞状岩心进行原位浸出试验时，第一参数、第二参数和化学元素的含量的变化情况。
[0018]可选地，所述确定所述柱塞状岩心浸出前的孔隙参数，具体包括：
[0019]确定所述柱塞状岩心浸出前的结构参数；所述结构参数包括：长度、直径和颗粒骨架体积；
[0020]根据所述柱塞状岩心浸出前的结构参数确定所述柱塞状岩心浸出前的孔隙参数。
[0021]可选地，所述确定所述柱塞状岩心浸出后的孔隙参数，具体包括：
[0022]确定所述柱塞状岩心浸出后的结构参数；
[0023]根据所述柱塞状岩心浸出后的结构参数确定柱塞状岩心浸出后的孔隙参数。
[0024]可选地，所述根据进行原位浸出试验后的柱塞状岩心，确定浸出后的第一参数、浸出后的第二参数和浸出后的化学元素的含量，具体包括：
[0025]对进行原位浸出试验后的柱塞状岩心进行CT扫描测试，得到浸出后的第一参数；
[0026]利用进行原位浸出试验后的柱塞状岩心，制备浸出后的块状岩心和浸出后的粉末状岩心；
[0027]对浸出后的块状岩心进行工艺矿物学分析测试，得到浸出后的第二参数；
[0028]对浸出后的粉末状岩心进行化学全分析测试，得到浸出后的化学元素的含量。
[0029]一种砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验系统，所述系统包括：
[0030]岩心获取模块，用于获取铀矿石岩心，利用所述铀矿石岩心制备柱塞状岩心、块状岩心和粉末状岩心；
[0031]浸出前第一参数确定模块，用于对所述柱塞状岩心进行CT扫描测试，得到浸出前的第一参数；所述第一参数包括：连通孔隙参数、喉道半径和矿物粒径参数，所述连通孔隙参数包括连通孔隙的大小、数量和分布，所述矿物粒径参数包括矿物粒径的大小和分布；
[0032]浸出前第二参数确定模块，用于对所述块状岩心进行工艺矿物学分析测试，得到浸出前的第二参数；所述第二参数包括：铀矿物的含量和黏土矿物的含量；
[0033]浸出前元素含量确定模块，用于对所述粉末状岩心进行化学全分析测试，得到浸出前的化学元素的含量；所述化学元素包括：铀、U
4+
、U
6+
、Ca、Mg、Al、Fe、Fe
2+
、Fe
3+
、C和S；
[0034]浸出前孔隙参数确定模块，用于确定所述柱塞状岩心浸出前的孔隙参数；所述孔隙参数包括孔隙体积和孔隙度；
[0035]浸出模块，用于采用预设浸出方法，对所述柱塞状岩心进行原位浸出试验，绘制渗
透率变化曲线；
[0036]浸出后参数确定模块，用于根据进行原位浸出试验后的柱塞状岩心，确定浸出后的第一参数、浸出后的第二参数和浸出后的化学元素的含量；
[0037]浸出后孔隙参数确定模块，用于确定所述柱塞状岩心浸出后的孔隙参数；
[0038]判断模块，用于根据所述渗透率变化曲线、浸出前的孔隙参数和浸出后的孔隙参数判断所述预设浸出方法是否满足预设浸出要求；
[0039]比较模块，用于根据浸出前的第一参数、浸出前的第二参数、浸出前的化学元素的含量、浸出后的第一参数、浸出后的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验方法，其特征在于，所述方法包括：获取铀矿石岩心，利用所述铀矿石岩心制备柱塞状岩心、块状岩心和粉末状岩心；对所述柱塞状岩心进行CT扫描测试，得到浸出前的第一参数；所述第一参数包括：连通孔隙参数、喉道半径和矿物粒径参数，所述连通孔隙参数包括连通孔隙的大小、数量和分布，所述矿物粒径参数包括矿物粒径的大小和分布；对所述块状岩心进行工艺矿物学分析测试，得到浸出前的第二参数；所述第二参数包括：铀矿物的含量和黏土矿物的含量；对所述粉末状岩心进行化学全分析测试，得到浸出前的化学元素的含量；所述化学元素包括：铀、U
4+
、U
6+
、Ca、Mg、Al、Fe、Fe
2+
、Fe
3+
、C和S；确定所述柱塞状岩心浸出前的孔隙参数；所述孔隙参数包括孔隙体积和孔隙度；采用预设浸出方法，对所述柱塞状岩心进行原位浸出试验，绘制渗透率变化曲线；根据进行原位浸出试验后的柱塞状岩心，确定浸出后的第一参数、浸出后的第二参数和浸出后的化学元素的含量；确定所述柱塞状岩心浸出后的孔隙参数；根据所述渗透率变化曲线、浸出前的孔隙参数和浸出后的孔隙参数判断所述预设浸出方法是否满足预设浸出要求；根据浸出前的第一参数、浸出前的第二参数、浸出前的化学元素的含量、浸出后的第一参数、浸出后的第二参数和浸出后的化学元素的含量，确定利用所述预设浸出方法对柱塞状岩心进行原位浸出试验时，第一参数、第二参数和化学元素的含量的变化情况。2.根据权利要求1所述的砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验方法，其特征在于，所述确定所述柱塞状岩心浸出前的孔隙参数，具体包括：确定所述柱塞状岩心浸出前的结构参数；所述结构参数包括：长度、直径和颗粒骨架体积；根据所述柱塞状岩心浸出前的结构参数确定所述柱塞状岩心浸出前的孔隙参数。3.根据权利要求2所述的砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验方法，其特征在于，所述确定所述柱塞状岩心浸出后的孔隙参数，具体包括：确定所述柱塞状岩心浸出后的结构参数；根据所述柱塞状岩心浸出后的结构参数确定柱塞状岩心浸出后的孔隙参数。4.根据权利要求1所述的砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验方法，其特征在于，所述根据进行原位浸出试验后的柱塞状岩心，确定浸出后的第一参数、浸出后的第二参数和浸出后的化学元素的含量，具体包括：对进行原位浸出试验后的柱塞状岩心进行CT扫描测试，得到浸出后的第一参数；利用进行原位浸出试验后的柱塞状岩心，制备浸出后的块状岩心和浸出后的粉末状岩心；对浸出后的块状岩心进行工艺矿物学分析测试，得到浸出后的第二参数；对浸出后的粉末状岩心进行化学全分析测试，得到浸出后的化学元素的含量。5.一种砂岩型铀矿柱塞状岩心原位浸出试验系统，其特征在于，所述系统包括：岩心获取模块，用于获取铀矿石岩心，利用所述铀矿石岩心制备柱塞状岩心、块状岩心和粉末状岩心；
浸出前第一参...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏星，刘正邦，刘双民，翁海成，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：