“国铀一号”书写铀矿采冶的“中国方案”
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“国铀一号”书写铀矿采冶的“中国方案”

天然铀是核电稳定运行的核心燃料,也是我国推进双碳目标、完善新型电力系统的战略资源。位于内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗的“国铀一号”示范工程是我国产能规模最大、建设标准最高、技术体系最先进的现代化天然铀战略产能基地。以第三代自主地浸采铀技术破局复杂矿藏开采难题,推动我国地浸铀矿山开启“千里之外、穿透末端、高效协同”新局面。

图为“国铀一号”示范工程。 中国经济网记者 梁木摄

铀为何冠上“国字号”?

能源安全和保障是不容有失的“国之大者”。而铀资源对国家能源安全而言,具有不可忽视的“压舱石”作用。

当前,我国核电在运在建机组装机总量位居世界第一。根据国家核电发展规划,到2030年我国核电装机将达到1.1亿千瓦。若将目光放得更远,为实现碳中和目标,据国内相关权威机构预测,预计2040年核电装容量达到2亿千瓦,2060年核电装机规模达到4亿千瓦。

天然铀则被称为核能“口粮”。核电站发电能量正是来源于铀原子裂变释放的热能。作为支撑核电运转的核心燃料,没有稳定的铀资源供应,核电机组就无法持续运转。更为重要的是,铀的能量密度高,少量铀就能释放等同于千万吨煤炭的巨大能量,且储存、运输成本低。

据中核内蒙古矿业有限公司党委副书记、总经理李从飞介绍,我国天然铀生产始于1958年,经历三代技术体系,逐步实现从地下开采、地表浸采到原位地浸的跨越,支撑我国铀资源重大发现突破与经济开发利用。

“国铀一号”项目采用的就是第三代“CO2+O2浸出法”开采工艺。只需要在地表钻几个孔洞,通过向地下矿层注入含有二氧化碳和氧气的浸出剂,使铀元素在溶液中溶解并提升至地表,再经历沉淀、过滤,即可得到黄色粉末状的初级天然铀产品,俗称黄饼。

在这看似简单的流程背后,其实是一整套绿色、经济、智能、高效的产业模式。

“国铀一号”如何担当“一号”品牌?

“国铀一号”示范工程位于鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床,通过集成自动化控制、远程操控及大数据智能分析等前沿技术,“国铀一号”彻底重构了传统开采模式,标志着我国天然铀产业正式迈入高质量发展新阶段。

项目采用“CO2+O2原地浸出”绿色采铀工艺,颠覆传统铀矿井下开采模式,实现“采矿不见矿”的革命性突破。采铀全程通过地下封闭管网完成,溶浸液闭环循环复用,水冶车间全自动化、智能化运行,真正实现三废零排放、生态零扰动、低碳可持续的绿色发展目标。

工程创新使用溶有二氧化碳和氧气的近中性水溶液,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。据统计,工程每年固碳效益等同于栽植300万棵成年树木。

“国铀一号”示范工程现场指挥部综合组负责人苗乐分享,附近的农牧民老贺以前经常担心开矿后无法再放牧,可没想到铀矿开采后,只是在地表打了几个小孔,草依旧正常生长,农牧民们照常放牧。“这样的例子我们身边有很多。能够得到周边村民的认可,给我们核工业人带来非常大的慰藉。通过技术进步破解开发与保护的矛盾,在保障国家核燃料供给的同时,也践行新一代核工业人绿色发展的使命担当。”

与此同时,“国铀一号”示范工程项目2024年7月开工,2025年7月成功产出“第一桶铀”,大幅刷新国内同类项目建设投产周期,创造了天然铀产业建设新纪录。目前,“国铀一号”采铀技术将全面应用并加速推广,应用于松辽盆地、二连盆地、鄂尔多斯盆地、伊犁盆地等我国北方盆地铀资源开发,支撑建成一批新的铀矿大基地,全面保障核能发展对铀资源的需求。

资源叠置矛盾 如何协同破局?

和谐共生的理念,不仅体现在矿业与自然之间,也存在于矿藏与矿藏之间。

进入新世纪,我国铀资源勘查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。但矿层与煤层叠置、水文地质条件复杂,大量低品位铀矿难以开采,成为制约核燃料供给的堵点。

纳岭沟铀矿与国家能源集团塔仁高勒煤矿上下重叠,两类资源开采存在天然冲突,先行采煤将彻底损毁铀矿水文系统,铀资源沦为呆矿;若搁置煤矿开发,百亿级煤炭前期投入将全部闲置。

在国家能源局统筹协调下,中核集团与国家能源集团携手探索“先铀后煤、时空错开”协同开发方案,配套水力帷幕地浸流场再造与地下核素迁移控制技术,隔离两类矿层开采扰动,扫除铀煤同采技术障碍。双方各尽其责、互利共赢,国家能源集团适度延后采煤时序,开放矿区配套基础设施;中核集团依托“国铀一号”快速开采技术缩短铀矿占用周期,同步规避煤、铀开采相互破坏风险。

这套跨央企协同机制,实现煤炭、铀矿两类战略资源同步高效盘活,破解煤铀共生矿区开发难题,为全国多矿叠置区域统筹资源开发、平衡能源保供探索出可落地、可推广的全新模式。(中国经济网记者 梁木)

(责任编辑:桑嘉宝)

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