天然鈾是國家戰(zhàn)略性資源，被稱為核工業(yè)發(fā)展的“糧食”。近日，由中核集團主辦的“大國底氣從核來 重走核工業(yè)路”媒體行活動，聚焦核工業(yè)的前端產(chǎn)業(yè)——鈾礦采冶，從提煉出第一塊鈾錠的中核礦業(yè)科技到“中國核工業(yè)第一功勛鈾礦”711礦，再到目前我國天然鈾資源開發(fā)的主力軍中核內(nèi)蒙古礦業(yè)，沿著我國鈾礦采冶的發(fā)展足跡實地探訪，切身感受我國鈾礦采冶的跨越式發(fā)展。

關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)歷史性突破 我國鈾礦采冶進入國際先進行列

目前，我國鈾礦采冶技術(shù)已歷經(jīng)四代更迭。20世紀(jì)六七十年代，我國采用第一代、二代井下開采的傳統(tǒng)采鈾方法，從地面向下深挖幾百米打開礦層，將礦石從地下挖出運到地表，再采取物理化學(xué)手段從中提取鈾。被稱為“中國核工業(yè)第一功勛鈾礦”的711礦正是用這樣的方法為我國“兩彈一艇”提供鈾原料。

我國鈾資源呈現(xiàn)小、散、貧的特點，即礦床規(guī)模小，礦體分散，礦石品位低，且成礦地質(zhì)條件復(fù)雜、礦體開采難度大。鈾資源供應(yīng)事關(guān)國家安全，如何筑牢核工業(yè)基石？

20世紀(jì)80年代，我國開始探索“地浸技術(shù)”。地浸采鈾是在礦床天然產(chǎn)狀條件下，通過從地表鉆進至礦層的注入井將配制好的浸出劑注入礦層，與礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，選擇性溶解礦石中的鈾，經(jīng)抽出井將含鈾溶液抽至地表，而不使礦石產(chǎn)生位移的集“采、選、治”于一體的新型鈾礦開采方法。

地浸采鈾原理

“當(dāng)時國內(nèi)并沒有地浸技術(shù)，國外只有蘇聯(lián)和美國等少數(shù)幾個國家開展了研究工作，由于國外技術(shù)封鎖，中國發(fā)展地浸采鈾技術(shù)，必須完全依靠自己，一切都是從零開始的?！敝泻藘?nèi)蒙古礦業(yè)負責(zé)人陽奕漢講到，從沒有資金、技術(shù)、人員到如今國際領(lǐng)先，歷經(jīng)40年的艱苦奮斗、技術(shù)攻關(guān)，我國在地浸采鈾技術(shù)方面實現(xiàn)了從無到有、從弱到強、從落后到領(lǐng)先的跨越式發(fā)展。

以CO2+O2原地浸出采鈾工藝為標(biāo)志的第三代采鈾技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)的鈾礦開采模式，一舉盤活了我國數(shù)十萬噸砂巖鈾資源，打開了建設(shè)綠色和現(xiàn)代鈾礦山的通道。新疆、內(nèi)蒙古等地多個大型、超大型低品位砂巖鈾礦床，曾被認為是無法開采的“呆礦”，如今卻成為國內(nèi)天然鈾供應(yīng)的主力軍。

目前，我國已構(gòu)建起全球領(lǐng)先的天然鈾技術(shù)開發(fā)體系，成為全球第二個掌握CO2+O2地浸技術(shù)的國家，地浸采鈾產(chǎn)量占全國天然鈾總產(chǎn)量90%以上，實現(xiàn)了從低品質(zhì)資源到高價值儲量、從儲量到產(chǎn)量、鈾礦山產(chǎn)能由百噸級到千噸級的重大跨越。

“千里之外 一鍵采鈾 一屏掌控” 智慧礦山構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力

走進通遼鈾業(yè)錢家店礦，無人化值守的信息中心，記者看到，大屏幕上各種數(shù)據(jù)實時變化。此時，遠在一千多公里之外的呼和浩特，中核內(nèi)蒙古礦業(yè)數(shù)字化地浸遠程控制中心，工作人員正輕點鼠標(biāo)，遠程控制和監(jiān)測錢家店等各礦的生產(chǎn)運行情況。

國內(nèi)首個數(shù)字化地浸遠程控制中心

近些年來，作為國家天然鈾戰(zhàn)略資源保障的主力軍，中國鈾資源規(guī)?；?、集約化、智能化開發(fā)的先行者，中核內(nèi)蒙古礦業(yè)積極進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，探索智慧礦山建設(shè)新范式，突破了地浸采鈾實時數(shù)據(jù)展示與分析數(shù)據(jù)可視化關(guān)鍵技術(shù)，建立了國內(nèi)首個地浸鈾礦山大數(shù)據(jù)智能分析中心、數(shù)字化地浸遠程控制中心，為地浸鈾礦山構(gòu)筑了神經(jīng)中樞和智慧大腦，成功實現(xiàn)“千里之外 一鍵采鈾 一屏掌控”。

國內(nèi)首個地浸采鈾大數(shù)據(jù)智能分析中心

礦山建設(shè)階段是礦山整個生命周期中投入最大、最核心的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，“數(shù)字建井”是為礦山全生命周期賦予“DNA”。中核礦業(yè)科技青年技術(shù)骨干李召坤以更加通俗的方式介紹了“數(shù)字建井”的技術(shù)原理，“就是將礦床從地下幾百米的深度‘搬進’電腦里，通過電腦等比例復(fù)原模擬，設(shè)計不同的開采方案，最終選擇最為精準(zhǔn)、成本更低、效果更好的方案實施開采”。2022年，中核內(nèi)蒙古礦業(yè)首次將數(shù)字建模工作融入到地浸礦山的工程建設(shè)中，實現(xiàn)了“數(shù)據(jù)從現(xiàn)場來，再回到現(xiàn)場去指導(dǎo)實踐”的流程閉環(huán)，大幅提高了地浸礦山建設(shè)質(zhì)量和精準(zhǔn)度，奠定了新一代地浸數(shù)字采鈾的技術(shù)體系基礎(chǔ)。

地浸采鈾“數(shù)字建井”技術(shù)對浸出效率提升有著決定性作用。與傳統(tǒng)工藝相比，鈾浸出效率可提升1倍以上。目前，國內(nèi)在建最大地浸礦山投產(chǎn)后，可實現(xiàn)年降本4000萬元以上，降本增效效益顯著。

錢家店礦區(qū)的無人機智能巡檢，僅用短短幾分鐘就能完成對100多口工藝井的巡檢。正在運行的水冶車間，聽不到任何噪音，也看不到巡檢作業(yè)人員。通遼鈾業(yè)副總經(jīng)理湯慶四解釋，“沒有聲音并不意味著設(shè)備停運，是先進的工藝、設(shè)備和智能化生產(chǎn)營造出了‘假象’”。

科技創(chuàng)新和數(shù)字化變革催生新的發(fā)展動能，構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力，推動鈾礦采冶由勞動密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，使我國鈾礦人均產(chǎn)能提升10倍以上，實現(xiàn)了從“百人一噸礦”向“一人多噸礦”的跨越式發(fā)展，為我國天然鈾產(chǎn)能和核工業(yè)安全提供強有力支撐。

“有礦不見礦 采礦不見形” 綠色礦山助力低碳高質(zhì)量發(fā)展

錢家店鈾礦中心廠房以北不遠處，是占地1000多畝的井場。然而，一眼望去，耕地齊整、草地油綠、牛羊成群，絲毫不見傳統(tǒng)礦山開采的影子，沒有機器轟鳴，沒有尾礦廢渣，僅玉米地和草地里錯落排布著一些藍色、綠色、黃色的小方格，這一派綠色和諧的景象顛覆了人們以往對于礦山開采的認知。

“這些小方格就是采礦所用的抽注井”，錢家店礦區(qū)經(jīng)理李喜龍介紹，與開山挖礦的傳統(tǒng)采礦方式相比，CO2+O2地浸采礦技術(shù)無需將礦石提升到地表處理，更不會產(chǎn)生尾礦和廢石，避免破壞地貌和污染環(huán)境，實現(xiàn)綠化全覆蓋的花園式礦山建設(shè)。

“我們采用的是熄燈工廠的綠色管理形式，應(yīng)用光導(dǎo)照明技術(shù)，沒有能耗，節(jié)能又環(huán)保。”錢家店礦不僅在工藝和設(shè)備設(shè)施上低碳環(huán)保，且生產(chǎn)效益非常高，湯慶四介紹，其吸附、淋洗、沉淀效率均達99%，遠高于一般百分之七八十的加工效率。

在我國砂巖型鈾礦中，鈾資源含量在萬分之一以上才能稱為礦，錢家店礦的鈾資源含量僅為萬分之二。相比國際上鈾資源含量一般達千分之幾甚至百分之幾的鈾礦床，錢家店鈾礦的先天條件可謂相差甚遠，曾被國外專家認為是不可能開采的一座礦?！板X家店鈾礦是全國品位最差的鈾礦，但創(chuàng)造出了最好效益?！币褟氖骡櫟V采冶多年的湯慶四對我國鈾礦冶技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展有著切身體會，談及錢家店礦的綠色發(fā)展模式，他由衷地自豪。

錢家店礦是我國首座自主研發(fā)建設(shè)的環(huán)境友好型地浸鈾礦山，是國內(nèi)第一個實現(xiàn)采用CO2+O2原地浸出采鈾工藝工業(yè)化生產(chǎn)的地浸采鈾礦山，為我國綠色鈾礦山建設(shè)積累了豐富的管理和運行經(jīng)驗。

從風(fēng)餐露宿到回歸城市 鈾礦冶人充盈幸福感獲得感

鈾礦山一般地處偏遠，工作環(huán)境惡劣、條件艱苦。陽奕漢從事鈾礦采冶30余年，見證了鈾礦冶人從風(fēng)餐露宿到回歸城市的歷程。

2021年，李召坤帶隊前往內(nèi)蒙古巴潤礦區(qū)進行“數(shù)字建井”項目攻關(guān)?！暗V區(qū)方圓幾十公里，基本上沒有人，剛?cè)サ臅r候沒有手機信號，這對我們年輕人來說是非常折磨的一件事。”談及野外的工作環(huán)境，李召坤仍印象深刻。

采鈾技術(shù)的創(chuàng)新突破和數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展，不僅提升了鈾礦冶的生產(chǎn)質(zhì)效，降低了生產(chǎn)成本，更讓鈾礦冶職工從戈壁、草原、大漠回歸到城市。中核內(nèi)蒙古礦業(yè)副總經(jīng)理張勇坦言，“這種革命性變化，打破了人跟礦走、風(fēng)餐露宿的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，在改善鈾礦冶人生產(chǎn)生活環(huán)境的同時，大大增加了他們的幸福感和獲得感，也讓采鈾一線真正留得住人?！?/span>

近年來，中核礦業(yè)科技、中核內(nèi)蒙古礦業(yè)等鈾礦冶科研機構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)，建立“小核心、大協(xié)作”的科研生產(chǎn)利益聯(lián)結(jié)平臺，通過科研生產(chǎn)一體化激勵機制，更好地激發(fā)科研人員積極性主動性，培養(yǎng)了一批地浸工程技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才，為我國鈾礦采冶筑牢人才基礎(chǔ)。

從“功勛鈾礦”到“核電糧倉”，在60余年的發(fā)展歷程中，中國鈾礦采冶已建立完整的科技研發(fā)、生產(chǎn)運營、人才隊伍體系，擁有露天開采、地下開采、攪拌浸出、地表堆浸、原地爆破浸出、原地浸出等全套的鈾礦采冶生產(chǎn)技術(shù)，并逐步完善了以“國內(nèi)開發(fā)、海外開發(fā)、國際貿(mào)易、戰(zhàn)略儲備”相互依托、靈活調(diào)節(jié)、穩(wěn)定可靠的“四位一體”的天然鈾供應(yīng)保障體系。目前，我國鈾礦采冶正以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，錨定中長期發(fā)展規(guī)劃的戰(zhàn)略目標(biāo)，推動第四代鈾礦采冶技術(shù)跨越式發(fā)展和中國北方新鈾礦大基地高質(zhì)量建設(shè)，進一步筑牢我國核工業(yè)基石。