提高我國天然鈾供應能力的措施

郅泳萱　王又華

(中核工程建設管理中心)

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提高我國天然鈾供應能力的措施

郅泳萱王又華

(中核工程建設管理中心)

摘要隨著我國核電事業的快速發展，天然鈾供應將出現明顯缺口，為保證天然鈾長期穩定供應，在分析了我國鈾礦勘探開發領域取得成就的基礎上，分別從加大天然鈾資源勘探開發力度，大力推廣砂巖鈾礦地浸技術，廣泛實施共伴生鈾資源綜合回收技術，加大海水提鈾科研開發、實施“走出去”戰略，適度加大天然鈾儲備等角度，對提高我國天然鈾供應能力的措施進行了詳細探討，對于確保我國天然鈾供應安全有一定的參考價值。

關鍵詞天然鈾供應能力措施

1天然鈾需求量分析

發展核電是確保我國能源安全、優化能源結構、改善生態環境的重要途徑，也是拉動國民經濟和地方經濟發展的重要手段。核電的主要燃料——鈾是一種寶貴的戰略資源，對我國核能發展以及國防安全具有非常重要的作用。我國及世界相關國家核電的不斷發展，將導致全球天然鈾的需求量逐年增加。根據我國《核電中長期發展規劃》，到2020年我國核電運行的裝機容量將達5 800萬kW，在建裝機達3 000萬kW。據此預測，到“十三五”末我國核電天然鈾年需求量為11 500t，鈾資源年消耗16 400t，“十三五”期間累計耗用鈾資源約76 000t。隨著我國核電運營規模的進一步擴大，國家天然鈾產業面臨新的發展機遇。從世界范圍看，預計到2020年,世界天然鈾需求量約7.7萬t，2025年天然鈾需求量約9萬t，2030年天然鈾需求量約11萬t[1]。而目前世界天然鈾年產量僅約6萬t，全世界天然鈾供求缺口也將繼續擴大，世界經濟企穩復蘇后，天然鈾價格將迎來新一輪的明顯上漲。

2我國鈾礦勘探開發成就

截至目前，我國已建立了集基礎地質、礦產地質、航測遙感、物化探、探礦工程、分析測試于一體的、完整的放射性礦產資源勘查工作體系，建立了一整套核地質各專業領域的標準(154項)，形成了基礎性、保障性、綜合性、專業性四大技術標準體系，形成了空中—地面—地下“三位一體”的立體勘查能力，承擔完成了3 300余項國防科研、核能開發研究、國家攀登計劃、國家自然科學基金、國家305項目等重大科技攻關項目[2]。我國已形成了攪拌浸出、堆浸和原地浸出工藝并存的鈾礦冶新格局，建成了從天然鈾開采到冶煉再到純化轉化，從研究、試驗、設計、建設、運行到“三廢”處理、礦山退役治理等完整的工業體系，使我國成為世界鈾礦冶體系最全的國家之一。針對我國北方砂巖鈾礦資源低滲透、低品位、高礦化度、高碳酸鹽等特點，成功開發了CO2+O2地浸采鈾技術，使我國成為全球少數成功掌握該項技術的國家。砂巖地浸采鈾等多項關鍵技術的新突破，盤活了我國數十萬噸以往無法開采的低品位砂巖型鈾礦，為優化天然鈾產業布局、推進天然鈾產業戰略重心向北方轉移，并實現低成本、規模化開發奠定了堅實基礎。

3鈾資源供應能力提高措施

3.1進一步加大天然鈾資源勘探開發力度

我國鈾礦石品位偏低、礦石類型復雜、礦床規模偏小、共伴生礦產種類多、綜合回收難等。在目前我國已探明的300多個鈾礦床中，硬巖鈾礦床的平均資源量不足500t，70%以上硬巖礦床的鈾儲量小于1 000t。在我國鈾礦資源中，礦床平均品位低于0.3% 的鈾礦資源占總資源儲量的96%以上，鈾品位小于0.1%的鈾資源占資源總量的50%以上[3]，該類低品位鈾礦床在其他主要產鈾國家不被列為開采的邊界經濟儲量或次經濟儲量。我國鈾礦資源上述特點，給地質找礦和勘查開發工作帶來了一系列技術難題，導致我國硬巖鈾礦開發建設的成本較高，并且單一礦床難以大規模生產。由于鈾礦找礦周期較長，探明一個中型以上的礦床一般需10～15a，為適應我國核電高速發展對天然鈾資源的需求，應根據國際鈾礦探礦理論和最新探礦成果，進一步發展砂巖型鈾礦地質理論和勘查技術，繼續大力加強國內砂巖等鈾礦基礎地質及勘查工作，超前部署鈾礦床開發前期工藝試驗和開發利用技術經濟評價等工作。應加快實施低成本的鈾礦大基地建設，加強高成本的硬巖鈾礦調整改革工作，提高國內天然鈾的生產能力。

3.2大力實施砂巖鈾礦地浸技術

根據不同地質構造和砂巖類型，綜合評估所使用地浸技術的經濟性和規模性，推進砂巖鈾礦地浸大基地建設。砂巖鈾礦地浸技術的應用對象見表1。

表1　砂巖鈾礦地浸技術的應用對象

注：1～4類鈾礦均適合采用CO2+O2地浸提鈾技術(目前最具推廣前景的地浸采鈾工藝)。

目前，我國首個規模化地浸鈾礦山蒙其古爾一期工程已經提前1a全面建成，二期工程正快速推進，2016年上半年有望建成首個國內鈾礦千噸級大基地。

3.3廣泛實施共伴生鈾資源綜合回收技術

我國共伴生礦產資源豐富，已發現的礦產資源總數為172種，查明儲量的達159種，已經開發利用的有141種，其中共伴生礦有87種，共伴生礦占我國已開發利用礦產總數的63%。我國煤炭資源豐富，鈾煤共伴生現象較常見，在新疆、內蒙古鄂爾多斯盆地等地區存在煤炭、鈾礦2種資源共存的現象，甚至部分煤礦鈾資源儲量豐富。在煤炭、稀土、磷等鈾伴生礦開發利用過程中，應加強天然鈾的回收和放射性污染控制工作。目前普遍存在共伴生鈾資源選冶企業環保設備不全，部分工廠甚至缺乏環保設備，對空氣、水和土壤造成了嚴重污染，也造成了鈾等戰略資源的嚴重浪費。共伴生鈾等放射性資源選冶過程存在的問題，已引起了國家工信部、環保部的高度重視和社會的廣泛關注，國家環保部頒布的《礦產資源開發利用輻射環境監督管理名錄》已明確了加強輻射環境監督管理的行業和礦種。經過一系列的技術攻關，我國鈾礦冶領域已掌握了煤炭、獨居石、膠硫鉬礦致密包裹型鈾礦、含磷鈾礦、含鈾鐵礦以及鉬、鎳、鋅、釩多金屬伴生鈾礦等資源的綜合回收技術，目前，煤、鈾綜合開發共采技術已在部分礦區開始應用。為有效解決共伴生放射性資源選冶存在的環境污染問題和有效回收寶貴的鈾資源，應加大國內產業合作推動力度，大力推廣共伴生鈾資源綜合回收利用技術，盡快形成產業化。

3.4加大科技創新，盡早實現海水提鈾工業化

鈾是核電發展的糧食，全球海水中估計含有40～50億t，為目前探明的陸地鈾儲量的數千倍，但其濃度較低，每噸海水僅有3.3mg鈾[4]。作為一項前景廣闊的能源開發項目，我國、美國、日本、印度均開展了多年的研究試驗，但目前仍沒有一個國家達到低成本、規模化的開發利用水平。在國防科工局和自然科學基金委的支持推動下，我國已解決了海水吸鈾材料的合成問題，并開展了2次海水提鈾試驗，找出海水提鈾工業化的關鍵制約因素，海水提鈾技術達到世界領先水平，為我國海水提鈾的工業化發展提供了支撐。由于海水提鈾難度大，因此，政府應該站在戰略高度，統籌國內海水提鈾技術力量，盡早實現海水提鈾的工業化。

3.5加快實施“走出去”戰略，推進海外鈾資源開發3.5.1加強海外天然鈾的開發力度

“一帶一路”沿線國家探明的鈾資源儲量約占全球已探明鈾儲量的1/3，潛在資源也極為豐富，在全球鈾資源占有舉足輕重的地位。我國核工業應發揮在鈾資源地質勘探、礦山開采、選冶加工、科研開發、工程設計、施工建設、運營管理等領域的優勢，與“一帶一路”國家開展合作，實現優勢互補、互利互贏。①鞏固既有合作成果，進一步加強與傳統鈾資源大國的合作與交流，哈薩克斯坦、俄羅斯、烏克蘭、烏茲別克斯坦、捷克、蒙古等國是世界上著名的產鈾國家，而且與我國保持了多年鈾資源開采、冶煉的交流與合作；②與國內、國際金融企業或風險投資企業合作，共同開展“一帶一路”沿線國家的鈾資源風險勘查、開發，我國主導的亞洲基礎設施投資銀行得到了相當一部分國家的支持，我國商務部已表示，中國將與“一帶一路”沿線國家加強溝通，利用亞投行和“絲路基金”共同啟動實施一批重大基礎設施項目的建設，我國核工業可加強與國內、國際金融機構合作，為實施“走出去”戰略提供資金支持；③加強與海外企業合作，加快鈾資源合作，開展多種方式、多種模式的合作，促進共同發展；④認真總結我國前期海外天然鈾開發的經驗教訓，為“走出去”戰略順利實施提供參考。

3.5.2通過對外貿易，適度加大天然鈾儲備

世界主要核電國家總體鈾對外依存度達90%以上，而不產鈾的韓國和日本對外依存度甚至達100%，因此多數核電發達國家的核電企業是天然鈾的實物儲備主體，如日本的核電業主一般維持6a左右的實物儲備。伴隨我國核電的發展，我國鈾資源對外依存度也在不斷攀升。為保障國防安全和核電快速發展的需求，應利用目前國際市場天然鈾價格處于低位的有利時機，適度加大天然鈾的國家和企業儲備規模，提高我國核應急保障能力。

4結語

詳細分析了我國現階段鈾礦勘查開發方面所取得的成就，針對我國天然鈾需求量持續增大的情況，對提高我國天然鈾供應能力的措施進行了詳細探討，為保障我國核電工業的可持續發展有一定的參考價值。

參考文獻

[1]中核集團地礦事業部.世界天然鈾發展一覽[N].中國核工業報，2015-4-16(3).

[2]中核集團地礦事業部.鈾資源“飯碗”要端在自己手中[J].中國核工業，2014(12)：20-23.

[3]曾毅君.創新鈾礦冶技術支撐大基地建設[J].中國核工業，2015(11)：25-27.

[4]連培生.原子能工業[M].北京：中國原子能出版社，2012.

(收稿日期2016-04-08)

郅泳萱(1981—)，男，工程師， 100048 北京市海淀區阜成路43號。