提高我國(guó)天然鈾供應(yīng)能力的措施

郅泳萱　王又華

(中核工程建設(shè)管理中心)

?

提高我國(guó)天然鈾供應(yīng)能力的措施

郅泳萱王又華

(中核工程建設(shè)管理中心)

摘要隨著我國(guó)核電事業(yè)的快速發(fā)展，天然鈾供應(yīng)將出現(xiàn)明顯缺口，為保證天然鈾長(zhǎng)期穩(wěn)定供應(yīng)，在分析了我國(guó)鈾礦勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域取得成就的基礎(chǔ)上，分別從加大天然鈾資源勘探開(kāi)發(fā)力度，大力推廣砂巖鈾礦地浸技術(shù)，廣泛實(shí)施共伴生鈾資源綜合回收技術(shù)，加大海水提鈾科研開(kāi)發(fā)、實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略，適度加大天然鈾儲(chǔ)備等角度，對(duì)提高我國(guó)天然鈾供應(yīng)能力的措施進(jìn)行了詳細(xì)探討，對(duì)于確保我國(guó)天然鈾供應(yīng)安全有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞天然鈾供應(yīng)能力措施

1天然鈾需求量分析

發(fā)展核電是確保我國(guó)能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、改善生態(tài)環(huán)境的重要途徑，也是拉動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段。核電的主要燃料——鈾是一種寶貴的戰(zhàn)略資源，對(duì)我國(guó)核能發(fā)展以及國(guó)防安全具有非常重要的作用。我國(guó)及世界相關(guān)國(guó)家核電的不斷發(fā)展，將導(dǎo)致全球天然鈾的需求量逐年增加。根據(jù)我國(guó)《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年我國(guó)核電運(yùn)行的裝機(jī)容量將達(dá)5 800萬(wàn)kW，在建裝機(jī)達(dá)3 000萬(wàn)kW。據(jù)此預(yù)測(cè)，到“十三五”末我國(guó)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(jì)耗用鈾資源約76 000t。隨著我國(guó)核電運(yùn)營(yíng)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，國(guó)家天然鈾產(chǎn)業(yè)面臨新的發(fā)展機(jī)遇。從世界范圍看，預(yù)計(jì)到2020年,世界天然鈾需求量約7.7萬(wàn)t，2025年天然鈾需求量約9萬(wàn)t，2030年天然鈾需求量約11萬(wàn)t[1]。而目前世界天然鈾年產(chǎn)量?jī)H約6萬(wàn)t，全世界天然鈾供求缺口也將繼續(xù)擴(kuò)大，世界經(jīng)濟(jì)企穩(wěn)復(fù)蘇后，天然鈾價(jià)格將迎來(lái)新一輪的明顯上漲。

2我國(guó)鈾礦勘探開(kāi)發(fā)成就

截至目前，我國(guó)已建立了集基礎(chǔ)地質(zhì)、礦產(chǎn)地質(zhì)、航測(cè)遙感、物化探、探礦工程、分析測(cè)試于一體的、完整的放射性礦產(chǎn)資源勘查工作體系，建立了一整套核地質(zhì)各專業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)(154項(xiàng))，形成了基礎(chǔ)性、保障性、綜合性、專業(yè)性四大技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，形成了空中—地面—地下“三位一體”的立體勘查能力，承擔(dān)完成了3 300余項(xiàng)國(guó)防科研、核能開(kāi)發(fā)研究、國(guó)家攀登計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家305項(xiàng)目等重大科技攻關(guān)項(xiàng)目[2]。我國(guó)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(kāi)采到冶煉再到純化轉(zhuǎn)化，從研究、試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行到“三廢”處理、礦山退役治理等完整的工業(yè)體系，使我國(guó)成為世界鈾礦冶體系最全的國(guó)家之一。針對(duì)我國(guó)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(diǎn)，成功開(kāi)發(fā)了CO2+O2地浸采鈾技術(shù)，使我國(guó)成為全球少數(shù)成功掌握該項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。砂巖地浸采鈾等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的新突破，盤(pán)活了我國(guó)數(shù)十萬(wàn)噸以往無(wú)法開(kāi)采的低品位砂巖型鈾礦，為優(yōu)化天然鈾產(chǎn)業(yè)布局、推進(jìn)天然鈾產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略重心向北方轉(zhuǎn)移，并實(shí)現(xiàn)低成本、規(guī)?；_(kāi)發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3鈾資源供應(yīng)能力提高措施

3.1進(jìn)一步加大天然鈾資源勘探開(kāi)發(fā)力度

我國(guó)鈾礦石品位偏低、礦石類型復(fù)雜、礦床規(guī)模偏小、共伴生礦產(chǎn)種類多、綜合回收難等。在目前我國(guó)已探明的300多個(gè)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(chǔ)量小于1 000t。在我國(guó)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(chǔ)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(chǎn)鈾國(guó)家不被列為開(kāi)采的邊界經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量或次經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量。我國(guó)鈾礦資源上述特點(diǎn)，給地質(zhì)找礦和勘查開(kāi)發(fā)工作帶來(lái)了一系列技術(shù)難題，導(dǎo)致我國(guó)硬巖鈾礦開(kāi)發(fā)建設(shè)的成本較高，并且單一礦床難以大規(guī)模生產(chǎn)。由于鈾礦找礦周期較長(zhǎng)，探明一個(gè)中型以上的礦床一般需10～15a，為適應(yīng)我國(guó)核電高速發(fā)展對(duì)天然鈾資源的需求，應(yīng)根據(jù)國(guó)際鈾礦探礦理論和最新探礦成果，進(jìn)一步發(fā)展砂巖型鈾礦地質(zhì)理論和勘查技術(shù)，繼續(xù)大力加強(qiáng)國(guó)內(nèi)砂巖等鈾礦基礎(chǔ)地質(zhì)及勘查工作，超前部署鈾礦床開(kāi)發(fā)前期工藝試驗(yàn)和開(kāi)發(fā)利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等工作。應(yīng)加快實(shí)施低成本的鈾礦大基地建設(shè)，加強(qiáng)高成本的硬巖鈾礦調(diào)整改革工作，提高國(guó)內(nèi)天然鈾的生產(chǎn)能力。

3.2大力實(shí)施砂巖鈾礦地浸技術(shù)

根據(jù)不同地質(zhì)構(gòu)造和砂巖類型，綜合評(píng)估所使用地浸技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和規(guī)模性，推進(jìn)砂巖鈾礦地浸大基地建設(shè)。砂巖鈾礦地浸技術(shù)的應(yīng)用對(duì)象見(jiàn)表1。

表1　砂巖鈾礦地浸技術(shù)的應(yīng)用對(duì)象

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

目前，我國(guó)首個(gè)規(guī)模化地浸鈾礦山蒙其古爾一期工程已經(jīng)提前1a全面建成，二期工程正快速推進(jìn)，2016年上半年有望建成首個(gè)國(guó)內(nèi)鈾礦千噸級(jí)大基地。

3.3廣泛實(shí)施共伴生鈾資源綜合回收技術(shù)

我國(guó)共伴生礦產(chǎn)資源豐富，已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源總數(shù)為172種，查明儲(chǔ)量的達(dá)159種，已經(jīng)開(kāi)發(fā)利用的有141種，其中共伴生礦有87種，共伴生礦占我國(guó)已開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)總數(shù)的63%。我國(guó)煤炭資源豐富，鈾煤共伴生現(xiàn)象較常見(jiàn)，在新疆、內(nèi)蒙古鄂爾多斯盆地等地區(qū)存在煤炭、鈾礦2種資源共存的現(xiàn)象，甚至部分煤礦鈾資源儲(chǔ)量豐富。在煤炭、稀土、磷等鈾伴生礦開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)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(yè)環(huán)保設(shè)備不全，部分工廠甚至缺乏環(huán)保設(shè)備，對(duì)空氣、水和土壤造成了嚴(yán)重污染，也造成了鈾等戰(zhàn)略資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。共伴生鈾等放射性資源選冶過(guò)程存在的問(wèn)題，已引起了國(guó)家工信部、環(huán)保部的高度重視和社會(huì)的廣泛關(guān)注，國(guó)家環(huán)保部頒布的《礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用輻射環(huán)境監(jiān)督管理名錄》已明確了加強(qiáng)輻射環(huán)境監(jiān)督管理的行業(yè)和礦種。經(jīng)過(guò)一系列的技術(shù)攻關(guān)，我國(guó)鈾礦冶領(lǐng)域已掌握了煤炭、獨(dú)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(shù)，目前，煤、鈾綜合開(kāi)發(fā)共采技術(shù)已在部分礦區(qū)開(kāi)始應(yīng)用。為有效解決共伴生放射性資源選冶存在的環(huán)境污染問(wèn)題和有效回收寶貴的鈾資源，應(yīng)加大國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)合作推動(dòng)力度，大力推廣共伴生鈾資源綜合回收利用技術(shù)，盡快形成產(chǎn)業(yè)化。

3.4加大科技創(chuàng)新，盡早實(shí)現(xiàn)海水提鈾工業(yè)化

鈾是核電發(fā)展的糧食，全球海水中估計(jì)含有40～50億t，為目前探明的陸地鈾儲(chǔ)量的數(shù)千倍，但其濃度較低，每噸海水僅有3.3mg鈾[4]。作為一項(xiàng)前景廣闊的能源開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，我國(guó)、美國(guó)、日本、印度均開(kāi)展了多年的研究試驗(yàn)，但目前仍沒(méi)有一個(gè)國(guó)家達(dá)到低成本、規(guī)?；拈_(kāi)發(fā)利用水平。在國(guó)防科工局和自然科學(xué)基金委的支持推動(dòng)下，我國(guó)已解決了海水吸鈾材料的合成問(wèn)題，并開(kāi)展了2次海水提鈾試驗(yàn)，找出海水提鈾工業(yè)化的關(guān)鍵制約因素，海水提鈾技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，為我國(guó)海水提鈾的工業(yè)化發(fā)展提供了支撐。由于海水提鈾難度大，因此，政府應(yīng)該站在戰(zhàn)略高度，統(tǒng)籌國(guó)內(nèi)海水提鈾技術(shù)力量，盡早實(shí)現(xiàn)海水提鈾的工業(yè)化。

3.5加快實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略，推進(jìn)海外鈾資源開(kāi)發(fā)3.5.1加強(qiáng)海外天然鈾的開(kāi)發(fā)力度

“一帶一路”沿線國(guó)家探明的鈾資源儲(chǔ)量約占全球已探明鈾儲(chǔ)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(guó)核工業(yè)應(yīng)發(fā)揮在鈾資源地質(zhì)勘探、礦山開(kāi)采、選冶加工、科研開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，與“一帶一路”國(guó)家開(kāi)展合作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互利互贏。①鞏固既有合作成果，進(jìn)一步加強(qiáng)與傳統(tǒng)鈾資源大國(guó)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(guó)是世界上著名的產(chǎn)鈾國(guó)家，而且與我國(guó)保持了多年鈾資源開(kāi)采、冶煉的交流與合作；②與國(guó)內(nèi)、國(guó)際金融企業(yè)或風(fēng)險(xiǎn)投資企業(yè)合作，共同開(kāi)展“一帶一路”沿線國(guó)家的鈾資源風(fēng)險(xiǎn)勘查、開(kāi)發(fā)，我國(guó)主導(dǎo)的亞洲基礎(chǔ)設(shè)施投資銀行得到了相當(dāng)一部分國(guó)家的支持，我國(guó)商務(wù)部已表示，中國(guó)將與“一帶一路”沿線國(guó)家加強(qiáng)溝通，利用亞投行和“絲路基金”共同啟動(dòng)實(shí)施一批重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的建設(shè)，我國(guó)核工業(yè)可加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)、國(guó)際金融機(jī)構(gòu)合作，為實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略提供資金支持；③加強(qiáng)與海外企業(yè)合作，加快鈾資源合作，開(kāi)展多種方式、多種模式的合作，促進(jìn)共同發(fā)展；④認(rèn)真總結(jié)我國(guó)前期海外天然鈾開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為“走出去”戰(zhàn)略順利實(shí)施提供參考。

3.5.2通過(guò)對(duì)外貿(mào)易，適度加大天然鈾儲(chǔ)備

世界主要核電國(guó)家總體鈾對(duì)外依存度達(dá)90%以上，而不產(chǎn)鈾的韓國(guó)和日本對(duì)外依存度甚至達(dá)100%，因此多數(shù)核電發(fā)達(dá)國(guó)家的核電企業(yè)是天然鈾的實(shí)物儲(chǔ)備主體，如日本的核電業(yè)主一般維持6a左右的實(shí)物儲(chǔ)備。伴隨我國(guó)核電的發(fā)展，我國(guó)鈾資源對(duì)外依存度也在不斷攀升。為保障國(guó)防安全和核電快速發(fā)展的需求，應(yīng)利用目前國(guó)際市場(chǎng)天然鈾價(jià)格處于低位的有利時(shí)機(jī)，適度加大天然鈾的國(guó)家和企業(yè)儲(chǔ)備規(guī)模，提高我國(guó)核應(yīng)急保障能力。

4結(jié)語(yǔ)

詳細(xì)分析了我國(guó)現(xiàn)階段鈾礦勘查開(kāi)發(fā)方面所取得的成就，針對(duì)我國(guó)天然鈾需求量持續(xù)增大的情況，對(duì)提高我國(guó)天然鈾供應(yīng)能力的措施進(jìn)行了詳細(xì)探討，為保障我國(guó)核電工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]中核集團(tuán)地礦事業(yè)部.世界天然鈾發(fā)展一覽[N].中國(guó)核工業(yè)報(bào)，2015-4-16(3).

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

[3]曾毅君.創(chuàng)新鈾礦冶技術(shù)支撐大基地建設(shè)[J].中國(guó)核工業(yè)，2015(11)：25-27.

[4]連培生.原子能工業(yè)[M].北京：中國(guó)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(qū)阜成路43號(hào)。