世界铀矿资源及其开发利用

世界铀矿资源及其开发利用胡经国本文目录一、 铀矿及其地质特性二、 中国铀矿资源及其开发利用概况三、 世界铀矿资源及其开发利用概况F面是正文1、 铀矿及其一般地质特性铀，是一种极为稀有的放射性金属元素。在地壳中，铀的平均含量仅为百万分之二。其形成可供工业利用的铀矿床的几率，比其它金属元素要小得多。铀矿是矿产家族中的“玫瑰花”，色彩绚丽，却具有放射性。铀是一种化学性质十分活跃的元素，易与其它元素化合成铀矿物。在地壳演变过程中，在岩浆作用、沉积作用、变质作用以及表生作用下，铀能聚集成不同类型的铀矿床。常见铀矿品种有：方铀矿(uranatemnite)、沥青铀矿(pitchblende)、铌钛铀矿、晶质铀矿、非晶铀矿、钒钾铀矿、板铅铀矿、钡磷铀矿、翠砷铜铀矿、钙镁铀矿、钙铀云母、硅镁铀矿、磷锌铀矿、绿铀矿等。铀矿晶体多呈立方体、八面体、菱形十二面体、针状、柱状、片状、板状等，并常呈双晶、晶簇产出。铀矿集合体形态多呈土状、粉末状、块状、肾状、钟乳状、葡萄状等。有些土状铀矿被称为铀黑，而块状铀矿则称为沥青铀矿。土状铀矿没有什么光泽，块状铀矿则具有沥青光泽。铀矿是具有放射性的危险矿种。它除了可以提取铀，用于核工业外，还可以从中提取镭和其它稀土元素。铀作为核燃料，是实现能量高度密集的核裂变的主要物质。铀是极其重要的战略资源，是开发核电、保持国家核威慑力量和维系核大国地位的坚强保障。2、 几种常见铀矿品种的矿物学特性简介方铀矿Uranatemnite；Uraninite又称晶质铀矿，含二氧化铀(U02)23.10%〜84.30%，三氧化铀(UO3)2.60%〜63.00%，二氧化钍0.01%〜7.20%，氧化铅0.40%〜19.50%，稀土氧化物0.01%〜9.57%，此外还含铁、钙、镁、铝、硅、镭、氦等元素。晶体形态可为立方体、八面体、菱形十二面体，或者为立方体与八面体或立方体与菱形十二面体的聚形晶体，这与形成条件有关。外观呈黑色，有时为铜灰色；条痕褐黑色；晶面呈半金属光泽，断口呈沥青〜油脂光泽；不透明；无解理；摩氏硬度5〜6；相对密度7.6〜10.8。晶质铀矿含铀45%〜85%，是重要的工业铀矿物。铌钛铀矿Betafite晶体形态常呈八面体，也见有四角三八面体与八面体的聚形。摩氏硬度4〜5；比重3.75〜4.82g/cm3；无解理；贝壳状断口；浅绿褐色、深褐色，条痕褐色；透明；油脂光泽；无发光性；性脆。晶质铀矿Uraninite理想的化学成分为uo2。晶质铀矿具强放射性，化学成分中总是含有少量的铅、镭和氦。晶质铀矿晶形以立方体或八面体为主，但少见；一般成细粒状集合体产出。黑色，条痕棕黑色；半金属光泽，风化面光泽暗淡；贝壳状断口；摩氏硬度约为5.5；比重7.5〜10.0。氧化程度深的，颜色趋于暗棕，比重明显偏小。呈致密块状、葡萄状等集合体形态，并具有沥青光泽的隐晶质变种，称为沥青铀矿。晶质铀矿常经蚀变或风化淋滤而形成颜色鲜艳的脂铅铀矿或钙铀云母、铜铀云母等铀的次生矿物，可作为铀矿找矿标志。晶质铀矿，特别是其变种沥青铀矿，是铀的最重要的矿石矿物。非晶铀矿Nasturan沥青铀矿为晶质铀矿的沥青状隐晶质变种，又称为非晶铀矿或铀沥青。化学成分为UO2，含铀42%〜76%，常含铅，不含或微含钍、稀土元素。它是提取铀的最主要矿物原料。矿物集合体形态为胶态肾状、钟乳状、葡萄状或致密块状。沥青黑色，条痕黑色；树脂光泽或半金属光泽；具强放射性。钒钾铀矿又称为钒酸钾铀矿，为含水的钾铀酰钒酸盐。含铀42%〜46%。晶体细小，呈片状或板状；通常呈粉末块状。鲜黄或淡黄绿色；玻璃光泽；摩氏硬度2〜2.5；比重4.46；具强放射性；易溶于稀酸中。它是提取铀、钒及镭的矿物原料，主要是提炼铀的重要矿物。纯钒钾铀矿可含53%的铀和12%的钒；黄色，软质，有些呈小块体，有些呈土状。板铅铀矿Curite针状、柱状晶体；纤维状、糖粒状、土状集合体。红棕色，桔黄色，条痕桔红色；金刚光泽、玻璃光泽；摩氏硬度4〜5；比重7.192。钡磷铀矿Bergenite薄板状、片状晶体；皮壳状集合体。黄色，浅黄条痕；摩氏硬度2〜3；比重4.2。紫外线照射下，呈现橙褐色微弱荧光。翠砷铜铀矿Zeunerite常呈板状晶形。祖母绿色；玻璃光泽；摩氏硬度2.5；比重3.2。偏光镜下具有多色性。钙铀云母Autunite铀矿之一，铀的磷酸盐，含铀量可达6%〜57%。加热可逸出水，变成变钙铀云母。板状、片状、鳞片状晶体；集合体呈鳞片状、球状、粉末状、被膜状。性脆；具强放射性；摩氏硬度2〜2.5；比重3.05〜3.19；极完全底面解理；参差状断口；黄色〜绿色；处于潮湿环境时，颜色鲜艳，透明度好。条痕黄色；金刚光泽，玻璃光泽至珍珠光泽；荧光呈黄色〜绿色。硅镁铀矿Sklodowskite常呈致密块状或似纤维的薄层状、放射状、球粒状集合体。淡黄色；玻璃光泽；透明；摩氏硬度3.35；比重3.54；两向解理完全；性脆；具有弱的浊黄绿色荧光。绿铀矿Vandenbrandeite板状晶形。黑绿色，条痕绿色；摩氏硬度4；比重4.96〜5.03；—向解理完全。偏光镜下呈现弱多色性。溶于热盐酸。二、中国铀矿资源及其开发利用概况1、 中国铀矿分布中国共计已探明大小铀矿床（田）200多个。中国铀矿资源分布不均衡。已有23个省（区）发现铀矿床，但主要集中分布在江西、广东、贵州、湖南、广西、新疆、辽宁、云南、河北、内蒙古、浙江、甘肃等省（区）。其中，尤以江西、湖南、广东、广西四省（区）资源为富。占探明工业储量的74%。中国主要铀矿床（田）有：江西省崇仁县相山铀矿田、湖南省郴县铀矿床、下庄铀矿田、产子坪铀矿田、河北省秦皇岛市青龙铀矿田、云南省保山市腾冲铀矿床、黑龙江省铁力市桃山铀矿床、小丘源铀矿床、黄村铀矿床、辽宁省本溪市连山关铀矿床、陕西省西安市蓝田铀矿床、四川西北部若尔盖铀矿床、芨岭铀矿床、新疆伊犁哈萨克自治州伊犁铀矿床、白杨河铀矿床等。已经建成和新建的铀矿厂矿有：湖南省衡阳铀矿、湖南省郴州铀矿、湖南省大浦街铀矿、江西省上饶铀矿、江西省抚州铀矿、乐安铀矿、广东省韶关市翁源铀矿、浙江省衢州铀矿、湖南省澜河铀矿、广东省仁化铀矿、辽宁省本溪铀矿、陕西省西安市蓝田铀矿、新疆伊犁哈萨克自治州伊犁铀矿等。2、 中国铀矿资源⑴、中国铀矿资源基本特点中国是铀矿资源不甚丰富的国家之一。据近年中国向国际原子能机构陆续提供的一批铀矿田的储量推算，中国铀矿探明储量居世界第10位之后，不能适应发展核电的长远需要。铀矿石品位偏低，以中低品位铀矿石为主，0.05%〜0.3%品位的矿石量占总资源量的绝大部分。矿石组分相对简单，主要为单铀型矿石；仅在极少数矿床中，有磷、硫、有色金属、稀有金属以及其它金属元素与之共生或伴生，形成铀一钼、铀一汞、铀一铜、铀一多金属、铀一钍一稀土矿床。矿床规模以中小型为主，占总储量的60%以上。在一些矿田内，矿床往往成群出现，有的几个，有的几十个，而其中常有1〜2个主体矿床存在。探明的铀矿体埋深多在500m以内。矿床类型主要有花岗岩型、火山岩型、砂岩型、碳硅泥岩型铀矿床等4种类型。它们所拥有的储量，分别占全国总储量的38%、22%、19.5%、16%。含煤地层中铀矿床、碱性岩中铀矿床及其它类型铀矿床，在探明储量中所占比例很少，但具有找矿潜力。中国铀矿成矿时代的时间跨度为距今1900〜3Ma之间，即古元古代到第三纪之间。以中生代的侏罗纪和白垩纪成矿最为集中，并主要集中在距今87〜45Ma。成矿的先后顺序是：混合岩型、伟晶岩型、花岗岩型、火山岩型、碳硅泥岩型和砂岩型。据铀矿床矿化类型、成矿时代和大地构造分布特征，划分出了东部铀成矿省、天山一祁连山铀成矿省以及滇西铀成矿区。并根据矿床成因、赋矿围岩和成矿特征，中国主要铀矿床分为内生铀矿床（岩浆型、热液型）、外生铀矿床（成岩型、后生淋积型）和复成因铀矿床三种类型。在空间分布上，中国铀矿床分为南、北两个大区，北方铀矿区以火山岩型为主，南方铀矿区则以花岗岩型为主。（2）、中国铀矿地质勘查概况目前，中国铀矿地质勘查已取得重大突破。北方地区落实了大型一特大型铀矿基地，开辟了一批有很大潜力的找矿新区；南方老矿田资源潜力挖掘取得明显的效果。其中，北方伊犁地区和鄂尔多斯地区，铀矿地质勘查成效尤为显著。在伊犁地区，中核集团216大队实现了中国地浸砂岩型铀矿找矿的首次重大突破，发现并提交了中国第一个万吨级可地浸砂岩型铀矿床，使伊犁盆地成为中国第一个特大型地浸砂岩型铀矿田。在鄂尔多斯地区，中核集团208大队创新了找矿思路和成矿理论，提出“古层间氧化带铀成矿观点”，先后在鄂尔多斯盆地等地区，探明了中国迄今为止最大的铀矿床。截至2005年，中国的已探明铀储量为7万吨。据有关人士介绍，世界上铀矿床主要分布于两条跨大洲的巨型铀成矿带，即近东西向欧亚巨型铀成矿带以及环太平洋巨型铀成矿带。这两条成矿带均横穿中国。因此，中国的铀成矿地质背景总体上是有利的。中国下一步铀矿地质勘探的主要工作方向是，北方重点勘探地浸砂岩型铀矿，南方扩大和落实硬岩经济型铀矿，着眼寻找和落实更多大型铀矿床。在先进的技术支撑和优秀的勘查队伍保障下，中国铀矿资源潜力相当可观。目前，中国还有10多个铀成矿带及大面积的勘查空白区尚待开展系统的勘查评价，找矿前景十分广阔。截至2007年底为止，新一轮全国铀矿资源潜力预测评价正在进行。预计我国潜在铀资源量超过数百万吨，铀资源完全可以满足国内核电发展的需求。然而，中国是继美国之后的世界第二大能源消费国，而且能源需求增长迅速。有专家指出，单单依靠煤、油、气、水电等传统能源，不可能满足中国对能源的日益增长的需求，发展核能是不可避免的一种必要选择。中国将大力新建扩建核电站，计划在2020年前，使核能发电能力翻四番。澳大利亚拥有世界上四成易开采铀储量，铀矿石出口每年为该国带来约3亿美元左右的收入。为了适应发展核电的长远需要，中国计划到澳洲勘探和开采铀矿，以满足其发展核电的日益增长的铀矿需求。、中国第一个万吨级地浸砂岩型铀矿床2008年，中核集团旗下的216大队在新疆伊犁盆地南缘发现了中国第一个万吨级地浸砂岩型铀矿床。经探明，这是中国第一个特大型地浸砂岩型铀矿田。新疆伊犁盆地由此成为我国第一个地浸砂岩型铀矿资源大基地。这一项目直接推动了中国铀矿勘查从南方硬岩型向北方砂岩型的战略性转移，在中国天然铀资源勘查史上具有里程碑意义。如果按一枚核弹用铀20公斤来计算，10000吨铀可以造500000核弹、40万吨当量原子弹！当然，中国只是少部分用来制造核武，大部分用来开发核电，解决中国能源危机。所谓地浸砂岩型铀矿，是指赋存于碎屑沉积岩砂岩中可以用原地浸出工艺开采的铀矿资源。一般产出于中新生代盆地，与传统的硬岩矿床相比，经济效益特别显著，环保意义尤为突出。这一特大型地浸砂岩型铀矿田，是一个铀一煤共生的综合性矿田。其伴生资源经济价值达3000多亿元，向新疆提交的煤炭资源有40余亿吨，为该地区已经建成的大型煤电一体化生产基地提供了资源保证。、鄂尔多斯探明中国最大铀矿床在鄂尔多斯地区，中核集团旗下的208大队创新了找矿思路和成矿理论,提出了“古层间氧化带铀成矿观点”。先后在前人宣布没有铀矿的鄂尔多斯盆地等地区实现了突破，探明了我国迄今为止最大的铀矿床，铀资源量达到数万吨。这一成就在中国铀矿找矿史上可谓史无前例。过去的研究认为，在鄂尔多斯盆地不存在铀矿。208大队科研人员查阅研究了大量有关该地区的地质资料。研究后发现，远古时期该地区经历的一次大范围的次造山作用，应该使其具备成大矿的条件；而且鄂尔多斯盆地蕴含着大量油气和煤气，油气和煤气对铀具有还原作用，早先形成的铀矿床应该能够得以保存。于是，他们大胆提出了“古层间氧化带铀成矿观点”。这一观点通过以后几年的工作实践证明是完全正确的，并发展为新的铀矿找矿理论。随着下一步工作的深入展开，这个地区有望发展成为一个超大型砂岩型铀矿床。也是在这一理论的指导下，他们在鄂尔多斯地区落实了我国首个特大型砂岩铀矿床，并且在其北部也取得了突破性找矿成果。由此揭开了鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿找矿新的历史一页，确立了鄂尔多斯盆地在中国铀矿地质勘查中的重要地位。三、世界铀矿资源及其开发利用概况近年来，世界铀矿开采业处于鼎盛时期。核电需求强劲、铀价飘升，使铀矿地勘公司和铀矿开采业都步人了一个新的发展阶段。铀矿的投资热潮，使现有的铀矿矿山得到扩大和改造，一系列后备铀矿床也迅速被开发投产。在澳大利亚、加拿大、蒙古和非洲一些国家，铀矿普查评价和勘探工作十分活跃。仅在2007年一年，铀矿地勘公司就新增了500多家。1、世界各国的铀储量据2008年公布的最新权威资料称，截止2007年1月1日，价位在每公斤130美元以内的世界可采储量共有546.88万吨。2005〜2007年，一些主要国家的铀储量分布及变化情况示于表1。在这两年里，世界可采铀储量增长了72.6万吨，增长了15%。表12005和2007年主要国家可采储量分布情况国家价位在每公斤130美兀以内的增减情况(%)可米储量(万吨)20052007澳大利亚114.30124.30+8.8哈萨克斯坦81.6181.73+0.1俄罗斯17.2454.56+216.5南非25.5643.50+70.2加拿大44.3842.32—4.6美国34.2033.90—0.9巴西27.7827.84—0.1纳米比亚28.2327.50—2.6尼日尔22.5527.40+21.5乌克兰8.9819.95+122.2其它国家57.8152.78—8.7世界总计474.28546.88+15.3俄罗斯的铀矿资源2007年，按照铀储量的世界排名，俄罗斯已从2005年的世界第八位跃升至第三位，仅次于澳大利亚和哈萨克斯坦。近年来，俄罗斯努力开发核电，巩固铀矿物原料基地，为保证铀原料供应打下了坚实基础。2006~2008年，通过大力整改，在俄罗斯联邦核能机构的基础上，组建了国营核电股份公司(POCATOM)，将原来核电工业股份公司领导的一些民用核电与核燃料企业并人国营核电股份公司。APM3铀矿控股公司（铀一稀有金属一金股份公司），是俄罗斯铀矿开采业的龙头老大，控制着俄罗斯联邦境内的一切铀矿开采活动，在哈萨克斯坦还有合资铀矿开采企业，并参与一系列外国远景项目的地质勘探与开采工作。按铀矿储量和开采量，该公司已进人世界铀矿五强之列。俄罗斯铀矿储量之所以迅猛增长，主要得益于南雅库特和后贝加尔地区的许多铀矿床的储量增加。2007年，APM3铀矿控股公司拿到了开发这些铀矿床的许可证，建立了3个新的铀矿开采企业。澳大利亚的铀矿资源澳大利亚在铀储量上稳居世界第一。2005〜2007年，澳大利亚铀储量增长了8.8%。这主要是因为探明了一个新矿床，并完成了奥林匹克坝等在采矿床的补充勘探工作。南非的铀矿资源2007年南非的铀储量比2005年增长了70.2%。这是因为它根据地质勘探结果，重新评价了两个重新投产的综合性金一铀矿床储量。乌克兰的铀矿资源同一时期，乌克兰铀储量猛增1222%。其原因是对欧洲最大的诺沃康斯坦丁诺夫矿床以及岑特拉利内矿床的储量做了重新核定。尼日尔、哈萨克斯坦等国的铀储量增长，多与储量重新评价并将次经济储量化为赢利开米储量有关。价位低于80美元/公斤的世界铀储量，是当前和以后的开采重点。截止2007年1月1日，这样价位的铀储量全世界共有445.64万吨，占世界总储量的80%左右。其中，俄罗斯拥有49.54万吨，占这类世界储量的11%；澳大利亚占27%；哈萨克斯坦占17%；加拿大占10%；南非占8%；纳米比亚占5%；巴西占5%；乌克兰占4%；美国占2%；乌兹别克斯坦占2%；尼日尔占2%；其他国家占10%。按照可能开采方式划分的世界铀储量为：可用地下矿山法开采的铀储量有199.25万吨，占36%；与综合性矿床有关的可顺便开采的铀储量有109.96万吨，占20%；可用露天法开采的铀储量有104.9万吨，占19%；宜用钻孔地下淋滤法开采的铀储量有80.94万吨，占15%。2、2006〜2008年上半年世界主要产铀国开采量2007年铀的世界总开采量为41165吨，比2006年增加了4.5%以上。据几个特大型铀矿公司的预测，2008年世界铀矿开采量将超过45000吨，比2007年增长10%左右。据2008年上半年统计结果，年底似可完成计划指标，即2008年世界铀开采量有望超过44000吨。2007年，世界上10个最大的铀矿开采企业开采了28721吨，约占世界产量的70%。世界主要产铀国家传统上是指加拿大、澳大利亚、哈萨克斯坦、尼日尔、俄罗斯、纳米比亚、乌兹别克斯坦、美国。这8个国家提供了世界铀开采量的90%〜92%左右。2007年，这8国的开采量为38067吨，比2006年（36265吨）高出5%。2007年，加拿大铀开采量仍居世界首位（9475吨）；澳大利亚居第二位（8603吨），比2006年增长13%。从2003年起，哈萨克斯坦的铀产量就稳居世界第三位，2007年比2006年增长近26%。2007年，俄罗斯的铀产量追上了尼日尔，从世界第五位跃升至第四位（3413吨）。尼日尔和纳米比亚排在第五位和第六位，其2007年铀产量分别为3154吨和2878吨。第七位和第八位分别是乌兹别克斯坦（2270吨）和美国（1654吨）（表2）。表22006〜2008年8个主要国家铀矿开采情况国家铀矿开采量（吨）200620072008（计划）2008上半年（实际）加拿大9862947598164722澳大利亚7593860389004350哈斯克斯坦5279663888004400*俄罗斯3190341335841805尼日尔3434315433001650*纳米比亚3076287836502001乌兹别克斯坦2260227022001100*美国1580165018707248国合计36265380674210220802世界总计39435411654528222404*APM3的预测值。哈斯克斯坦的铀矿开采量既包括本国企业，也包括合资企业。3、世界几大铀矿开采公司概况由于长期竞争并购的结果，世界铀矿勘探开采公司形成了目前几大巨头并存的局面。这种并购趋势还将持续下去。2002〜2008年初，铀矿公司共完成了72笔并购交易，其中绝大部分并购出现在铀价飞涨的2006年。不久前成立的加拿大UranitlnOne采矿公司完成了一大笔交易。它于2007年2月以27.2402亿美元收购了UrasiaEne卿公司；同年6月又用14.0126亿美元并购了EnergyMetalsCorP。法国的AREVA公司于2007年8月以25亿美元收购了Uraminlac.铀矿公司。兼并的结果是形成垄断，致使七大铀矿公司控制了一半以上的世界可采铀储量，其年开采量也占了世界总产量的80%左右。大型采矿公司的铀储量按照铀矿石储量的保证程度排序，拥有超过150万吨地质储量的澳大利亚公司BHPBIlliton当首屈一指（占世界总储量的43%）；拥有53.8万吨铀储量的俄罗斯公司APM3稳居第二位（14%）；居第三位的是法国AREVA公司（约14%）。储量约30万吨的哈萨克斯坦公司HAKKazatomprom（哈萨克斯坦核工业公司）排在加拿大公司Cameco之后。大型采矿公司的铀产量2007年，世界七大铀矿公司共生产了31277吨铀，占世界产量的76%（表3）。表32007年主要采矿公司的铀开采量公司开采量（吨）占世界总产量的比例（％）加拿大Cameco777019法国AREVA604615英国Riotinto485312哈萨克斯坦Kazatomprom4780*12俄罗斯APM335278澳大利亚BHPBilliton33548乌兹别克斯坦H「MK22705其它公司856521世界总计41165100*据APM3估计4、国际原子能机构公布的世