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我们平时总听说石油、煤炭是能源,可谁能想到,油田和煤田底下还藏着铀这种宝贝?
以前中国一直被说“贫铀”,核工业发展常受资源限制,但最近这些年,意外发现了不少铀矿,我们中国终于摘掉了“贫铀”的帽子。
这些藏在能源宝地底下的铀,又能给我们国家的能源安全带来什么改变呢?
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缺铀让核工业犯难
铀就像核电的“燃料”,1千克铀-235裂变的能量,抵得上2700吨标准煤燃烧,对核工业更是“粮食”,关系能源安全和国防建设,但过去好多年,中国一直“缺铀”。
新中国刚成立时,核工业起步就遇“没铀可用”的难题。1955年,地质队照着国外经验,在湖南郴州找到711矿——这是中国第一个能正经开采的铀矿。
可这矿藏在花岗岩里,分布散、矿层薄,开采得凿石头、炸矿山,效率低还浪费,年产量一直上不去。
信息来源:我国找矿领域再获突破 刷新世界砂岩型工业铀矿化发现最深纪录
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到2009年,国际原子能机构数据显示,中国已确定的铀储量才17.4万吨。
那时国内核电发展快,一年要耗1万多吨铀,自己却只能产1000多吨,80%以上得从哈萨克斯坦、澳大利亚进口。
更麻烦的是,进口还不稳定:2011年日本福岛核事故后,铀价一下涨了;2022年俄乌冲突,连铀贸易都受影响。专家当时就说:“不解决铀矿问题,核电根本没法好好发展。”
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“缺铀”的帽子压得地质工作者喘不过气,谁也没料到,解决问题的关键,竟藏在早就反复勘探的油田和煤田底下。
鄂尔多斯探煤时意外发现铀矿
2013年,中核集团地质队在鄂尔多斯盆地探煤矿,在地下800米处找到了5米厚的砂岩型铀矿层——这就是大营铀矿,也是中国第一个“找煤顺便找铀”发现的大型铀矿。
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这个发现彻底改了找铀思路。之前大家都觉得铀矿在花岗岩里,没人想过铀会和煤、石油“长一起”。
专家立刻琢磨:既然铀常和煤、油气在同一区域形成,能不能用已有的煤田、油田数据,省成本找铀矿?
信息来源:鄂尔多斯盆地泾川地区发现特大型铀矿
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“找煤找铀一起干”“找油找铀一起干”的想法落地后,好消息不断。
中石油长庆油田在鄂尔多斯勘探油气几十年,攒了上万口钻井数据。
2018到2020年,中陕核地调院用自主研发的系统分析这些数据,圈出200多平方千米的找矿区域。
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2021年11月,这块区域被认定为特大型砂岩铀矿,还是全世界第一个在风成沉积区找到的,填补了国际空白。
之后,松辽盆地钱家店、内蒙古二连盆地、吐哈盆地的铀矿也陆续发现。才五年,这些新矿储量就占了全国已探明总量的三分之一,到2021年,中国铀资源总量升到33万吨,“缺铀”的帽子开始戴不住了。
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2023年铀储量稳步提升
2013到2020年算“打基础”,2023年中国找铀矿的成果更明显。
2023年1月,自然资源部通报:鄂尔多斯泾川区找到特大型铀矿。
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这个矿是“找油顺便找铀”发现的——用了长庆油田现成的钻井平台和设备,半年就完成勘探,成本比传统方法低40%。
同年7月,中核集团在新疆准噶尔盆地往深探,地下1200米处发现能工业利用的铀矿层,虽没形成大规模储量,却给深地找铀提供了关键参考。
信息来源:找矿重大突破!大型油田+10、大型气田+19、大型铀矿床+N
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根据国际原子能机构2023年数据,中国已探明铀储量达120万吨,稳居全球前列。
其中60%以上在油田、煤田周边,单鄂尔多斯盆地储量就超70万吨,是2009年全国总量的4倍多。
更重要的是,这些矿离现有能源设施近,开采时能直接用煤田的水电,还能改造油田管道输铀矿溶液,成本比单独找的铀矿低30%以上。
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把“没法采的矿”变宝贝
光有储量不够,能环保划算采出来才管用,中国自主研发的“第三代地浸采铀技术”,2022年还拿了国家科技进步二等奖,中核铀业总工程师苏学斌说过它的好处。
以前采铀是“硬来”:开山炸石、挖巷道,运出矿石再粉碎提炼,污染大、产废水多,还只采铀含量超0.05%的矿石,低含量的“没法采的矿”只能埋地下。
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第三代地浸采铀是“软着来”:在铀矿层钻两口井,注入井注溶解液(主要是二氧化碳和氧气),溶解液和铀矿反应,把固态铀变液态,再通过抽提井抽到地面提纯。
这套技术解决三大问题:一是铀含量要求降到0.01%,以前没法用的低含量矿都成“宝贝”,可利用铀资源量多3倍以上。
二是环保,用二氧化碳代替酸碱试剂,对地下水几乎没污染,一座矿一年还能消耗2万吨二氧化碳,相当于种110万棵树。
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三是智能,内蒙古二连盆地铀矿的北京远程中心,通过5G监控2000多个钻井数据,能“一键启停”,无人机自动巡查,现场人员比传统矿山少60%。
目前,内蒙古二连盆地自动化铀矿已用这套技术,年产量达数百吨,碳排放仅为传统矿山的18%。
老地质队员感慨:“以前下井浑身是灰,现在技术员点鼠标就能干活,以前想都不敢想。”
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摘掉“缺铀”帽
铀矿储量和开采技术双突破,带来的变化很实在。
能源安全更有保障:截至2023年底,中国已有54座核电站运行,10座在建,一年需约1.6万吨铀燃料。
以前80%以上靠进口,2022年国内产量达1500吨,加上海外合作矿山(比如中核集团在纳米比亚的罗辛铀矿)产量,进口依赖度降到68%,还在下降。
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核工业全产业链被带动:铀在核医学、工业检测、国防科研中都有用。
储量和技术突破,让核燃料加工、铀矿设备制造等行业跟着发展。
比如中核科技自主研发的专用阀门,性能达国际先进水平,打破国外垄断,价格比进口低25%。
2019年中核集团收购罗辛铀矿,用中国技术改造后,年产量从1200吨升到2900吨,寿命还延长1
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0年,成了技术“走出去”的典范。
国际话语权也提高了:以前全球铀资源被澳、哈、加等国垄断,中国议价没优势。
现在中国既是储量大国,也是技术强国,2023年还牵头成立“国际铀矿勘探开发合作联盟”,12个国家加入,在国际核能合作中腰杆更硬了。
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结语
中国找铀矿的脚步还在加快:地质队把目光投向1500-2000米深的地下(以前多在1000米内),同时在四川盆地、柴达木盆地系统勘探。
技术也在升级:“第三代地浸采铀技术”在研发AI控制算法,以后能根据地下水质、铀矿含量自动调溶解液浓度和注入速度,效率还能提30%。
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“找煤顺便找铀”的模式也在拓展,2023年下半年,山西焦煤和中核集团合作,在沁水煤田发现铀矿线索,未来说不定能“采煤时顺便采铀”,进一步降成本。
从1955年湖南711矿人工凿石采矿,到如今AI智能采矿,近70年里中国核工业终于摆脱“缺铀”限制。
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120万吨已探明储量加技术突破,足够支撑核电发展几十年,但地质工作者没停下——油田、煤田的深地下,说不定还有更多“宝贝”等着发现。
这可不只是摘掉“缺铀”帽子,更是为中国能源安全,攒下了实实在在的底气。
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