在玉米地和牧场里采铀？中国的铀矿到底是怎么开采的？

长得像大块麦乐鸡的东西是什么？它的俗称是“黄饼”，但可不是能吃的点心，而是核工业里至关重要的原料——重铀酸钠。

经过浓缩处理后，它会被制成燃料棒，放进核电站发出我们日常使用的电力。今核燃料最初的起点——铀矿，到底长什么样？

铀的原子序数是92，它诞生于超新星爆炸和中子星碰撞的剧烈过程中。46亿年前，它随着太阳系的原始物质一起来到地球，与氧、氟等元素形成铀的化合物。

这些矿物在后续的地质演化中形成铀矿，储量比我们想象中要多。它在地壳中的平均丰度是2.7ppm，也就是每吨地壳物质中含有2.7克铀，和钴、镍、铅这些金属差不多。而钚在地壳中的平均丰度只有0.004ppm。

不过，传统开采方式下，铀矿的一般工业品位是0.05%，也就是每吨矿石中要有500克铀，比平均丰度高出185倍才具备开采价值。这也意味着，铀矿虽然分布广，但实际开采需要富集的矿床。

铀是高度反应性的元素，地下几乎不存在纯铀，大多以化合物形式存在，常见的有沥青铀矿、晶质铀矿、铀云母等。我国铀矿分布广泛，湖南、广东、江西主要是花岗岩型和火山岩型铀矿，新疆、内蒙古以砂岩型铀矿为主，东北、云贵川等地也都发现过铀矿资源。

不用开矿的铀矿开采——国优一号的创新玩法

大多铀矿位于内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗恩格贝镇纳岭沟铀矿床，这里是我国目前最大的天然铀矿项目——国优一号示范工程。大家看到的“黄饼”，就来自这片草原地表下。

这里和传统矿山完全不同，看不到矿井和矿工，只有草原上散落的黄绿蓝三色箱子。这些箱子其实是国优一号的开采设施：绿色的是注孔，负责将进出液注入砂岩铀矿层；蓝色的是抽孔，抽出溶解了铀元素的液体；黄色的是监测井，负责监控地下水环境。

它们以“六柱一抽”的蜂窝状排布，井间距约30米，每个采区都有中控室，负责开关和监测抽注液的流量。矿区外围还有两个蒸发池，处理后的多余水分会在这里蒸发到大气中。不远处，钻井机正在新的采区打井，这套二氧化碳加氧气递进工艺的国优一号，真正做到了“采矿不建矿”。

接下来看看地下的开采过程：矿井深入地下400米左右到达铀矿层，这里不仅有砂岩，还有大量地下水。注液会将二氧化碳和氧气作为浸出剂注入地下，二氧化碳溶解在水中形成弱酸，降低地下水pH值，增强铀矿物的溶解性；氧气则促进铀的氧化，将砂岩铀矿中低氧化态的四价铀转化为高氧化态的六价铀，让铀离子逐渐溶解到浸出液中。

之后，抽液井将溶解了铀的液体抽到中控室汇总到原液罐，通过管道送到水冶厂。在这里，铀溶液先经过吸附塔，用树脂吸附铀离子，再送到解析塔被解析剂冲下来，得到合格液。

合格液加入盐酸去除杂质，再到搅拌罐加入氢氧化钠，氢氧根离子与硫酸根结合形成重铀酸钠沉淀。这种沉淀一般是黄色固体，经过压制后形成块状，这就是大家俗称的“黄饼”，在矿区内部它的代号是“111”。

天然铀的国际价格大约是每磅70美元，折合成人民币每吨约100万元。重铀酸钠的铀含量大约在70%左右。很多人担心铀的辐射，但天然铀的辐射量微乎其微，一斤天然铀矿石每天释放0.02毫西弗，和戴一块夜光手表差不多。矿区工程师介绍，只要不直接食用，触摸后认真洗手，基本不会有健康影响。

这些“黄饼”会被送到纯化转化厂，从重铀酸钠转化为六氟化铀，再到铀浓缩厂和元件厂制成核反应堆用的燃料棒。燃料棒装入核反应堆后，通过引发裂变反应释放大量热能，加热水变成蒸汽推动汽轮机，驱动发电机产生电能，最终输送到千家万户。“黄饼”是核工业的粮食，正是这不起眼的块状物，支撑起了核电的运转。

从“呆矿”到“聚宝盆”——中国开采的逆袭

几年前我国规模最大的天然铀生产项目国优一号成功产出第一桶铀。这种创新开采方式有一个明显优势：环保。传统采矿需要大面积开挖地面，而国优一号完全在地下完成开采，所有土地都是租赁给附近农牧民的，地上的放牧和耕种完全不受影响。

矿区周围刚种下的玉米已经冒出嫩芽，再过几个月，那些箱子就会被完全遮挡。我们离开时，刚好看到牧民的羊群在矿井周围的牧场上悠闲吃草，很难相信农牧业和铀矿能在同一片土地上共存。

整个开采过程还能在千里之外的呼和浩特远程控制中心一键操作。分散在内蒙古各处的矿区就像开采的手臂，而远程控制中心就是中枢神经。操作员只需点击鼠标，就能看到数百公里外的矿场生产现场，启动设备、控制液位、查看实时数据。

自动化和智能化控制不仅提高了效率，还减少了人工操作。偏远矿区工作环境艰苦，招人难、留人难的问题一直存在，传统开采时代，很多矿工长期分居两地。现在远程操控技术普及后，一线作业人员大幅减少，许多原本需要现场完成的工作都能远程搞定，铀矿一线终于留得住人了。

我国铀资源禀赋条件复杂，规模小、品位低、分布不均，开采难度很大。位于内蒙古松辽盆地的钱家店铀矿，此前曾被乌兹别克斯坦专家判定“地质条件太差，不可能开采”，相当于被判了死刑。

但综合集团的工程师们没有放弃，在技术封锁的条件下，自主研发出以二氧化碳加氧气递进工艺为标志的第三代采铀技术，盘活了大量低品位砂岩铀矿资源，让一个个“呆矿”起死回生。

递进采铀技术对国家、生态环境和从业者都意义重大。对国家而言，国优一号的建成标志着我国先进铀矿采冶工业体系取得新突破，关键核心技术实现自主可控；对从业者来说，这项技术让他们能在更安全、更舒适的环境中工作。

我们讨论核电时，常常只关注零碳排放的优点，却很少知道背后支撑这一切的铀矿。这种低调的递进采铀技术，意义远不止于技术革新，更蕴含着对人类未来可持续发展的追求。它用原地浸出替代传统开采，更好地保护了辽阔的草原与农田。

未来，国优一号的核心技术将全面应用到北方铀资源开发中，到2030年将支撑建成新一批铀矿大基地，中国核电的未来正迎来新的发展。