【环球时报-环球网报道 记者 樊巍】天然铀作为核电站运行最主要的原材料之一为公众所熟知,然而随着核工业的飞速发展,天然铀除了应用于核能发电之外,其在医疗、科研等领域都有着广泛的应用,铀矿的战略地位也愈发凸显。过去一段时期,中国的铀矿资源探明储量少,但近年来,随着我国铀矿勘查采冶技术的稳步提升,大量本土铀矿资源被发现,铀矿资源结构逐步优化,我国铀矿资源愈发丰富,已彻底摘掉了“贫铀国”的帽子。
《环球时报》记者7月21日从全国铀矿地质勘查高质量发展大会上获悉,经过12年的发展,我国已逐步建立了国内开采、海外开发、国际贸易、战略储备“四位一体”天然铀供应保障体系,天然铀保障供应能力大幅提升。相关专家在接受《环球时报》记者专访时表示,随着我国铀矿找矿取得一系列重大突破,实现了天然铀稳定高效供应,我国核工业发展的“饭碗”被牢牢地端稳在了自己手上。
核工业发展对天然铀需求量大
核工业是高科技战略产业,是国家安全重要基石。其中,天然铀作为重要的战略资源与能源矿产,是核工业发展的重要物质基础,其供应链安全对核工业健康发展和“双碳”目标的实现具有重要意义。
如今,天然铀作为一种重要原材料,在核能发电、医疗、科研等领域都有着广泛的应用。中核集团首席专家李子颖7月20日在接受《环球时报》记者采访时介绍称,铀被用于核电站中的核燃料。与传统的化石燃料相比,核能发电可提供更高效、更廉价和更清洁的电力。铀也被广泛用于医疗领域,用于放射性同位素疗法和诊断,如放射性核素扫描和PET扫描等。铀在科学研究领域中有广泛的应用,包括地球科学、超导物理、天体物理学、核物理学等领域,帮助我们更深入地了解自然界的奥秘,推进人类对宇宙和自然的认知和探索。
以核能发电领域为例,我国核电的总装机量从2015年到2022年增长了近一倍,从3000万千瓦时增长到接近5700万千瓦。2022年全国核电机组累计发电量4178亿千瓦时,创历史新高,占全国总发电量的4.7%,核能发电量位居全球第二。核电产业的飞速发展自然对天然铀的供应提出了巨大需求。
为确保我国天然铀稳定高效供应,近年来,我国综合考虑了战略性和经济性、长期发展和短期利益,统筹国际和国内两种资源、两个市场,基本建立了“国内开发、海外开发、国际贸易、战略储备”相结合的“四位一体”天然铀保障供应体系,保障能力持续增强。
“目前,我国铀矿勘查成果十分显著,扩大落实了六个万吨级砂岩型铀矿资源大基地。新疆全面建成首个技术先进、成本领先、绿色安全的千吨级铀矿大基地,绿色安全环保的第三代(CO2+O2)采铀技术实现规模化工业应用,效率成本达到国际先进水平。建立了稳定可靠的天然铀保障供应体系。能够实现铀资源供应安全,实现短期供应和长期保障的有机统一,能够满足原子能相关产业的发展。”中国核工业地质局局长陈军利告诉《环球时报》记者。
中国铀资源非常丰富
在20世纪五十年代,中国决定发展核工业时,国外一度认为中国是一个铀矿资源极度贫乏的国家。为了找寻铀矿,1955年 5月,中央地质部309队成立,开始在湖南进行地毯式的勘探。经过多次寻找,当年十月,在郴州市许家洞镇金银寨附近发现航测异常。1958年7月,在苏联专家的指导下,中华大地上第一个大型铀矿在此诞生。在此后的一段时间内,我国的铀矿开采情况也不太乐观,一度曾主要依赖于进口天然铀来维持核工业的发展。
但现如今这种局面已经完全扭转,特别是近十年来,我国新增铀矿资源量占自1955年以来年查明总量的1/3,其中优质可采资源量占比超过70%,取得了铀矿勘查的十项重大成果。
“我国的铀资源非常丰富。一是存量资源有份量。铀矿勘查累计探明铀矿床372个,查明资源量居全球第八。二是资源结构更优化。新世纪以来铀矿地质勘查由南方硬岩型向北方砂岩型战略转移,新探明万吨级以上铀矿床15个,落实了6个万吨至十万吨级铀矿资源基地。三是资源潜力巨大,新一轮全国铀矿资源潜力评价预测,在1/3陆地可查面积、800米以浅的空间,预测铀矿潜力资源规模达280多万吨。”李子颖介绍称。
除了积极在国内探寻铀矿,为保证天然铀的长期、稳定、安全供应,中核集团还大举推行“走出去”战略,加强海外铀资源的掌控与安全保障。“与发达国家相比,我国铀资源海外开发虽然起步相对较晚,但经过十几年的不懈努力,我国在全球各主要产铀区均进行了布局。”陈军利告诉《环球时报》记者,中核集团的海外开发在非洲、亚洲等主要产铀国均取得突破,积累了“买得来、管得住、产得出、运得回、用得好”的经验。实施海外铀资源产能提升行动,“一地一策”加快建立海外供应基地,多元布局、重点突破,提升海外资源采购能力。其中,通过对纳米比亚罗辛铀矿的成功并购,海外铀资源量增长2.4倍、产能增长4.5倍,为我国核电发展中长期天然铀供应提供了保障。
据《环球时报》记者了解,罗辛铀矿是世界知名露天铀矿,于1976年建成投产,设计产能为年处理1400万吨矿石,年产4500吨八氧化三铀产品,至今已连续生产46年,累计生产14.6万吨八氧化三铀产品,2022年产量约占全球总量的5%。2019年7月,中核集团完成了罗辛铀矿68.62%股份的收购,正式将世界上第四大产能规模的铀矿山纳入旗下。收购罗辛铀矿显著提升了中国的铀资源保障能力,助力中核集团实现跨越式发展。中核集团的天然铀资源量、产能规模、市场份额等指标进入全球前列,2021~2022年天然铀总销量连续两年跻身全球第二,大幅提升了在国际市场的话语权,对稳定天然铀进口价格具有重要意义,也为今后优化全球铀矿产能合作起到强有力的支撑作用。
我国铀矿勘查采冶技术飞速发展
除了在探寻铀矿资源方面取得重大突破之外,近些年来,我国的铀矿勘查采冶技术也有了飞速发展,以“海水提铀”为代表的前沿采冶技术也取得了重大突破。
“经过数十年的发展,我们已经建立了先进完整的铀矿勘查采冶技术体系、装备体系和人才队伍体系,铀矿勘查采冶技术历经第一代、第二代、第三代发展,目前已进入以绿色、智能和高效为标志的第四代技术攻关阶段。”李子颖告诉《环球时报》记者,特别是去年,中核集团联合三十多家单位成立了天然铀产业技术创新联合体,每年发布亿元揭榜挂帅项目清单,集中社会力量开展卡点技术攻关。创建了复杂活动构造背景下的先进铀找矿理论,形成了适用于我国复杂铀矿禀赋特征的绿色智能采铀技术,铀矿大基地实现了千里之外一键采铀和一屏掌控,还在海南昌江黎族自治县海域建成了国内最大的海水提铀海试平台,该平台面积约600平方米,集实验、测试、监测等功能于一体,将面向海水提铀技术展开攻关。
据《环球时报》记者了解,在核心技术攻关领域,中核集团近些年来突破了疏干、多层、大埋深砂岩铀矿高效开采技术,破解了该类资源难以地浸的世界级难题,铀浸出率达80%以上,地浸经济开采深度由300米提升到800米,建成了我国首座千吨级绿色铀矿山。
与此同时,还实现了铀资源“颗粒归仓”,精准监测与地浸二次开发技术成功应用,铀矿山储量利用率提升了10%以上;铀钼高压氧浸新工艺使钼的回收率由30%提高到70%以上。
在首台(套)技术装备研发能力方面,联合研发的“北山1号”全球首台大坡度螺旋隧道掘进机投入使用,北山地下实验室主体工程顺利开工;“U型”吸附淋洗一体化设备实现国产化,CUP1000首套铀水冶型谱化装备研制成功即将应用,有望降低铀提取成本20%以上;研发出大产能铀纯化转化成套设备,建成了我国首个铀纯化中试平台,推动国内天然铀产品升级。
在数字勘查与智能矿山建设方面,建立了全球铀资源数据库,自主研发系列勘查软件,数据处理效率提升达50%;在多地数字地浸铀矿山基本实现年人均产能由2吨提升到4吨。“随着一批原创技术和关键核心技术相继突破,我国的铀矿勘查采冶技术总体处于国际先进水平,部分技术甚至处于领先地位。”中核集团首席专家苏学斌向《环球时报》记者介绍称。