化学纯的固态铀是一种坚硬的银白色金属，原子序数为92，原子量为238.03，是迄今发现的最重的元素，密度为19.05g/cm3。铀具有放射性，衰变时放出α、β和γ射线，最终形成稳定的铅。铀由三种放射性同位素组成：238U占99.275%；235U占0.720%；234U占0.005%。

    铀是人类发现、开发和利用较晚的金属。1789年，德国化学家克拉普罗特在分析捷克的约奇斯塔银矿样时，分离出了一种铀的氧化物。恰好当时发现了天王星，因此就以天王星命名，用其英文名的第一个字母“U”作为元素符号。到1841年，皮里哥分离得到了金属铀。

    世界铀工业的发展可划分为三个阶段：

    ——从1853年至1900年，铀矿石的加工量不大，目的在于制取铀化合物——铀黄，用于制造绘画和玻璃、瓷器着色的颜料；

    ——从1900年至1942年，加工铀矿石主要是为了提取镭，铀作为副产品，用处不大；

    ——从1942年至今，由于1938年实现了235U在中子轰击下的裂变反应，铀成为一种新的并且是极重要的能源，铀矿的采冶是为了生产金属铀，利用它的核能。

    1942年12月2日，费米在芝加哥大学首次实现了铀在石墨反应堆中的核裂变可控链式反应。

    1945年7月16日，在美国内华达州的第一颗******爆炸成功，首次显示了核裂变产生的巨大能量。

    1951年，美国原子能委员会在爱达荷州建成了世界第一个用来发电的反应堆，功率100kW。1954年，原苏联建成世界第一座核电站。时至今日仅40多年，用铀作为燃料的核电站，已能供应世界总电力的1/6以上。

    国外大规模开采铀矿，从40年代后半期开始，到50年代初，才出现了现代的铀矿冶工业。

    新中国成立后不久，科技和经济基础都还十分薄弱，为了利用核能和核技术，建设现代化的国民经济，加强国防，反对核战争，维护世界和平，国家毅然作出了发展核事业的战略决策。

    发展核工业，必须掌握现代科学技术的最新成果和具有较强的经济力量及工业基础。而开发铀资源，是国家独立自主发展核工业的一个重要前提。在中国初步找到了铀矿，并具有一定的原子能科学研究基础之后，以周恩来为主任的中央专门委员会，直接全面领导核工业，及时解决了核工业建设和发展过程中的一切重大问题。

    1964年10月16日，中国首次******爆炸试验成功。

    1967年6月17日，中国第一颗氢弹爆炸成功。

    1971年9月，中国自己建造的第一艘核潜艇安全下水。

    1983年6月1日，中国自行研究、设计、建造的第一座核电站在浙江省杭州湾秦山破土动工，1991年12月15日并网发电。

    随着核工业的发展，中国现在已具有包括铀资源勘探、铀生产和铀的转化、浓缩、元件制造、乏燃料后处理等完整的铀工业和核燃料循环的科研、生产体系。

 

一、 矿物原料特点

 

铀元素的化学性质十分活泼，在自然界形成了大量的铀矿物。目前世界上发现的铀矿物超过180多种。铀矿物基本上分为两大类：四价铀矿物、六价铀矿物。四价铀矿物指铀以四价状态进入矿物结晶格架的矿物，但实际上四价铀矿物中都不同程度地含有六价铀，有时含量甚至超过四价铀。四价铀矿物呈黑色、灰黑色，主要形成于还原条件下，是铀的主要工业矿物。六价铀矿物指铀以六价状态进入矿物结晶格架的矿物。六价铀离子先与两个氧离子结合形成铀酰离子团，再与其他阴离子团和阳离子结合，可以形成各种各样的铀酰矿物，其特点是颜色鲜艳，多发荧光。六价铀矿物中偶尔也含有四价铀，并使矿物颜色变深。四价铀多呈铀的氧化物形式存在。六价铀矿物形成于氧化条件下，只有个别矿物如钒钙铀矿、钙铀云母等具有工业利用价值，而绝大部分在自然界很少遇到，只有矿物学研究的意义。表2.4.1中列出了中国的主要铀矿物。

 

表2.4.1 中国铀矿物—览表

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我国铀矿物研究取得了显著的成绩，共发现了59种铀矿物。其中斜方钛铀矿、芙蓉铀矿、湘江铀矿、盈江铀矿、腾冲铀矿为我国首次发现。下面对具有工业利用价值和在我国首次发现的铀矿物进行简述。

    ——晶质铀矿  （Uraninite）

晶质铀矿的理论化学式为UO2，但由于天然条件下形成的晶质铀矿都不同程度地含有六价铀和其他钍、稀土、铅等元素，因此一般化学式为(U4+，U6+，Th，TR，Pb)O2+x等铀晶系。晶质铀矿在结晶习性、物理和化学性质方面变化很大，加上这些变化又与其产出的地质条件有紧密的联系，所以大多数铀矿地质工作者，按照原苏联学者的观点将其分为晶质铀矿、沥青铀矿和铀黑。三种矿物的化学物理特征及产出的地质条件列于表2.4.2。从表中可以看出这三种矿物之间存在着明显的差异。这些差异的产生决定于它形成的地球化学背景的不同。在岩浆阶段，铀处于四价状态，与钍、稀土元素的化学性质相近，所以钍和稀土能够以类质同象的形式进入晶质铀矿。在高温高压条件下，铀结晶缓慢，形成良好的晶体；而在中低温条件下，铀是以六价的铀酰形式存在，其化学性质与钍、稀土不同，形成两者分离。实验证明，在中温条件下，铀酰络合物被还原和形成沥青铀矿的过程非常迅速，可以形成似胶状的各种集合体。应当指出也有例外，在我国相山铀矿田的一个矿床中发现了含钍很高的沥青铀矿，其钍含量最高达12%，这在世界上还是首次发现。关于其形成条件，目前还不清楚，一种解释是可能该矿床的成矿溶液含氟具酸性特征，可造成钍和铀同时活化迁移沉淀；另一种可能性是含铀溶液与附近的钍矿化点作用，导致钍活化进入铀溶液，然后形成含钍沥青铀矿。在表生常温常压条件下，铀还原沉淀，形成结晶程度差，呈松散状、烟灰状的铀黑。这三个矿物种，从矿物学角度讲，应属同一矿物种，但从找矿勘探的实用方面讲，把它们划分为三个变种还是必要的，我们在以后的论述中也将沿用晶质铀矿、沥青铀矿和铀黑三个名称。它们在表生氧化条件下很不稳定，易变为六价铀的次生矿物，有时还形成明显的地球化学矿物分带。这三个矿物中，沥青铀矿具有最重要的工业意义，它是现有开采矿床中最主要的工业铀矿物。其次是晶质铀矿，它是我国所发现伟晶岩型铀矿床的工业铀矿物，但目前这些矿床还未得到开采利用。而铀黑在铀矿床并不很发育，不具有重要的工业意义。

——钛铀矿  （Brannerite）

钛铀矿在我国发育广泛，在碱性脉岩、伟晶岩、碱交代型热液矿床中都有发现，但只有在碱交代型矿床中才有可能成为主要的工业铀矿物。在一些发育有碱交代作用的热液铀矿床中，也可见到钛铀矿和沥青铀矿伴生。岩浆成因的钛铀矿还没有富集到工业利用程度。

 

表2.4.2中国晶质铀矿特征表

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    钛铀矿的化学式为(U6+、U4+、Th、Ca)(Ti、Fe)2O6，但具体矿床中的钛铀矿成分变化较大。产于伟晶岩和碱性岩中的钛铀矿，Th、TR的含量较高。产于热液矿床中的钛铀矿则含Th、TR很少或者不含。该矿物为单斜晶系，呈柱状晶体或致密块状集合体，呈黑色到黄褐色，硬度5.5~5.8，密度4.5~4.7g/cm3。该矿物很不稳定，一般都呈变生状态，常温条件下为滦琴非晶质，加热到700℃以后才开始重结晶，加热到900℃以上才出现清楚的滦琴谱线。在这一情况下也可能将一些铀钛元素的混合物（含铀的钛矿物）误定为铀矿。

    ——斜方钛铀矿  （Orthobrannerite）

    该矿物在我国云南腾冲黑云母辉石正长岩中首次发现，后亦在四川冕宁碱性煌斑岩中发现，1978年正式确定为新的铀矿物。该矿物没有达到工业富集程度，只具有矿物学研究意义。

    斜方钛铀矿的化学式为(U4+，U6+)Ti2O6(OH)，化学分析结果UO2占28.75％， UO331.08％，TiO2 35.35%,ThO21.03%和少量其他组分，可见自然金包裹体。斜方晶系，呈良好的柱状晶体，直径一般6~8mm,长10~12mm，在平行C轴的柱面上有纵纹。矿物呈变生状态，在自然条件下为滦琴非晶质。加热至700℃时矿物开始转化为结晶状态，加热至1 000℃时矿物完全恢复到结晶状态。该矿物为黑色，条痕褐黑色，有金刚光泽，硬度4.4~4.5，密度5.46 g/cm3。

    ——铀石 （Coffinite）

    铀石在我国砂岩型和热液型铀矿床中陆续发现，经常与沥青铀矿共生，并见有互相交代的现象。但铀石的数量相对较少，只能是顺便利用的铀矿物。

    铀石的化学式为U(SiO4)1-x(OH)4x。我国铀石样品分析结果表明，H2O含量相差很大，这可能是由于OH-不是铀石的固定组分。在铀石中还含有Ca、Fe、Al、P等杂质元素。铀石为四方晶系，多呈四方柱状、针状或粒状。一般粒度很小，热液成因者一般为0.5~0.8mm，沉积成因者只有0.016~0.0005mm。我国铀矿工作者在对铀石晶体形态研究中发现了两个新结晶原型，即柱面｛310｝和双锥面｛201｝，形成较以往发现的晶形更为复杂的晶体。铀石本身也不稳定，大多不同程度变生，强烈变生的铀石为滦琴非晶质。该矿物呈黑色，有玻璃光泽到半金属光泽，硬度4.20~5.10，密度4.39~5.18 g/cm3。

    ——硅钙铀矿  （Uranophane）

    硅钙铀矿是铀矿床氧化带常见的表生铀矿物，往往成为氧化矿石的工业铀矿物，在广西双滑江燕山期中-细粒二云母花岗岩体内的淋积型铀矿床中，是主要工业铀矿物。它经常与钙铀云母等次生铀矿物共生。

    我国硅钙铀矿的化学式为Ca(UO2)2(SiO2OH)25~6H2O，和理论成分比较，含较多的H2O，属单斜晶系。晶体呈长柱状、针状，集合体呈束状、放射状、纤维状和致密块状，黄色、条痕浅黄色，有玻璃光泽，硬度3左右，密度3.60~3.84 g/cm3。在紫外光照射下能发出很弱的污黄绿色荧光。

    ——钙铀云母  （Autunite）

    钙铀云母是最常见的表生铀矿物，不仅见于铀矿床的次生氧化带，而且见于铀异常的氧化带，是一些氧化矿石的主要铀矿物，经常与变钙铀云母、硅钙铀矿等共生。

    钙铀云母的化学式为Ca(UO2)2(PO4)210~12H2O，有时含少量Al、Fe、Si、Na等杂质。该矿物在干燥气候条件下可自行脱水，形成变钙铀云母Ca(UO2)2(PO4)26~8H2O，属四方晶系，多以晶体形态产出。晶体呈四方片状、板状。集合体呈麟片状、晶簇状，呈黄色、黄绿色、浅绿黄色，半透明，有玻璃光泽，解理面上呈珍珠光泽，硬度2~2.5，密度3.1~3.2 g/cm3。在紫外光照射下发强黄绿色荧光。

    ——盈江铀矿  （Yingjiangite）

    盈江铀矿首次发现于我国云南省盈江县541铀矿化点的氧化带，1990年确定为新的铀矿物，稍后在下庄矿床也相继发现，与钙铀云母等次生矿物共生。由于它在自然界不发育，因此不具工业利用价值。

    盈江铀矿的化学式为(K1-xCax)(UO2)3(PO4)2(OH)1+x·4H2O(x=0.35)，产于下庄铀矿床的盈江铀矿含K和Ca很高，属四方晶系。单晶呈细长柱状，一般长2~3mm，直径小于1mm。柱面上有平行延长方向的条纹。集合体呈束状或致密块状，呈深黄色、带褐的黄色、条痕桔黄色，有强玻璃光泽，硬度2~3，密度4.15~4.54 g/cm3。在紫外光照射下发黄绿色荧光。

    ——芙蓉铀矿  （Furongite）

    芙蓉铀矿在我国湖南省西部316淋积型铀矿点氧化带中发现，1977年确定为新的铀矿物。它经常与钙铀云母、绿磷铝石、核磷铝石等矿物共生，是一种少见的表生铀矿物，不具有工业利用价值。

    芙蓉铀矿的化学式为Al13(UO2)7(PO4)13(OH)14·58H2O，呈板束状或致密块状，具有鲜黄色、柠檬黄色、条痕白色，半透明，有玻璃光泽，硬度2.80~2.90，计算密度2.484 g/cm3。在紫外光照射下发浅黄绿色强荧光。

    ——腾冲铀矿  （Tengchongite）

    腾冲铀矿首次发现于我国云南省腾冲县眼球状混合岩与混合片麻岩接触带的铀矿化点的氧化带内，1985年被确定为新的铀矿物。它与水丝铀矿、钼钙铀矿紧密共生。腾冲铀矿是少见的表生铀矿物，不具工业利用价值。

    腾冲铀矿的化学式为CaO·6UO3·2MoO3·12H2O，属斜方晶系，晶体呈薄板状、板状，透明至半透明，有玻璃光泽，硬度2~5，密度4.25 g/cm3。在紫外光照射下不发荧光。

    ——湘江铀矿  （Xiangjiangite）

    湘江铀矿首次发现于我国湖南郴州铀矿床的氧化带内，1978年被确定为新的铀矿物。它与铝铀云母、磷铝石等共生。湘江铀矿是很少见的表生铀矿物，不具有工业利用价值。

    湘江铀矿的化学式为 (Fe、Al) (UO2)4(PO4)2(SO4)2(OH)·22H2O，属斜方晶系或单斜晶系。在电子显微镜下，呈稍微拉长的六边形片状，少数呈矩型或八角形片状。集合体呈粉末状、土状、皮壳状。呈黄色、亮黄色、条痕浅黄色，有丝绸光泽，硬度1~2，密度2.9~3.1 g/cm3。在紫外光照射下不发荧光。

 

二、 用途与技术经济指标

 

    铀的应用，是一个复杂的原料加工、燃料制备，并与其他门类的科技和工业协调合作的过程。从图2.4.1中可以简单了解铀在核工业中的作用。

    铀是目前广泛应用的核燃料。铀原子核受中子轰击，能分裂为两个质量相近的裂变块，同时释放出大量的能量和二三个快中子。这些中子会再引起其他原子核裂变，如此连续分裂，形成链式反应。

    238U不易分裂，它只在快中子作用下有裂变可能性。235U受快中子或慢中子轰击都能分裂，而且慢中子引起裂变的概率特别大。在碰撞过程中减慢下来的中子碰到238U，很容易被俘获，造成中子的损失。因此天然铀不能维持链式反应。为了获得链式反应，一个办法是把235U的浓度大大提高，即可达到瞬间大量核裂变的核爆炸；另一个办法是使裂变时产生的快中子减速为慢中子，这时它引起235U裂变的概率超过了被238U俘获的概率，链式反应将自行持续下去。最初的链式反应装置是将块状的天然铀排列布置在用石墨砖作为慢化剂的“堆”中，从而可以维持和控制链式反应，并因此而得名“反应堆”。

    目前，铀作为核燃料，尚无直接替代品，在金属应用方面是独特的。尽管239Pu和233U也是裂变材料，但239Pu是天然238U俘获中子后的产品，而233U是232Th俘获中子后的产品。在今后相当长的时期内，核裂变反应仍然是利用核能的唯一办法，而铀又是实现核裂变的主要物质，所以铀业是核工业的重要基础。

    图2.4.1表明了铀经多道加工后的用途有两个方面：一个是作为燃料进入核反应堆，另一个是作为核爆炸材料。

 

(一) 核反应堆

 

    在核反应堆中进行的核裂变，产生大量的热能、中子、裂变产物和γ、β射线。多数的堆只利用其中一种产品。核反应堆的主要用途有：

 

图2.4.1核工业主要工艺流程图

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    1. 核能发电

 

    利用反应堆产生的热能发电，是当今世界核裂变应用最重要的领域。至今生产出的铀大部分都用于核电站。核电已是许多国家能源供应的一个重要方面。中国核电正在进入加快发展的新时期。

    核能的主要优点是它的能量高度密集。目前，唯一能代替石化燃料并大规模使用的新能源，只有核能。一个235U原子裂变成两块，释放出200MeV的能量。煤燃烧时，一个碳原子与两个氧原子结合成一个二氧化碳分子，放出4.1eV的能量，是一个235U原子核裂变释放能量的1/4.878×104。1g235U裂变发出的热，比1g标准煤燃烧发出的热多280万倍，相当于2.8 t 标准煤燃烧发出的热。

    用铀的裂变堆比燃煤锅炉在技术上复杂得多，所以核电站的建设成本高。但铀的能量高度密集，核电站的燃料费低于煤电站。世界上一般核电成本比煤电低，最终是受益于合理地选用了铀作为燃料。一座100万kW的煤电站，年耗原煤约300万t ，而同规模的核电站，一年只需消耗约150 t 天然铀。

核能在卫生安全和环境方面最主要的问题是放射性，但经过几十年的实践，目前采取的有效措施已能保证核能成为安全而清洁的能源。国际辐射防护委员会规定，居民年剂量限值为5mSv。据测量表明，现有核电站对居民的照射，每人每年剂量为0.001~0.05 mSv，平均约0.008mSv，为规定限值的1/600，约是每人体内40K放射性的1/20。联合国原子辐射影响问题科学委员会和一些发达国家统计结果说明，人们受到放射性照射中，绝大部分来自天然本底，其次来自医疗，来自核动力工业的只万分之几至千分之一。

 

2. 舰船核动力装置

    

目前世界上一些国家将压水堆技术应用于潜艇、护卫舰、航空母舰和大型民用船只。核燃料的原料是铀。中国在70年代初试制成功了潜艇核动力。常规潜艇用普通燃料，一次装料的续航距离通常只有1万n mile左右，潜航距离仅可达400n mile。而核潜艇一次装料可维持10年以上，续航能力超过40万n mile。又由于核动力装置无须氧气，因此其潜航距离可达总航程的90%。同时，在机动性、隐蔽性方面，核潜艇也具有很大的优越性。有的国家正在研究试制宇航核动力装置。

        

3. 热电联供堆和纯供热堆

 

    核能可在发电的同时进行供热或专用于供热。

    根据中国能源消费资料统计，中国开发的初级能源用于发电部分仅占20%，而用于各种形式的工业和民用供热占70%，而且其中至少一半以上属于150℃以下的低温热用户，这类供热可利用核蒸汽或汽轮机中间抽汽来满足。尤其是城市的生活用热，其温度水平很低，可用较简单的具有高安全性的低参数核反应堆来满足需要。

    从80年代初，中国开展了核热电站和核热站工程开发工作，取得了良好成果。中国正在建设一座10MW高温气冷试验堆，将于1999年底前建成。高温气冷堆是一种安全性好，能够提供高温热应用的先进反应堆，可以用来进行热电联供、稠油热采、煤的气化和液化等，在长远能源系统中具有广阔的应用前景。世界上仅有少数国家建成了这种反应堆。

    

4. 中子源

 

    在反应堆中产生的中子数量比用其他方法要多得多，而且代价低廉，所以反应堆是开展基础与应用研究工作的重要工具。

    反应堆作为中子源的另一重要用途是生产上百种的放射性同位素。这些同位素可制作示踪原子，用于科学研究、临床诊断和工农业生产；利用同位素射线的穿透能力，可进行研究和生产的检验和控制；利用射线的生物效应，可杀菌、治病、食物保鲜、改良种子；利用射线的化学效应，可促进高分子聚合反应，改善材料性能；放射性同位素的能源应用在宇宙飞行器、灯塔、极地气象站、心脏起搏器等方面的功能是很独特的。

 

(二) 核裂变爆炸

 

浓缩到90%的235U，在具有一定量并不加控制的条件下，瞬时间能释放出大量的裂变能，即是原子武器的核爆炸。由238U制出的239Pu是制造钚弹的材料。热核武器的基本原理是利用氢的同位素氘、氚核的聚变反应释放巨大能量。这与原子武器的原理有质的差别，    但热核武器要由******引爆，所以两者是有联系的（见图2.4.1）。核爆炸在国民经济中的和平利用方面，在原苏联和美国从60年代已有多方面的实践，如在哈萨克斯坦用核爆炸造出了人工湖，还用于地层灭火、地质勘探等。

 

三、 矿业简史

 

(一) 地质勘查

 

我国铀矿地质工作在新中国成立前几乎处于空白状态，只有个别地质工作者在调查其他金属矿产过程中发现过铀矿物。1934年地质工作者张定钊用分光分析法分析赣南钨、锡矿石时，鉴定出有铀元素的存在。1938年地质工作者张更生从广西花岗岩体的冲积砂内选出含放射性元素的独居石、钍石。1943年江西地质调查所南延宗在广西钟山县黄羌坪调查钨、锡矿产时发现晶质铀矿、“脂铅铀矿”和磷钙铀矿。1948年地质工作者何杰在广西钟山县花山村岩体中发现次生铀矿物。另外，在40年代，原苏联一些地质人员先后在我国新疆伊犁盆地进行了铀矿调查，并估算出一定的铀资源量。日本人在占领东北期间也开展了铀矿调查，在海城地区发现铀矿化并进行了开采。

    新中国成立后，党中央和政府十分重视铀矿地质事业。1954年冬，根据中央的决定，成立了“地质部普查委员会第二办公室”，负责开展铀矿普查勘探。在原苏联专家的指导下，对海城矿点和刚发现的广西富贺钟地区的铀矿化检查，结果说明：海城地区铀矿化属伟晶岩型矿化，无工业开采价值；广西富贺钟地区的铀矿化产于锡矿脉的裂隙中，属热液型，其本身虽不具工业开采价值，但表明在我国南方地区存在找到工业铀矿床的可能性。

    1955年1月20日，我国和原苏联签定了中苏合营在中国勘探放射性元素的议定书。在西北、中南、华东，通过一年的工作，共发现放射性异常点2 000多处，有远景的矿化点11处。这不仅为进一步勘探提交工业铀储量打下了良好的基础，更主要的是显示了我国具有丰富的铀资源前景，从而拉开了我国大规模开展铀矿普查勘探的序幕。

    40多年来我国铀矿地质工作者共对300多万km2 陆地面积进行了地面的放射性测量和相应的地质调查，对250多万km2的陆地面积进行了航空放射性测量，完成钻硐探工作量3 000多万m，提交了一批工业铀矿床，使我国成为世界上铀资源比较丰富的国家。

    我国的铀矿地质发展经过了以下四个阶段。

    

1. 组建队伍创业阶段

   

 1955年4月成立了专门的铀矿普查勘探管理机构——地质部第三局。在长沙和乌鲁木齐分别成立了两个地区性的普查机构——309大队和519大队，组建了4个地质队。随着铀矿普查勘探工作的发展，又先后组建了209检查队（后扩建为209大队）、182大队、406大队、608大队。1959年组建了铀矿地质科研机构——北京第三研究所。这一阶段的普查找矿工作，是在原苏联专家的指导下进行的，主要是寻找当时已知的铀矿类型。如根据原苏联的经验，在新疆地区确定以寻找砂岩型铀矿床为重点；在南方主要是在花岗岩外带寻找波西米亚地块上的花岗岩型铀矿。当时的找矿方法主要是运用航空放射性测量和地面放射性测量寻找放射性异常，然后进行地质评价。这一找矿方法十分有效，特别是快速的航空放射性测量取得了很好的效果。像衡阳盆地的汪家冲矿点，湖南郴县的金银寨矿点，江西相山矿田的石马山矿点，都是首先由航空测量发现的。经过对有关矿点的加速勘探，到1958年已正式向国家提供了第一批铀储量，到1960年向国家提供了8个铀开采基地。此外，在找矿类型上也有所突破。1956年首次在广东贵东岩体内发现硅化带型铀矿化，被称为“希望矿化区”，后经勘探提交了一个大型铀矿床，从而肯定了在花岗岩体内找矿的潜景，为后来在花岗岩岩体内找到大量铀矿床做出了贡献。

    

2. 60年代初至70年代初的自力更生发展阶段

 

    1960年8月原苏联政府中断对中国的技术援助，撤走专家后，党中央提出依靠自己专家，大力协同发展铀矿事业的方针。一方面，从其他地质部门抽调一批技术骨干加强铀矿地质队伍的技术力量；另一方面，组织科学院、地矿部等有关部门积极参与铀矿地质科研和普查勘探工作。1961年6月的铀矿地质工作会议提出了“进一步提高工作质量，千方百计过技术关，加速扩大老矿区，顽强开辟新要地，建立巩固的后方”的任务。在工作方法上强调科研与普查勘探相结合，要求广大技术人员运用辩证唯物主义的观点总结中国的矿床规律。这次会议把我国的铀矿普查找矿工作推向了一个新的阶段。1963年3月在北京香山召开了首次铀矿矿床会议，总结和研讨了我国铀矿床的特征和形成规律。1966年后虽然铀矿地质工作一度受到干扰，但总体还是不断地发展。特别是对花岗岩型铀矿床的研究和找矿成果最为突出，在希望矿床之后又陆续发现了一批产于花岗岩体内的铀矿床，总结了一套完整的花岗岩型铀矿床的特征和成矿理论，使中国在这方面处于世界领先地位。与此同时，在火山岩型铀矿床和碳硅泥岩型铀矿床的找矿和科研方面也取得了很大的进展。在江西相山、广西产子坪、中南老卧龙等地提交了一批新的铀矿床，使我国东南地区发展成为最重要的铀资源基地。到60年代末，铀矿地质技术队伍已经成熟，积累了丰富的经验，同时还建立了系统的工作规范，为大力发展铀矿地质事业打下了基础。

        

3. 70年代初到80年代中期的持续发展阶段

    

为了增加铀资源的战略储备，党中央决定加速发展铀矿普查勘探，每年投入的工作量逐年增加。到70年代末，年钻硐探工作量达到150多万m。普查工作也从寻找地表异常转为寻找深部盲矿的攻深找盲。为此加强了地质规律和新方法、新技术的研究。除不断加强发展北京第三研究所外，还先后成立了六个地区性的铀矿地质研究所，形成了以北京第三研究所为中心，地区研究所为骨干，各大队科研组为基础的三级科研体系。我国铀矿普查找矿工作，由过去的以放射性方法普查为主，发展成为以地质理论为指导，各种物化探配套的综合方法，并先后进行了南方花岗岩成矿规律编图和中国中新生代成矿规律编图。在勘探手段方面，由过去的手工操作，逐步实现了机械化和自动化，大大提高了工作效率。这一阶段的地质成果也十分突出，在华东、东北中新生代砂岩盆地和滇西地区第三系含煤和砂砾岩盆地中发现了一批铀矿床，使砂岩型铀矿发展成为我国主要的铀矿类型之一。通过华北会战探明了矿石品位较富的连山关铀矿床，发现了沽源火山岩型铀矿床，展现了在元古宙地层和北方地区找矿的良好前景。与此同时，南方的一些老矿区储量也逐年扩大，成为我国铀储量增加最快的时期。另外，随着改革开放，铀矿地质打破过去的封闭状态，开始了国际技术交流。中国铀矿地质工作者积极参加国际会议和到外国铀矿床进行考察，国外专家也常到中国进行访问。

    

4. 80年代中期以来的调整阶段

    

由于国际形势的缓和，核武器研制生产对铀的需求大幅度下降，而核电建设在我国还处于起步阶段，对铀的需求也十分有限，这就出现我国在近期内铀资源富余的状态。因此铀矿地质队伍按照“保军转民”的方针，开始对产业结构进行调整，提出“以铀为主、多种经营、多创效益、走向四自”的方针。许多地质大队转为从事民品生产、劳务工程等。从事铀矿地质的人员逐年减少，目前只有少数地质队从事铀矿普查勘探。钻硐探工作量也大幅度下降，到1995年，年工作量总计不到10万m。1997年度钻硐探工作量开始回升，计划增加到20万m。在地质工作方向上也进行了重大的调整：一是从过去的以提交资源量为主，改为以战略选区为主，力争在2000年前能选出几处万吨级的后备基地，以备核电站大发展时及时提供充足的铀原料；二是在找矿类型上重点放在寻找经济效益好的可地浸的层间氧化带砂岩型铀矿床，工作区重点从南方转移到北方的中新生代砂岩盆地。以新的成矿理论对北方的大、中型中新生代盆地进行系统地区调选后，在二连、伊犁盆地重点进行普查和勘探，在伊犁盆地找到了库捷尔太铀矿床和成功地完成了地浸试验，该地区将成为我国第一个地浸采铀生产基地。在二连盆地也发现了很好的成矿线索和铀矿床。另外，在南方老矿区扩大方面也取得了一定的成绩，发现了一些有远景的矿点。这一时期的另一特点是，对外技术合作继续加强，西北地质局、东北地质局先后请独联体的专家到中国来指导找矿工作。北京地质研究院、东北地质局和全俄地质研究所共同进行中俄边境邻区的铀成矿地质编图。核工业总公司地质总局和日本动燃团合作先后在中国云南、东北地区开展找矿工作。这些国际合作对我国铀矿地质发展起到了很大的促进作用。

 

(二) 矿冶生产

 

    中国铀矿冶工业创建于1956年。经过约20年的努力，在十几个省、市、自治区，建成了几十座铀矿山、铀水冶厂，以及机械修造厂、建设安装公司、设计研究院所和技术学校等配套设施，形成了完整的铀矿冶工业体系。生产的铀产品，保证了核燃料生产的需要。

    中国铀矿冶工业的发展，大致可分为三个阶段：1956~1963年，创建阶段；1964~1978年，发展和完善阶段；1979~1996年，调整阶段。

   

1. 创建铀矿冶工业

 

    在铀矿地质部门发现了几个有工业价值的铀矿床后，国务院决定由冶金部有色金属管理局兼管铀矿冶工业。1956年11月，国家组建了第三机械工业部（后相继改名为第二机械工业部和核工业部）。1958年初，冶金部成立第三司，专管铀矿冶工业，1958年末，冶金部第三司划归第二机械工业部，改编为第十二局。从1958年6月起，第一批铀矿山和水冶厂相继开工建设。

    第一批铀厂矿包括湖南衡阳铀厂、湖南郴县铀矿、大浦铀矿和江西上饶铀矿。这四个工程初期由原苏联援助设计。衡阳铀厂是区域性的铀矿石加工厂，开始设计确定年处理35万t 矿石，生产铀金属500 t。1958年末，第二机械工业部根据核燃料生产发展的需要和中南地区铀储量增加等原因，确定将衡阳铀厂年设计处理矿石能力增加到80万t ,生产铀金属1 000 t。

    为了加快组建铀矿冶职工队伍，国务院和中央军委做出决定，从冶金、煤炭、化工等部门和全国各省、市、自治区以及中国人民解放军选调人员。仅用1年时间，16 000名调来的职工分赴各地铀矿冶工程。当时有14个建设工程，上述三矿一厂为重点工程，要集中力量，保证建设进度。在建设程序上，实行勘探、设计、施工适当交叉。现场施工尽量平行作业；设备订货一律加急安排。各级地方政府在建设用地、招收工人和物资供应等方面给予充分保证。1960年4月，湖南郴县铀矿生产出第一批铀矿石。这是中国铀矿开采工业的重要开端。

    在第一批厂矿建设的同时，铀矿开发也实行了中央工业与地方工业并举和大型企业与中小型企业并举的方针。在1958年至1960年期间，江西、湖南、广东、云南、贵州等省都纷纷办起了小铀矿。在工业化铀厂矿建成之前，他们生产出了重铀酸铵150多t ，为初期的核燃料生产提供了原料。随着大中型铀厂矿建成投产，这些小铀矿逐步被关闭。

    1960年8月原苏联政府停止援助后，第二机械工业部针对面临的困难提出了“自力更生，过技术关，质量第一，安全第一”的工作方针。铀矿冶系统进一步加强了工程建设和技术攻关的组织领导，充实了技术骨干。这时，第二机械工业部决定在北京化工冶金研究院（原核工业部第五研究所）建设小型制备二氧化铀和四氟化铀的生产装置。在缺少资料、无经验的情况下，科技人员刻苦钻研，群策群力，先后攻克了化学浓缩物预处理、萃取乳化、煅烧炉材质、二氧化铀的光谱分析和化学分析方法等多项技术难关，生产出了合格的二氧化铀和四氟化铀。通过试验性生产，培训了技术人员，提供了这两种产品的质量标准，验证了衡阳铀厂纯化系统的工艺参数，为该厂工业投产做了技术准备。

    衡阳铀厂在设计院、研究所的积极参与下，围绕安全防护、自动控制、设备安装、化验分析、特种材料等关键问题和浸出、吸附、萃取、结晶、煅烧等工序的技术难题，开展攻关活动，先后解决了纯化系统煅烧不出产品、氨气泄漏严重和水冶系统磨矿效率低、浸矿堵塞、吸附树脂损失多等问题。1962年9月，纯化系统生产成功，得到了工业生产的核纯二氧化铀，为中国第一颗******的研制提供了原料。1963年8月，该厂全面投产。

    江西上饶铀矿的水冶厂也克服了许多困难，于1962年5月生产出首批合格的重铀酸铵。

    到1963年10月，“三矿一厂”基本建成投产，并形成了生产能力。此外，湘南机械修造厂、衡阳矿冶工程学院、衡阳医院等配套工程，也相继建成，投入使用。

    铀矿开采和铀的提取与精制的工业生产体系的初步形成，标志着中国已成功地创建了自己的铀矿冶工业。

    

2. 发展和完善铀矿冶工业体系

 

    随着第一批厂矿的建成投产，核燃料工厂的建设也初具规模，对铀的需求量急剧增加。从1964年开始，中国铀矿冶工业进入了一个新的发展阶段。其主要任务和目标是：提高第一批厂矿生产能力，建设第二批厂矿，改进和完善工业布局，开发新工艺、新技术，提高企业管理水平，把新兴的铀矿冶工业继续推向前进。

    按照当时掌握的资源情况和对铀生产的要求，十二局制定了中期铀业发展规划，提出要集中力量打歼灭战，进一步缩短建设周期，降低建设和生产成本。规划安排的要点是：加速湖南大浦铀矿、江西抚州铀矿、广东翁源铀矿的基建和填平补齐工程；新建浙江衢州铀矿、广东澜河铀矿、新疆伊宁铀厂和两个矿山。

    这批厂矿与首批的相比，地域分布广，有的建设规模大，采冶技术更为复杂。特别是处理煤型铀矿的新疆伊宁铀厂的建设，困难较大。中央专门委员会组织了第一机械工业部、冶金工业部、煤炭工业部、化学工业部等11个部门和江西、广东、新疆等10多个省、市、自治区参与基建施工和协作攻关。例如，煤的低温燃烧试验由北京石景山发电厂负责；火力发电厂的设计由水电部西北电力设计院和新疆自治区电力设计院承担；核心设备——低温煤粉燃烧炉，由哈尔滨锅炉厂设计制造；煤粉吸尘系统由北京有色金属设计院设计；工业建筑的施工由新疆生产建设兵团承包。部内外103个单位抽调人员参加了施工会战。300多个厂家制造的7 000余种设备器材先后及时运到现场。1970年3月，该厂生产出了首批合格产品，在世界上第一次实现了褐煤型铀矿低温燃烧发电和从煤灰中萃取铀的工业生产。

    江西抚州铀矿于1966年建成3个分矿。随后相继建成了水冶厂、矿石放射性预选厂和八个新分矿，形成了年产铀矿石30万t 并生产300 t 铀金属的采冶联合企业。

    第二批厂矿比首批明显加快了建设速度，减少了投资。主要的措施是科研、设计与施工、生产紧密结合，充分利用地质勘探设施，因地制宜建设工业和民用设施。有几个矿只用一年多时间建成投产，有20个矿井的投产时间比计划提前半年到一年。

    铀矿采冶技术，通过创建时期向原苏联专家学习和自己的实践，到60年代中期，已经具备了独立自主、自力更生开展科研、设计和组织建设、生产的能力。

    在采矿方面，初步摸索出了生产探矿的成套经验，以较少的投资，增加了较多的地质储量。对充填法采矿工艺不断进行改革，直接工效提高60%，成本降低20%。各矿山加强采掘机械化，推广先进技术，采矿和掘进工效大幅度提高。

    在水冶工艺创新方面，先后研究成功了处理花岗岩型铀矿石的清液萃取流程，处理硅酸盐型铀矿石的清液吸附流程和处理火山岩型铀矿石的淋萃流程，特别是从矿石浸出液直接制取核纯产品和从煤型铀矿中提铀新工艺，当时在国际上均属首创。

    到1968年，又新建成了4座矿山、4座水冶厂，扩建了6个矿井、1座水冶厂，形成了以湖南、江西、广东、新疆省（区）的铀矿冶企业为骨干，大、中、小企业相结合的工业布局，生产能力有了较大的发展。

    从1968年开始，根据国家的需要，铀矿冶第三批厂矿陆续开始建设。主要新建的项目有：江西崇义铀矿、广东仁化铀矿等采冶联合企业，陕西蓝田、河北青龙等铀矿，贵州息峰、甘肃靖远区域性水冶厂，江西抚州铀矿水冶厂二期工程；扩建的有：广东翁源、澜河铀矿水冶厂。

    由于新建的这批工程，大都地处边远山区，交通十分不便。有的海拔3 000多米，空气稀薄，气候寒冷，全年冰冻期达半年之久；有的在人迹稀少的荒凉戈壁，常年干旱少雨，风沙不断，用水要从几十公里以外引取。因此这批厂矿建设的难度，远远超过前两批。由于广大科研、设计和施工人员的勤奋献身精神，刻苦战胜了自然条件和生活上的困难，攻克了许多工程技术难关，因此至70年代中期，这批工程陆续建成投产。

    从60年代末至70年代，设计研究院所和生产厂矿继续研究开发先进技术，促进了铀采冶的科技发展。在矿山地质工作中，推广应用激光导向技术、闪烁辐射定向仪、全自动矿车快速γ取样等新技术；巷道掘进推广应用喷锚支护、吊罐打天井、毫秒微差爆破和光面爆破等技术；在开采方面，堆浸试验和地浸采铀研究，均取得了初步成果。新疆两个铀矿研究成功了倾斜分层充填法等新的采矿法，解决了安全生产问题。在第三批厂矿建设中，将新研究成功的碱法提铀工艺，首次应用于三个水冶厂的生产；研究成功了从矿石浸出液制取四氟化铀新工艺；首次建成了从铀矿石中提镭的生产线；研制成功了各种大比重、大孔树脂等新材料和201型矿石放射性预选机等新设备。在辐射防护和环境保护方面，研究了铀矿山通风方式、氡的析出机理及渗流规律、防氡措施等课题，对部分矿山的通风防护设施进行了技术改造，提高了通风效率和氡的合格率；超高压静电抑尘技术的研究成功并用于选冶厂除尘、除氡和净化酸雾，取得了良好效果；多种类型的移动床或流动床离子交换新工艺用于废水治理，改善了厂矿的环境保护。

    

3. 调整转向军民结合

 

    从1979年开始，铀矿冶工业进入了一个新的历史时期。根据国家“把工作重点转移到社会主义现代化建设上来”的指导思想和国民经济“调整、改革、整顿、提高”的方针，第二机械工业部从单一为军用服务，逐步转向军民结合的轨道，实行“坚持改革，保军转民，以核为主，多种经营”的方针。

    面对这一新形势，中国铀矿冶工业采取了一系列调整改革的措施，十几年取得了许多变化和进步，其主要的方面是：

——铀生产主要面向中国核电的需求，落实“天然铀立足于国内”的方针，与国家核电计划协调发展。为了达到核电燃料的要求，铀产品质量调整为核电纯的标准。

——从1985年到1994年，两次成批地关闭了一些经济效益差的矿山和水冶厂。从1980年开始，适量出口天然铀。

——为了降低生产成本，积极改进铀生产技术。衡阳铀厂、抚州铀矿和仁化铀矿三个老水冶厂的技术改造，采用了我国最新的科研成果和技术装备，适应不同的需求和完善水冶整体的工艺衔接，改变中间产品方案，简化流程，与矿山采矿能力协调，节能降耗，提高了经济效益。先后研制成功并在生产中应用的铀提取关键设备有：5421型放射性预选机、高效浓密机、水平带式过滤机、矮层流化床洗涤柱、全逆流多层混合澄清器、流化床沉淀器等。

——进入90年代，为了适应在本世纪末对铀需求的增长，先后有三个铀采冶联合企业投入生产，并采用新技术和新的管理方法。新疆伊宁铀矿是中国第一个地浸采铀企业，生产能力在不断提高。陕西蓝田铀矿采用地表堆浸和地下爆破就地堆浸方法采铀，达到了设计规模。1996年投产的辽宁本溪铀矿，采用全液压凿岩台车和铲运机进行充填法采矿，并首次应用浓酸熟化、高铁淋滤堆浸提铀工艺，取得了良好的效果。本溪铀矿还改革了从前的建矿模式和劳动制度，没有建设工人村、学校等辅助设施，为新建厂矿企业提供了经验。

——在调整铀的生产能力、提高生产效率的同时，核定和减少了铀生产人员，利用下岗人员和富余的生产设施，开发非铀产品和产业。1984年从事铀生产的人员有45 000人，至1996年，减少到8 500人，铀厂矿的全员平均劳动生产率比80年代初提高了4倍。10多年来总共约有26 000名从事铀生产人员由原企业组织转产，另有约10 000人调到其他部门。