長(zhǎng)期以來(lái),中國(guó)被西方世界貼上貧鈾國(guó)標(biāo)簽,核工業(yè)命懸一線,80%以上鈾資源依賴進(jìn)口,國(guó)家能源安全面臨巨大威脅。
當(dāng)傳統(tǒng)思路碰壁,地質(zhì)學(xué)家們大膽轉(zhuǎn)向,竟然在油田、煤田深處發(fā)現(xiàn)了難以置信的超級(jí)鈾礦,徹底改寫了中國(guó)能源自給自足的未來(lái)。
這一超級(jí)鈾礦發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生多大的影響?我國(guó)在這條路上努力了多久?
最初的找礦思路,是跟著別人學(xué),當(dāng)時(shí)澳大利亞在花崗巖體里找到了大礦,我們就覺(jué)得,那準(zhǔn)沒(méi)錯(cuò),也得盯著花崗巖找,方向一確定,大家就埋頭苦干。
1955年,好消息傳來(lái),在湖南郴州的金銀寨,通過(guò)飛機(jī)進(jìn)行放射性測(cè)量,總算有了發(fā)現(xiàn),這個(gè)發(fā)現(xiàn)直接催生了中國(guó)第一座鈾礦山——711礦。
它在1958年正式建立,后來(lái)也確實(shí)為我們1964年的第一聲核爆巨響,提供了關(guān)鍵原料。
但這只是解了燃眉之急,這種花崗巖模式下找到的礦,產(chǎn)量始終上不去,僅僅能滿足最基本的國(guó)防需求,想要發(fā)展核電,這點(diǎn)家底遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
后面的數(shù)據(jù)更能說(shuō)明問(wèn)題,到了2009年,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)估算,中國(guó)探明的鈾儲(chǔ)量也就17.4萬(wàn)噸,可那會(huì)兒我們每年的需求量已經(jīng)超過(guò)一萬(wàn)噸,國(guó)內(nèi)產(chǎn)量一千多噸。
缺口高達(dá)80%以上,脖子被別人卡得死死的。
即便到了2020年,情況也沒(méi)好太多,年需求9830噸,自家產(chǎn)量1885噸,自給率連19%都不到。
我們的鈾原料,絕大部分依賴進(jìn)口,其中哈薩克斯坦一家就占了43%,澳大利亞和加拿大加起來(lái)也占了28%。
這種供應(yīng)鏈有多脆弱?看看俄烏沖突就知道了,地緣政治一緊張,大家心里都捏把汗,有專家評(píng)估過(guò),一旦供應(yīng)被切斷,我們國(guó)內(nèi)的庫(kù)存最多只能撐18個(gè)月,這可不是鬧著玩的。
轉(zhuǎn)機(jī),往往來(lái)自一個(gè)不經(jīng)意的瞬間,更來(lái)自一次徹底的認(rèn)知顛覆,地質(zhì)隊(duì)員們開(kāi)始反思,難道中國(guó)的鈾礦,就非得長(zhǎng)在花崗巖里嗎?能不能換個(gè)地方看看?
真正的突破口,出現(xiàn)在鄂爾多斯盆地,那地方底下全是寶貝,煤、石油、天然氣,應(yīng)有盡有,勘探隊(duì)在進(jìn)行常規(guī)的油氣煤炭鉆探時(shí),儀器上突然跳出了放射性異常信號(hào)。
一開(kāi)始可能只是個(gè)意外線索,但它點(diǎn)燃了一場(chǎng)思想風(fēng)暴,有沒(méi)有可能,鈾礦和這些油、氣、煤是“鄰居”?這個(gè)大膽的想法,徹底打破了過(guò)去只盯著花崗巖的思維枷鎖。
新理論很快就得到了驗(yàn)證,2012年底,內(nèi)蒙古大營(yíng)地區(qū)傳來(lái)捷報(bào),一個(gè)大型砂巖型鈾礦被發(fā)現(xiàn)!第二年公布儲(chǔ)量,超過(guò)5萬(wàn)噸!這一下捅破了天花板。
科學(xué)家們終于搞明白了,原來(lái)鈾元素可以隨著地下水,在砂巖的孔隙里慢慢沉淀、富集,而這些地方,恰恰也是油、氣、煤的家,一個(gè)全新的找礦策略應(yīng)運(yùn)而生,“煤鈾共探”、“油鈾共探”。
這簡(jiǎn)直是降維打擊!過(guò)去幾十年,為了找油找煤,我們已經(jīng)積累了海量的地質(zhì)勘探資料,什么地震圖、鉆井?dāng)?shù)據(jù),堆積如山,現(xiàn)在,這些老數(shù)據(jù)成了找鈾的新地圖。
成果開(kāi)始井噴式爆發(fā),在伊犁盆地,利用現(xiàn)成的煤礦鉆孔數(shù)據(jù),一口氣又發(fā)現(xiàn)了3個(gè)大型鈾礦,加起來(lái)儲(chǔ)量超過(guò)5萬(wàn)噸。
在二連盆地,利用油氣資料,直接探明了中國(guó)首個(gè)超過(guò)10萬(wàn)噸的超級(jí)巨無(wú)霸砂巖型鈾礦。
2018年,內(nèi)蒙古通遼的錢家店地區(qū)又發(fā)現(xiàn)一個(gè)特大型鈾礦,埋深只有兩三百米,到了2021年,全國(guó)的鈾資源總量已經(jīng)攀升到約33萬(wàn)噸。
今年1月14日,自然資源部更是集中公布了一批重大找礦成果,其中就包括10個(gè)大型以上的鈾礦,比如在鄂爾多斯盆地的涇川地區(qū),利用油井?dāng)?shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)了一個(gè)預(yù)估資源量超過(guò)8萬(wàn)噸的特大型鈾礦,礦層厚度居然有25米!
找礦思路的轉(zhuǎn)變解決了去哪找的問(wèn)題,但新的挑戰(zhàn)又來(lái)了,我們新發(fā)現(xiàn)的這些鈾資源,超過(guò)80%都屬于低品位礦,用傳統(tǒng)方法開(kāi)采,成本高得嚇人,根本不劃算。
問(wèn)題倒逼技術(shù)革命,一套全新的第三代采鈾技術(shù)體系應(yīng)運(yùn)而生,它的核心,是一種叫酸法原地浸出的工藝,簡(jiǎn)稱ISL。
這技術(shù)聽(tīng)著玄乎,其實(shí)原理很巧妙,它根本不用把礦石挖出來(lái),而是通過(guò)鉆孔,往地下的礦層里注入一種特制的溶液,里面含有二氧化碳和氧氣,這種溶液能把砂巖里的鈾給溶解掉。
然后,再通過(guò)別的鉆孔,把溶解了鈾的液體像抽水一樣泵回地面進(jìn)行處理,整個(gè)過(guò)程對(duì)地表環(huán)境的影響極小,關(guān)鍵是,它能把資源回收率提升到70%以上!
更厲害的是,ISL技術(shù)讓那些品位低于0.01%的極低品位礦石,也一下子有了商業(yè)開(kāi)采的價(jià)值,這等于把過(guò)去我們看不上眼的廢石,全都變成了金疙瘩。
這項(xiàng)技術(shù)的集大成者,就是國(guó)鈾一號(hào)項(xiàng)目,這是我國(guó)目前最大的天然鈾項(xiàng)目示范工程,它的建設(shè)速度堪稱奇跡,去年7月12日才開(kāi)工,僅僅用了一年時(shí)間,就在最近成功產(chǎn)出了第一桶鈾產(chǎn)品。
項(xiàng)目滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后,一年的產(chǎn)能預(yù)計(jì)能達(dá)到3000噸,這背后,是一整套智能化體系在支撐。
項(xiàng)目建了一個(gè)智能化的遠(yuǎn)程管控中心,工作人員坐在辦公室里,就能實(shí)現(xiàn)一鍵采鈾。
通過(guò)大數(shù)據(jù)分析整個(gè)浸出過(guò)程,能耗直接降低了15%,生產(chǎn)周期也縮短了20%,這種效率,讓把理論儲(chǔ)量變成可用產(chǎn)能不再是一句空話。
技術(shù)的進(jìn)步是全方位的,為了適應(yīng)沙漠等復(fù)雜地表環(huán)境,我們開(kāi)發(fā)了“天-空-地”三維立體探測(cè)技術(shù)。
就在最近,中核集團(tuán)在新疆塔里木盆地1820米深處,發(fā)現(xiàn)了全球最深的工業(yè)砂巖型鈾礦化,這不僅是深度的突破,更是首次在廣闊的沙漠腹地找到了工業(yè)級(jí)的鈾礦。
為了實(shí)現(xiàn)這種深部找礦,科學(xué)家們還提出了全新的滲出-滲入復(fù)成因預(yù)測(cè)模型,正是這些理論和技術(shù)的創(chuàng)新,讓專家們敢于預(yù)測(cè),中國(guó)鈾資源的總潛力,可能超過(guò)驚人的280萬(wàn)噸!
從認(rèn)知突破到技術(shù)賦能,最終帶來(lái)的,是國(guó)家戰(zhàn)略格局的根本性重塑。
2024年,中國(guó)的天然鈾產(chǎn)量已經(jīng)突破4000噸,自給率,從2020年那個(gè)可憐的不足19%,一躍提升到了42.3%。按照這個(gè)勢(shì)頭,預(yù)計(jì)到2027年,自給率將超過(guò)60%,2030年更是有望達(dá)到70%!
這意味我們國(guó)家的能源安全,有了一塊堅(jiān)不可摧的壓艙石,我們擁有世界前三的核電裝機(jī)容量,再也不用為那18個(gè)月庫(kù)存而焦慮了。
更實(shí)在的好處是,自主供應(yīng)讓鈾燃料的成本,相比進(jìn)口降低了12%。這筆經(jīng)濟(jì)賬,相當(dāng)可觀。
當(dāng)你的家里有礦,你在全球市場(chǎng)上的腰桿子自然就硬了,中國(guó)已經(jīng)躋身全球鈾資源儲(chǔ)量的前列,我們提出的新理論、創(chuàng)造的新紀(jì)錄,也讓我們從一個(gè)追隨者,變成了某些領(lǐng)域的引領(lǐng)者,話語(yǔ)權(quán)自然不可同日而語(yǔ)。
這場(chǎng)鈾礦逆襲戰(zhàn)的紅利,還溢出到了能源領(lǐng)域之外,鈾的衍生產(chǎn)物,在民用領(lǐng)域大放異彩。
比如核醫(yī)學(xué),今年的醫(yī)用同位素產(chǎn)量,就比2020年增長(zhǎng)了50%,在農(nóng)業(yè)上,通過(guò)輻照技術(shù),我們已經(jīng)培育了超過(guò)300個(gè)優(yōu)良的作物品種,每年能為國(guó)家增產(chǎn)糧食超過(guò)百萬(wàn)噸。
為了保障這一切,國(guó)家也在制度層面發(fā)力,推動(dòng)礦權(quán)制度改革,鼓勵(lì)煤、油、鈾這些不同領(lǐng)域的企業(yè)協(xié)同勘探開(kāi)發(fā),在北方,一個(gè)集勘探、開(kāi)采于一體的新鈾都產(chǎn)業(yè)集群,正在悄然形成。
過(guò)頭看,中國(guó)甩掉貧鈾國(guó)這頂帽子,靠的絕不是什么天上掉餡餅的運(yùn)氣,它的根源,在于我們敢于掙脫思想的牢籠,用自己的理論創(chuàng)新打開(kāi)了一片全新的資源寶庫(kù)。
更關(guān)鍵的是,我們用強(qiáng)大的工程技術(shù)能力,把紙面上的潛力,一步步變成了看得見(jiàn)、摸得著的現(xiàn)實(shí),未來(lái),向地球深部進(jìn)軍的號(hào)角已經(jīng)吹響,智能化開(kāi)采將繼續(xù)為我們拓展能源的邊界。
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