辽宁钍资源开发潜力及经济效益分析

文/核工业二四〇研究所 李 庆

研究资源国土

辽宁钍资源开发潜力及经济效益分析

文/核工业二四〇研究所 李 庆

钍元素本身不是裂变物质，但在一个普通的232Th原子核在吸收一个中子后就会变成233Th，它很快就经历两次β衰变，变成233U一种长寿命的易裂变物质，从而取代235U用于核反应堆。与铀一样是战略资源，将来可替代铀，并引导核电发展的新方向。

一、钍核能开发的优势

1.钍用于核能发电的技术、理论和方法已基本成熟

自然界中天然核燃料仅有235U，其在天然状态下的含量仅为0.7%,而稳定状态的238U高达99.3%。238U必须经过一系列的人工转换才能成为可裂变的235U，并被用作核反应堆的燃料。另一种能取代235U的铀同位素是233U，其在自然界并不存在，要用232Th人工转换的方式将其转变为可裂变的核燃料。通常在热中子反应器中，利用232Th可产生裂变的233U。钍矿床中的钍以232Th形式存在，不需要浓缩，且提炼分离较为简单、经济。另一特性是钍作为反应器燃料时，以金属态存在，易于加工。

2.钍资源可以应对能源危机

1吨钍相当于200吨铀、350万吨煤，可提供10亿千瓦时的电力。钍反应堆必将成为未来核电发展的新方向，将更安全、高效、更可持续。

3.钍核能的开发利用有利于解决严峻的环境和安全问题

钍核能的零排放、低辐射和较少的核废料优势，有助于对抗环境污染的新武器。钍核能的开发更为安全、环保，开发成本也低。

4.钍核能的利用安全性高，选址自由

新的钍反应堆在常压下运行，操作简单安全。由于冷却剂是氟化盐，冷却后变成了固态盐，核燃料不易泄漏，不会与地下水作用造成生态灾害。选址上可建于几十米深的地下，可安全隔绝射线，又可防止人为武器攻击。

二、我国钍资源开发的初步设想

随着核电的不断发展，开发利用钍资源作为补充的核燃料对核能的开发和保障都很重要。目前，我国对钍核资源的开发和利用体系正在健全。结合我国核能发展的现状及核电发展规划，将钍利用作为国家能源战略。钍是我国核能可持续发展的潜在资源。2035年，我国实现快堆核能系统的商用化。可以在快堆电站后逐步引入钍燃料。我国核能发展中长期钍利用的可用方案。比较合理的钍资源利用方案是：将钍放在快堆增殖层中，使之转换为233U，再将含233U的钍制成燃料棒，在热堆中燃烧。

三、辽宁钍资源勘查开发现状及前景

20世纪70年代在辽东地区发现了赛马碱性大型铀钍综合型矿床。

1.勘探程度

该矿床历经10年，1974年勘探结束。对矿床进行了详细的地质、物化探、水文、工程地质等研究工作。基本查明了矿床地质构造特征、矿化类型和矿化形态、产状、规模、空间展布特征、矿石质量。基本查明了水文地质及工程地质条件。初步研究了矿床开采技术条件和矿石工艺加工性能。

2.矿床地质特征

赛马铀钍矿床呈南北带状展布。主要包括二种矿化类型：矽卡岩型富铀烧绿石铀铌矿化、绿层硅铈钛矿铀钍矿化。铀含量0.05%～0.1%，钍含量0.15%～0.4%。

(1)矽卡岩型铀铌矿

钍石、方钍石、铀烧绿石和铌钛铀矿石为主要钍矿物和含钍矿物；矿体呈透镜状、扁豆状产出，走向南北，倾角＞50°，沿倾向呈雁列式展布。

(2)绿层硅铈钛型铀钍矿化

绿层硅铈钛矿是主要的含钍矿物。矿体呈似层状、透镜状、产出，少数呈巢状、囊状。矿体走向近南北，倾向110°～80°，倾角5° ～25°矿体埋深250m以上。包括近百个矿体。

3.矿石加工技术性能

对绿层硅铈钛矿型和富铀烧绿石型矿石进行了加工试验。

(1)绿层硅铈钛矿型矿石试验

不加热除硅浸出法取：取粒度0.25mm，原矿500g，用16%硫酸，2%氧化锰搅拌，室温下放1小时，加55%硫酸恒温60℃，固液比1:2，pH=1.5的酸化水制浆两次。铀回收率80.80%，钍回收率80.21%。

(2)富铀烧绿石型矿石浸出试验

高温高压浸出方法处理富铀烧绿石型矿石铀浸出率较高。酸拌和焙烧法也比较好，但工序比较复杂。

4.急需解决的技术难题

由于该矿床属于铀钍混合型，工艺较为复杂，矿石水冶成本较高，伴生元素（铀、稀土）的综合利用还没有很好解决。要积极引进国外先进的铀、钍、稀土浸出工艺分离技术，加快工艺流程试验，促使铀、钍、稀土综合回收利用。

5.投资与经济效益分析

矿山开采周期15年，矿山建设周期2年。初步估算，总投资2.7亿元人民币，其中矿山工程1.7亿，水冶厂1亿。投产后，可解决当地600人的就业问题，促进当地物流、交通、矿山设备、化工产品较快发展。达产后年产值2.5亿（铀、钍、稀土综合回收），预期收益率20%，年利润0.5亿，上交所得税1000万，营业税1000万，从而促进辽宁经济的振兴。