1. 研究目标
发展铀资源溶浸理论，创新铀矿溶浸开采方法与技术，实现对不同类型不同品位铀矿床的高效采冶，为我国铀矿资源开发新方法的建立提供理论支撑和技术保障。
2. 研究内容
立足我国核电大发展对天然铀的巨大需求和我国铀矿“小、散、贫”的基本特点，针对当前大量复杂难处理铀资源得不到有效开发利用的难题，重点开展铀矿浸出水岩作用机理、微生物浸铀方法与技术以及铀分离与测试新方法三个方面的研究，解决“复杂难处理铀矿浸出机理与控制方法”这一重大科学问题，助力我国核能发展战略、铀矿大基地建设和地方经济发展。
（1）铀矿浸出水岩作用机理研究
根据铀矿采冶技术的发展趋势和应用前景，结合我国铀矿资源特点及当前开发利用现状，重点开展微生物浸铀和CO2+O2中性浸铀过程中的水岩作用机理研究。
铀矿生物浸出是对低品位难浸铀矿最具发展前景的技术,针对目前尚不明确的生物浸出过程中微生物与铀矿的相互作用机制，采用已获得的浸矿细菌对沥青铀矿进行浸出。研究硫酸介质中沥青铀矿界面物理化学和矿物学特征、硫酸介质中目标铁/硫氧化/还原菌胞外聚合物组分及其物理化学-生物化学特征、沥青铀矿-微生物溶浸液作用界面物理化学、生物化学、矿物形态及微生物附着状态等特征的变化规律、沥青铀矿-微生物溶浸液作用界面铀价态变化和微生物浸出动力学特征。从矿物微粒界面层次构建沥青铀矿-微生物溶浸液间相互作用机制模型，解析U（IV）的生物氧化本质，阐明沥青铀矿生物浸出机理。
CO2+O2中性浸出是一种相对清洁经济的地浸采铀新工艺，已在我国低品位砂岩型铀矿的采冶中得到应用，但在碳酸盐、硫化物含量高的砂岩型铀矿床浸出过程中，含CO2、O2的溶液与矿石作用会引起硫酸钙、碳酸钙以及三价铁的沉淀，导致矿层堵塞，这是阻碍该类型铀矿开发的难题。针对该类铀矿床CO2+O2浸出过程中气-水-岩的相互作用，采用实验室模拟和野外现场试验以及地球化学和水动力模拟，解析U、C、O、S、Fe、Ca、Mg等元素在“气－液－固”三相体系中迁移转化所涉及的氧化－还原、溶解－沉淀、吸附－解吸、对流－弥散耦合作用机制。在此基础上，进一步研究碳酸钙和硫酸钙沉淀的关键控制因素及调控方法。
（2）微生物浸铀方法与技术
利用东华理工大学在地质、水文地质以及生物湿法冶金等方面的学科优势，重点开展针对复杂难处理铀矿的微生物溶浸方法与工艺技术的研究。
针对我国典型的高氟、高钛、高碳酸盐等复杂铀矿资源的不同特点，以浸铀菌种采集、富集分离工作为起点，筛选、驯化和诱变出能适应极低pH值、高矿化度、高铀、氟浓度和较宽生长温度的浸铀菌种，开展各种浸铀体系中总DNA提取、PCR条件优化、相关引物的设计和应用、已知菌DGGE、FFLP图谱的建立、未知菌的基因文库构建及测序等方面的研究，解决浸铀菌种制备与快速检测方法以及浸铀体系内优势菌群的监测与调控等关键问题。
在浸铀微生物研究基础上，重点突破高氟、高钛、高碳酸盐、高矿化度和低品位等复杂难处理铀矿的微生物溶浸开采方法与技术，包括大规模菌液生产技术、高碳酸盐铀矿流动生物池浸技术、高氟铀矿生物堆浸喷淋和串堆技术以及低品位强还原性铀矿地下原位植菌生物地浸技术等，显著提高采冶效率和资源回收率，为该类型铀资源的开发提供一条经济有效的技术途径。
（3）铀分离新理论与测试新方法
针对铀资源开发中急需解决的元素分离科学问题，开展新型分离树脂的功能化设计及应用研究，合成一系列对放射性核素具有选择性高、吸附容量大的新型功能材料，包括螯合树脂、萃淋树脂、修饰树脂等新型分离树脂。建立从复杂基体中分离富集U、Th、Sc、Ga、Re等元素的理论方法与技术体系，应用于铀产品质量控制、核素去除、形态分析等领域。自主开发零空床减压微色谱柱技术，建立准确测定复杂基体中10-9以下痕量铀及其痕量伴生元素的方法，解决基体铀与痕量杂质元素分离的技术难题；特别是通过系统研究，创建复杂基体样品直接质谱新方法，使粘性、活体、树脂等复杂基体样品的直接分析成为可能。