针对我国砂岩型铀矿地浸率和浸出效率不足、生产过程预测、控制理论和技术缺乏的现状,本文以新疆伊犁某低渗透砂岩铀矿为研究对象,首先利用显微放射性照相、电子探针测试、XRD、XRF、SEM/EDS及压汞法等实验方法对矿区矿石整体情况进行分析,得出了矿区地质地球化学特征;然后提出了复配表面活性剂联合酸法地浸的方案,通过大量试验对表面活性剂的初选、优化、配方和二元复配理论进行了系统的研究,并应用搅拌浸出、水平柱浸、树脂吸附、淋洗试验探讨了CSH联合酸法浸出的动力学机理;最后创新性的将铀赋存形态和²³⁴U/²³⁸U活度比作为工具,研究他们对地浸生产实践的指示、预测和控制作用。得出的主要研究结果和结论如下:第一,砂岩铀矿整体特征表现为:渗透性低,平均渗透系数仅为0.133m/d。铀矿物主要以沥青铀矿形式存在,兼具少量的铀石、钛铀矿物,胶结物中尚存吸附铀,在矿石颗粒之间和颗粒内部都有分布,化学组成总体上有利于酸法地浸。粗粒级铀矿石占比最大,含铀量最高,但溶浸剂进入内核所需路径长,难以被润湿和浸出。中粒级所占比重大于细粒级,但铀含量却低于细粒级。铀矿石形态复杂,孔隙度不低但孔径较小,微小孔隙占比大,限制溶液在其内部的自由流动与渗透。从而导致矿层渗透性较低,提高矿层渗透性成为该类低渗透铀矿地浸开采的难题和关键技术。需采取措施提高溶浸液的润湿性和渗透性,其中表面活性剂是首选外加剂。第二,对表面活性剂的复配机制研究表明:当摩尔分数为0.47时,FS-3100与OP-10进行混合的协同效果最明显,可将硫酸溶液的表面张力最低将至17.9mN/m,将此二元混合体系定义为CSH。CSH实测临界胶束浓度CMC^exp低于应用理想混合溶液理论计算的CMC^ideal,二者并非理想混合。热力学分析表明摩尔分数适中时,FS-3100与OP-10可自发作用,通过分子之间的嵌套形成新的结构。CSH表面活性剂性能的发挥受到表面吸附量和分子结构的影响,与非正规溶液理论存在一定差距。CSH助浸机理研究表明:助浸效果总体表现为粗粒级>中粒级>细粒级,主要通过润湿和增渗起作用。浓度为9mg/L时,CSH可将搅拌浸出的铀浸出率提高到92.7%,渗透系数提升90.2%,柱浸铀浓度提升18.9%,铀浸出率提高31.6%。CSH对树脂吸附和淋洗无不利影响,并可提高淋洗效率。CSH可以改变浸出反应的动力学机制,将主要由扩散控制转化为扩散和化学反应的共同控制,将表观速率常数从0.0023/d提高到了0.0082/d,提升了3.6倍,并得出了化学反应控制浸出表观速率常数0.0077/d。该复合型表面活性剂可以应用于低渗透砂岩铀矿的地浸生产,也可以用于恢复地浸生产中渗透性降低的地浸采场的生产。第三,赋存形态在地浸采铀预测中的作用主要体现在:通过改进的Tessier法逐步提取,低渗透砂岩铀矿存在五种赋存形态,其中F2>F3>F1>F4>F5,归为易浸铀（F1-F3）、可浸铀（F4）及难浸铀（F5）三大类。在铀矿石当中,易浸铀占绝对主体地位,可浸铀占比高,难浸铀占比较小。易浸铀高的铀矿石其品位也高,铀的赋存形态特征可直接反映铀矿石浸出的难易程度。扩散控制阶段铀浸出速率K_d随F1中铀的品位呈对数关系增大,化学反应控制阶段Kr随F1-F4态中铀的总百分含量提高线性增长。原地浸出开采铀浓度总体变化特征可根据F1态的铀百分含量分为两类,地浸采铀监测浓度随时间的变化规律基本符合四阶多项式关系,构建的预测模型方程为y_i,x=a_ix⁴+b_ix³+c_ix²+d_ix+e_i,参数可通过回归分析利用铀赋存形态求解。同时构建了铀浓度峰值与F1-F4总品位之间的指数相关模型。经有效性检验,模型精度合格,可在实际生产中供精准采矿和CSH联合浸铀借鉴。第四,通过对连续提取各相态和柱浸过程中铀同位素²³⁴U/²³⁸U活度比ARS测量与分析,得出如下ARS特征对地浸采铀的指示作用:ARS在可离子交换态（F1）和酸易溶态（F2）中较高（1.293¹.348）,在酸可溶态（F3）中略有下降（1.204¹.229）,在可氧化态（F4）中降到最低（0.917⁰.934）,在难溶态（F5）中又升高至1.018¹.142;浸出过程可根据ARS变化分为三个阶段:第一阶段ARS比较高,在1.217¹.318之间,主要是F1、F2和F3中的U（Ⅵ）浸出;第二阶段ARS下降直至1.016,主要是F3及F4中的U（Ⅳ）溶解;第三个阶段ARS在1.070¹.118之间小幅波动,主要是F5中极少量难溶的U浸出。