铀尾矿中铀在模拟降雨淋滤条件下的释放规律及机理研究.pdf

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1、第35卷第3期袖矿冶Vol.35No,32016年8月URANIUMMININGANDMETALLURGYAug.2016铀尾矿中铀在模拟降雨淋滤条件下的释放规律及机理研究史鸿晋、彭同江W，孙红娟S刘波2，张行泉2(1.西南科技大学矿物材料及应用研究所，四川綿阳621000;2.西南科技大学分析测试中心，四川綿阳621000)摘要：为查明某铀尾矿中U在模拟降雨淋滤过程中的释放规律和机理，采用半动态淋滤的方法对铀尾矿的溶浸特征进行研究，并通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对铀尾矿淋滤前后的样品进行对比分析。结果表明，在半动态淋滤过程中，U的释放速率随淋滤时间增长而减小，

2、随淋滤液pH值的增加U累计释放量逐步减少，但pH值差异对U累计释放量影响并不显著，U的释放是来自矿物表面吸附的铀酰-硫酸等配合物以及二水石膏形成过程中吸附的含铀配合物的溶解。关键词：铀尾矿；模拟降雨；半动态淋滤；释放规律及机理中图分类号：TL212.12文献标志码：A文章编号：1000-8063(2016)03-0205-07doi：10.13426/j.cnki.yky.2016.03.Oil随着有机能源矿产的开采和利用，其资源量促使含铀矿物的沉淀[56]，从而达到降低含铀配合逐渐减少，并且大气污染、气候变暖等环境问题日物运移的目的。并采用静态浸出方式[7]对铀尾

3、矿益加剧。作为能源矿产的核能，特别是铀的开发中易迁移部分的u进行研究可以查明铀尾矿固利用来替代传统的石油、天然气等有机能源已成化体的稳定性，进而探索适合铀尾矿长期安置的为当今能源开发的一种趋势。但在铀矿开发利用固化体。采用半动态浸取方式[8]对铀尾矿淋滤后过程中，不可避免地要加大铀矿勘探、开采和加工发现，u的释放是一个缓慢的过程，前期释放量的力度，从而产生大量的铀尾矿和含铀废水[1]。较大，而后期趋于稳定。通过建立模型[9]可预测由于铀尾矿和含铀废水中含有大量的贫铀矿物、铀尾矿对周围地下水的影响，从而设计和规划铀衰变产物[2]等放射性核素，以及重金属等有害元尾矿的治

4、理和修复，以达到对地下水的环境影响素，并具有极强的迁移扩散性，故可对周围环境造最小。目前，研究重点多集中于放射性核素以及成长久的危害，因此需要对其进行必要的治理和非放射性重金属元素在地表水体中的空间迁移规修复。律，对其进行放射性风险评价和剂量评估来确定在铀尾矿治理和修复过程中，研究铀尾矿或其污染程度[1°]。而通过对铀尾矿样品采用淋滤渗滤液中u赋存总量及u易迁移部分的含量是试验来研究放射性核素以及非放射性重金属元素必要的。通过分步提取法[3]可将铀尾矿中U的的释放特征和机理研究较少，尤其采用不同pH赋存状态划分为酸可提取态、铁锰氧化物结合态、值的模拟降雨的半动态淋滤

5、试验来研究其释放特有机物结合态和残渣态[4]。其中，酸可提取态和征和机理的研究更是鲜有报道，因而研究模拟降铁锰氧化物结合态对外界条件变化敏感，易发生雨条件下，铀尾矿中核素铀的迁移特征和机理，对迁移，是铀尾矿治理和修复关注的重点。通过在于铀尾矿污染程度调查和环境治理是非常必要尾矿孔隙中注人BaS04浆体材料或创造还原条件的。收稿日期：2016-03-03基金项目：国家自然科学基金(41372052);西南科技大学研究生创新基金（15yCx038)。第一作者简介：史鸿晋（1988—），男，河南南阳人，硕士研究生，主要从事固体废物处理研究工作通信作者简介：彭同江（1958

6、—），男，山东青岛人，教授，博士生导师，主要从事矿物晶体化学、矿物材料及固体废物处理与资源化研究。E-mail:tjpeng@swust.edu.cn206抽矿冶第35卷为研究铀尾矿中的U在不同pH值模拟降上端开口，下端预留导管出口以收集渗滤液。压雨条件下释放规律，查明其释放特征和机理，通过实铀尾矿柱体使其高度约为100mm，则压实后结合研究区的实地降雨条件，对铀尾矿样品采用铀尾矿装柱的平均堆密度为1.4g/cm3。最后在半动态淋滤试验并通过比较淋滤前后样品物相的压实柱体上垫一层滤纸。上端悬置带有阀门的简变化来揭示铀尾矿中U在不同pH值模拟降雨易淋滤器，通过阀门来控

7、制淋滤速度，同时为保持条件下的释放机理，进而为铀尾矿的治理和修复样品淋滤均一，每个淋滤柱的装柱规格一致。根提供理论依据。据研究区降雨（尤其在酸雨条件下）的实际情况可知其pH范围为4.2〜5.6,因此按照硫酸和硝酸1试验摩尔比为4:1的混合酸，用超纯水逐步稀释来配1.1原料与试剂制成pH=4.0、5.0、6.0的淋滤液，其淋滤总量为1.1.1试验样品800mL(由年平均降雨量为640mm换算得来），铀尾矿样品采自华北某花岗岩型铀矿的尾矿研究区降雨量和相应的淋滤量见表1。库中，该铀矿含铀矿物主要为沥青铀矿和铀黑，共生有黄铁、黄铜、方铅矿和高岭石、蒙脱石、水云母表1研