磷灰石对铀的吸附实验及其对相山矿田铀成矿意义探讨.pdf

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1、第201662年增11干月lJ一地质论评GEOLOGICALREVIEWVo1N．6o2Supp．v．，2016磷灰石对铀的吸附实验及其对相山矿田铀成矿意义探讨冰王倩，，胡宝群，牛建国，宋金如，邱林飞)1)内蒙古赤峰地质矿产勘查开发院，内蒙古赤峰，024000；2)东华理工大学，南昌，330013；3核工业北京地质研究院，北京，100029关键词：磷灰石；铀；吸附作用；成矿作用；相山矿石和一定量己知浓度的铀标准溶液加入容器中密田封，在不同的物化条件下，待其吸附平衡后，通过相山铀矿田是典型的火山岩型热液铀矿田

2、，在吸附量及分配系数的测定，进而探讨各条件对磷灰矿田内赋存的铀矿物主要有沥青铀矿、钛铀矿、铀石吸附铀的影响。通过实验，考查各因素对磷灰石钍石等，大量的水云母、磷灰石、赤铁矿、绿泥石、吸附铀的影响：(DpH。实验在酸性条件下进行，据金红石、微晶石英等矿物与铀矿物密切共生。这些实验结果，可知体系的pH对吸附反应的进行影响共生矿物的共同特征之一为颗粒细小，呈纳米级，很大，pH<1．5时磷灰石对铀几乎不吸附，2～3时吸非晶质，胶体性质显著。铀矿物大量分布于这些胶附量最大，随后吸附量明显降低，但仍有大量吸附。态共生矿

3、物的表面和裂隙中(胡宝群，2011；王倩，②吸附时间。对不同时间段磷灰石对铀的吸附量进2016)。可知，吸附作用是导致铀富集沉淀的重要行测定。据实验结果，铀在磷灰石上的吸附在10min机理之一。本文以磷灰石为例，通过宏观地质特征即可达到吸附平衡，吸附速率极快，且吸附平衡量研究及实验模拟，探讨pH、温度、热液共存组分、为7．5mg／g。③温度。通过恒温振荡器对反应进行时间等物理化学条件对磷灰石吸附铀的制约，进而恒温控制，分别使反应在20℃．60℃条件下充分进探讨磷灰石的吸附性能对富大铀矿床形成的意义。行。据实

4、验结果，吸附反应可自发进行，温度对反应几乎不产生影响。但也考虑到此实验温度与热液1铀矿石中磷灰石赋存特征成矿温度相距甚远，也不排除中高温(>200℃)时，通过宏观地质特征、化学成分(王倩等，2015)温度将对其产生显著影响。④固液比(磷灰石的以及电子探针分析可知，磷灰石在铀矿石中的赋存量)。将磷灰石的量作为实验中的唯一变量进行实特征有：①铀矿石中含较多的P2O5，特别在富矿石验，据实验结果，随着磷灰石量的增加，吸附量也中。②铀矿石中u与P2O5呈非线性正相关关系。随之增加，随后趋于平衡。这是由于磷灰石的量增

5、③铀矿石中除有大量晶态磷灰石外，还有不少以胶大时提供的可吸附位点随之增多。当吸附达到饱和态形式存在。④铀矿物普遍分布于胶态磷灰石外围后，磷灰石对铀的吸附量不再增加。⑤铀初始浓度。或充填于其裂隙中，依据二者的镶嵌关系，可推断改变铀初始浓度，使吸附反应充分进行，据实验结磷灰石先形成，铀矿物后被吸附而沉淀富集。果，随着铀初始浓度增加，磷灰石对铀的吸附量逐渐增大，可知铀的浓度对磷灰石吸附铀总量的影响2磷灰石吸附铀的实验及结果很大。选用天然磷灰石(氟磷灰石和羟基磷灰石混合通过线性拟合，可知：①此吸附反应符合Boyd物

6、)，采用静态法，对物化条件进行精确控制，开液膜扩散。吸附速率常数为20．4×10～／s。反应物的展磷灰石对铀的吸附模拟实验。实验过程，将磷灰浓度降低一半时，吸附反应的半衰期t．=33．97S。·注：本文为国家自然科学基金项目(编号：41472069，41172078，40862005)和江西省自然科学基金重大项目(编号：20152ACB20015)的成果。收稿日期：2016-07—10；改回日期：2016—08-20．责任编辑：周健。Doi．10．165098．georeview．2016．s1．163作者

7、简介：王倩，女，1988年生。助工，硕士。主要从事矿物学、岩石学、矿床学研究。Email．-498882876asd@163．corn。通讯作者：胡宝群，男1965年生。教授，博士，主要从事岩矿地球化学研究。Emaihbqhu@ecit．cn。337地质论评2016年62卷增刊②基本符合零级反应动力学方程的典型特征，是一验有待进一步研究。同时，利用吸附作用这个理论个复杂的非均相固液反应。⑨铀在磷灰石上的吸附来认识铀、金、铂族元素及稀土等稀散矿物的成矿主要是化学吸附，同时伴有物理吸附。④反应符合作用也具有深远

8、意义。Langmuir等温吸附模型，为多点吸附(LangmuirD，1978)。磷灰石对铀的吸附能力极强，最大理论吸参考文献／References附量为94．3mg／g。杜乐天，温志坚，刘正义．2006．相山热液铀矿田富矿形成机制[A]．中国地质学会、国土资源部地质勘查司．“十五”重要地质科技成果暨3磷灰石对铀的吸附作用及对相山重大找矿成果交流会材料二——_‘‘十五”地质行业获奖成果资料汇铀成矿意义探讨编．中国地