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铀尾矿库中核素铀的固定方法试验研究

常哲  
【摘要】:铀矿采冶过程中产生的废渣、尾矿在进入尾矿库之前,通常采用石灰中和,使核素在碱性环境下沉积下来而不至扩散,随后输送到尾矿库贮存,目前广泛采用的石灰碱化法,虽然成本低,但效果差。铀尾矿库在长期露天堆置过程中,铀易出现反酸现象而重新析出。本研究将实地考察和实验室模拟研究实验相结合,以湖南省某铀尾矿库为研究对象,特别考察了酸雨条件下不同固定剂对铀尾矿土壤中核素铀的纵向迁移规律、存在形态及析出机理,并运用动力学分析其固定效果,为我国铀尾矿库放射性污染控制提供参考,研究得到以下成果:实验室模拟研究实验分析了酸雨淋滤过程中固定添加剂对尾矿中核素铀的影响。结果表明:1)采用自制的开放体系下的间歇式半动态淋滤实验装置,对铀尾矿取样土壤进行50天淋滤实验,铀析出量在尾矿土壤垂直迁移不具规律性,但在60~80 cm处放射性析出量最大;对铀尾矿取样土壤表层覆盖固定添加剂后进行淋滤,铀析出量随尾矿土壤深度增加而递增,不同深度的铀析出总量显著少于直接淋滤尾矿土壤铀析出总量。2)以石灰为固定添加剂,铀在第20天后重新析出,铀析出量随时间增加而不断递增。以石灰和磷酸氢二铵为固定添加剂,其固定效果优于石灰单独作用的固定效果,析出浓度一直低于尾矿库中铀的浓度排放限值(50μg/L)。根据Fick扩散理论,运用线性回归方法对实验数据进行动力学分析并初步判断:对铀尾矿土壤直接淋滤,铀析出机理以表面洗脱为主导作用;对铀尾矿土壤表层覆盖石灰和磷酸氢二铵后淋滤,其析出机理以表面溶解为主导作用。


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