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铀矿山废渣治理方法研究

秦茂钊  
【摘要】: 在铀矿的开采和冶炼过程中,产生大量的矿渣和尾矿,平均含铀量达1~3×10~(-4)g/g比土壤中天然本底值高4~10倍,其表面辐射剂量77~200×10~(-3)Gy/h,比一般土壤平均高5~70倍。露天废石受风吹、雨淋冲刷等外界作用,使矿渣中的铀被淋沥出来,对周围环境造成污染。因此,铀矿渣成了一个潜在的放射性污染源。 目前治理矿渣、尾矿方法有以下几种方法:对矿渣堆治理方法有设置永久性废石场、回填井下采空区、回收废石中的铀、洗泥法等;对尾矿治理方法有铀尾矿建坝、尾矿堆物理法-化学法-植披法等。 论文以砂岩铀矿为例,从工程地质、生态地质角度寻找一种铀矿渣的治理方法。 首先在某一废弃铀矿床矿渣堆中取样,采用碳酸钠-碳酸氢钠—双氧水混合液在常温下对样品浸淋,将其含铀渗沥水用于铀富集实验。渗沥水流经pH=6、Eh=-1.8V的还原环境,即有硫酸亚铁、黄铁矿、褐煤的PV柱,经过20天的反应后,再用水泥浆固结PV柱。测试结果表明:矿渣渗沥实验中的浸出液的辐射剂量186.77×10~(-3)Gy/h;富集实验中过滤液的辐射剂量降为25.66×10(-3)Gy/h;富集实验中PV柱固结体的辐射剂量130.54×10~(-3)Gy/h。铀离子在氧化环境易流失,在还原环境易沉淀,自然界中铀矿富集在氧化-还原过度带。 矿渣堆包括露天矿渣堆和井下矿渣堆,处理方法不同。露天矿渣堆治理方法为:在其工程地质件下,露天矿渣堆常处于不稳定状态,易出现滑坡、崩塌;对矿渣堆边坡采用高压注浆,形成的固结体起支挡作用,材料是黄铁矿、硫酸亚铁水泥浆混合物;使矿渣中的铀位于的还原环境团块中,不易被淋沥出。井下矿渣堆治理方法是:在井巷易崩塌部位,对井巷采用锚杆锚固,同时对流出井口的地下水进行封闭,使地下水恢复其开采前的水流路径;恢复原地球化学环境;通过氧化还原环境的指示矿物,寻找到地下氧化-还原环境、氧化-还原过渡带巷道区间;在氧化区间的巷道内,采用硫酸铁,黄铁矿、褐煤、水泥浆混合物等对其井巷的矿渣进行胶结,对巷道井壁喷射水泥浆混合物防止岩石进一步风化,防止铀被浸淋出来;在还原环境、氧化-还原过渡带巷内区间,可直接作为高品位的铀矿渣存放场地。对矿渣堆治理前后矿床周围的相关人群进行环境检测,结果表明治理效果良好。


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