堆浸铀尾矿污染物释放机理研究

摘要

铀尾矿是一种高容量、低放射性废物，常堆置于地表形成尾矿库，在地球化学作用下，其中的放射性核素及其他有毒物质将会释放出来，对库区周边水土造成污染，从而危害人类健康。了解铀尾矿中污染物的释放规律和控制释放的机制有助于制定对应的防范措施，以减轻铀尾矿对环境的不利影响。我国广东、江西等湿热地方铀矿众多，但是目前国内针对这些地方的铀尾矿放射性核素和有毒重金属元素的释放、迁移机理的研究较少，因此，对这些尾矿开展这方面的研究具有重要的实际意义。
　　本文以广东韶关某铀尾矿库的尾矿为研究对象，分析其物理化学性质，然后对铀尾矿进行模拟自然条件下的动态淋浸实验，研究铀尾矿中铀及其他污染物的释放规律，并对各金属元素的释放进行动力学分析。论文的主要结论如下：
　　1.该铀尾矿粒径较大，主要分布在0.1-10 mm之间；所含主要元素有硅、铁、铝、钾；主要矿物有石英、微斜长石、高岭石、石膏、斜绿泥石；尾矿中铀、铅、锌、镉以残渣态为主，铁、锰主要以铁锰氧化物/氢氧化物结合态为主.
　　2.铀尾矿动态淋浸的淋滤液 pH值呈上升的趋势，其变化范围为3.3-4.84；尾矿中铀、铁、锰、锌、镉、铅和硫酸根离子等污染物在淋浸初期释放较快，后期逐渐变慢，淋浸液中铀浓度远大于铀尾矿库铀的排放限值50 ug/L，其他污染物的浓度也超过地下水Ⅲ类水质标准的限值。
　　3.几种金属的累积浸出量大小为铀＞锰＞铁＞锌＞镉＞铅，取决于各元素总量及元素在尾矿中存在的形态。
　　4.浸出液中铀浓度最高达286.66 mg/L，经过2个月淋浸实验，铀累积释放量达158.06 mg/Kg，具有回收价值。
　　5.铁、锰的释放可用准二级动力学方程很好的拟合；铅、锌、镉的释放用抛物线扩散方程拟合较好；铀的释放具有阶段性，淋浸0-24 h，铀的释放符合一级动力学，24 h-1464h，铀的释放符合二级动力学方程。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 铀尾矿概述

1.3 铀尾矿的危害

1.4 铀尾矿放射性核素及其他污染物迁移的研究现状

1.5 研究目标和研究内容

第2章 研究区概况及原矿分析

2.1 地理位置及人文概况

2.2 矿区气候条件

2.3 原矿特征

第3章 实验样品、设备及方法

3.1 实验样品

3.2 实验主要设备及试剂

3.3 试剂配制

3.4 铀尾矿样品基本性质分析

3.5模拟酸雨淋浸铀尾矿的实验方法

第4章 铀尾矿性质分析

4.1 尾矿的物理性质

4.2 铀尾矿中所含主要元素分析

4.3 铀尾矿矿物成分分析

4.4 尾矿中重金属元素分析

4.5铀尾矿的pH值

4.6 本章小结

第5章 铀尾矿动态淋溶实验

5.1 浸出液pH值及各元素的浓度

5.2 铀尾矿中污染物的累积浸出量分析

5.3 铀尾矿金属元素释放动力学

5.4 本章小结

第6章 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间的科研成果

致谢