铀矿废石堆覆盖处理及稳定化研究

摘要

多年来，我国在铀矿勘探过程中，产生了大量的放射性铀矿废石，由于历史的原因，大部分废石一直处于未治理状态。这些铀矿废石堆严重地影响着当地的生态环境和居民的健康。因此，针对铀矿地质系统放射性废石堆的退役整治，已成为一项紧迫的工作。
　　 本研究以xx矿田工作区xx矿区的KD-8废石场作为对象，在KD-8废石场顶部划出3块试验场地，分别以红壤、腐殖土和煤渣作为覆盖材料，对铀矿废石堆进行覆盖和稳定化试验。
　　 采用双区扩散理论为基础，经相关近似处理后，推导出适用于多层覆盖体系和单层覆盖体系的覆盖层厚度Xc与表面氡析出率Jt之间的数学关系式：Xc≥Bln Jt/0.74+A，试验表明，该关系式用于工程实际是合理和可行的。
　　 进行了红壤、腐殖土和煤渣等三种覆盖材料不同覆盖密度和不同覆盖厚度下氡析出率和贯穿辐射剂量率的监测，研究覆盖密度及气象因素对氡析出率和贯穿辐射剂量率的影响及变化，以及覆盖厚度与氡析出率之间的定量关系。将一定密度和厚度为80cm的三种覆盖材料分别覆盖在相应的试验场地，并在覆盖物表面栽种植物，进行喷淋试验，植物根系和渗透液检测，分析植被及降水在不同覆盖材料中对相关核素的吸收及渗透迁移影响。试验表明，覆盖物密度和覆盖层厚度越大，氡析出率和贯穿辐射剂量率越低，但有一个适宜的厚度。红壤和煤渣的氡扩散系数比腐殖土要小，降氡效果较好。风速、气温、大气压、空气温度及降雨等气象因素影响氡的扩散系数，使氡的析出率发生变化。植物对特征核素的吸收有限，雨水渗透带出的离子和核素有限，表明植被和雨水未形成对放射源转移的潜在危害，覆盖治理铀矿废石堆具有良好的稳定性。
　　 利用固体废物煤渣作为覆盖材料，为铀矿废石堆治理提出了一种以废治废的经济有效方法。本研究对我国铀矿地质系统废石堆的退役整治具有借鉴作用和参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景及研究意义

1.1.1课题背景

1.1.2研究意义

1.2铀矿地质勘探系统废石堆与相关治理技术的现状及发展趋势

1.2.1概述

1.2.2废石覆盖及相关治理技术的现状及发展

1.3本课题的研究内容及主要工作

第2章覆盖试验物理模型及数据处理方法

2.1概述

2.2影响氡析出率的机理分析

2.2.1氡的一般性质

2.2.2影响氡气析出的因素

2.2.3覆盖试验及覆盖厚度的模型

2.2.4数据处理方法

2.3小结

第3章试验内容及研究方法

3.1试验源项

3.1.1试验源项的基本特征

3.1.2源项所在地周边环境及社会概况

3.2覆盖材料的确定

3.3覆盖试验及稳定化处理的研究方法

3.4采样与检测方法

3.5小结

第4章试验结果与讨论

4.1覆盖试验结果与讨论

4.1.1覆盖试验及监测结果

4.1.2覆盖厚度及密度对氡析出率的影响

4.2稳定化试验结果分析

4.2.1稳定化覆盖试验及监测结果

4.2.2气象参数对氡析出率的影响

4.2.3放射性核素在植物和渗透水的迁移分析

4.3小结

第5章结论与建议

5.1结论

5.1.1覆盖试验

5.1.2稳定化试验

5.2建议

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果