- 孙占学;Fiaz Asghar;赵凯;周义朋;黎广荣;徐玲玲;
中国铀矿包括火山岩型、花岗岩型、碳硅泥岩型、砂岩型和煤岩型等多种类型。铀矿采冶始于20世纪50年代,早期以火山岩型和煤岩型铀矿常规地下开采为主,部分埋藏较浅的矿床则以露天开采的方式进行;铀的提取采用破磨搅拌浸出或堆浸工艺。20世纪90年代以来逐步向砂岩铀矿开采转型,以采冶一体的原地浸出方式进行开采和铀的提取,按浸出剂的不同主要分为酸法、碱法、中性(CO_2+O_2)等工艺,其中酸法和中性浸出工艺在中国应用最为广泛。近年来微生物浸出技术在铀矿堆浸和地浸方面均有所突破,部分实现工业应用。清洁、高效和数字赋能是铀矿采冶发展的主要趋势,建设绿色、高效、智能的铀矿大基地也正在成为中国天然铀产业高质量发展的新动能。
2021年08期 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K] [下载次数：1370 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：80 ] |[阅读次数：2 ] - 黎广荣;周义朋;赵凯;刘金辉;徐玲玲;廖志权;倪凤娟;
我国当前铀矿的勘探与开采的重点在北方砂岩型铀矿。砂岩型铀矿主要通过地浸的方式开采,地浸过程中浸矿剂除了与铀矿物发生反应外,还与矿石中的大量脉石矿物发生反应,在不同的浸出工艺条件下,地层中矿物的地球化学行为也有所不同。目前按照浸矿剂的成分,浸出工艺可以分为4种:酸法浸出、碱法浸出、中性浸出和微生物浸出。对不同浸出工艺条件下的矿物行为进行综述,认为:长石、云母、碳酸盐等矿物在酸性条件下会消耗酸和氧化剂,同时自身被蚀变,生成黏土等沉淀物,还可能造成气体堵塞;黄铁矿等硫化物在碱法地浸条件下消耗氧化剂,并可能生成铁的沉淀;矿层中的黏土矿物则可能发生膨胀降低矿层渗透性。中性浸矿和微生物浸矿尽管是新型的地浸工艺,但是同样存在着一些问题,有待后续研究解决。
2021年08期 9-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K] [下载次数：1037 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：49 ] |[阅读次数：2 ] - 罗明标;席群丽;程雪萌;李咸宇;王为民;
铼是地壳中极其稀散的元素之一,在航空航天、石油催化等领域有着极为重要的作用。主要归纳总结了国内外铼的资源状况、从砂岩型铀矿中分离富集铼的材料、提取铼的有关工艺(离子交换法和溶剂萃取法)研究进展,并对综合回收铼的发展方向进行了展望。
2021年08期 20-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1079K] [下载次数：367 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：2 ] - 高柏;高杨;蒋文波;张海阳;史天成;刘圣锋;方正;丁燕;
放射性核素导致的土壤污染受到人们的日益关注,铀矿山生产引起的矿区生态环境污染治理与修复已成为环保行业研究热点。铀矿区核素污染土壤修复技术包括物理修复技术、化学修复技术和生物修复等。土壤挖掘、覆盖和清洗是应对突发事件的首选方法,可发挥拓展污染场地的实际利用功能。对复杂的污染场地应当根据实际情况,发挥多学科交叉的作用,制定具有成本效益和环境友好的不同的修复技术方案,成为铀矿区放射性污染土壤修复技术的主流选择。系统总结了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术的基础理论、作用机制和发展现状,探讨对不同场地修复需求制定特定的修复方案路径,展望铀矿区核素污染土壤修复标准制定方向,为铀矿区放射性核素铀污染土壤修复提供理论支撑和指导依据。
2021年08期 28-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 736K] [下载次数：1663 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：37 ] |[阅读次数：16 ] - 王娟;郭亚丹;曾华;宣铿;高柏;王俊伟;张雨昕;
铀矿山尾矿库周边地下水在铀矿的风化、淋滤、渗漏等作用下,给地下水和人类带来长期的健康隐患。可渗透反应墙(PRB)作为一种原位修复技术,具有无动力运行、环境影响小和成本低等优点,已经在地下水污染修复中得到了应用。羟基磷灰石(HAP)因具有成本低、原料广泛、生物相容性等优点,成为去除地下水中铀废水的最具潜力介质材料。综述了羟基磷灰石在处理含铀废水中的影响因素,主要包括羟基磷灰石制备方法、改性方法,对含铀废水去除影响研究。并对羟基磷灰石除铀进行机理分析,包括羟基磷灰石形貌、铀溶液pH、共存阴离子等对铀的去除影响。羟基磷灰石(HAP)因具有成本低、原料广泛、生物相容性等优点,成为去除地下水铀的最具潜力介质材料。
2021年08期 37-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1017K] [下载次数：950 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：1 ] - Fiaz Asghar;周义朋;孙占学;黎广荣;徐玲玲;赵凯;
采用新疆某砂岩铀矿石为原料,在实验室开展了分别以矿床地下水和地浸尾液配制浸出剂的CO_2+O_2中性浸出试验,研究不同铀矿石的铀浸出差异,以及对地浸具有影响的Fe、S的氧化与碳酸盐的溶解沉淀状况。结果表明,地下水和地浸尾液配制的浸出剂对相同矿石的浸出结果没有明显差异,矿石铀含量是最主要影响因素,浸出铀浓度与矿石铀含量显著正相关;静态浸出过程中,铀在体系中的扩散不充分,底部铀浓度显著高于上部,通常静态浸泡比搅拌浸出的铀浸出率低与此有一定关系;Fe的氧化较显著,浸后矿石FeO含量下降37%～62%,S也有所氧化;碳酸盐处于接近饱或超饱和状态,应将体系pH控制在6.5以内,以避免方解石和白云石发生饱和沉淀。
2021年08期 46-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 5717K] [下载次数：516 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：2 ] - 胡鹏飞;邢拥国;刘金辉;
硅化合物广泛存在于铀矿石中,在酸法地浸采铀过程中,部分硅酸盐矿物与硫酸反应形成硅酸。针对酸法地浸采铀过程中硅的迁移及其对生产系统的影响开展了研究。结果显示,硅酸随浸出液进入离子交换吸附系统,其中99%以上又返回到矿层。仅有极少量的硅酸因聚合作用被吸附系统截留,部分附着于树脂表面,部分随溶液流动而进入萃取系统和注液钻孔。硅酸对生产系统的影响主要表现在3个方面:1)聚合度较低的硅酸会在离子交换树脂表面不断聚合,堵塞离子交换树脂的通道,导致离子交换速度和操作容量下降;2)硅酸胶体进入萃取系统会导致三相物生成量增加,严重时可导致乳化;3)硅酸凝胶进入钻孔会导致钻孔堵塞。总的来说,硅大量溶出会导致设备紧张、成本上升、生产能力下降等一系列问题。为降低硅对生产系统的影响,可使用氢氧化钠进行树脂脱硅,以恢复其离子交换性能,使用氢氧化钠+空压机洗井恢复钻孔过液能力。
2021年08期 56-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1648K] [下载次数：195 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：3 ] - 袁志华;孙占学;刘亚洁;李江;周义朋;周仲魁;李泽兵;黎广荣;温桃;袁新;
前人研究表明,生物浸铀过程中浸矿和辅助浸矿微生物两者间存在协同作用,两者相互促进提高生物浸铀效率。浸矿和辅助浸矿微生物是如何相互促进,使彼此更好地得到生长,两者相互促进生长动力学模型是什么?Lotka-Volterra模型被广泛应用在两种间相互作用下生物数量增长模型研究中,对于生物浸铀中浸矿和辅助浸矿微生物生长动力学模型研究具有借鉴意义。由Lotka-Volterra模型得出了浸矿和辅助浸矿微生物独立共生和竞争共生方程,根据浸矿和辅助浸矿微生物协同特性建立了其生长动力学模型,由模型再推导出浸矿和辅助浸矿微生物协同作用稳定态点,该稳定态点与试验结果相差较小,说明生物浸铀浸矿和辅助浸矿微生物生长动力学模型拟合效果较好。将Lotka-Volterra模型应用到生物浸铀中,具有新颖性,提供了新的研究视角,对完善生物浸铀中微生物协同问题、提高生物浸铀效率具有重要的理论与实际意义。
2021年08期 65-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1401K] [下载次数：426 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：2 ] - 汤庆四;李建东;陈梅芳;王海峰;王清良;
内蒙古钱家店铀矿床具有多层矿、品位低、渗透性差、碳酸盐含量高、矿床规模大、分散小矿体多等特点,从而造成地浸开采时采区设计困难,经济性难以确定。经过对资源现状的研究,并借鉴近些年的开采经验认为,针对这类矿体首先应研究CO_2+O_2原地浸出工艺特点,总结浸出工艺的经济技术指标,提出最低可采品位和最低经济可采平米铀量。结果表明,采取上述措施后,分散状低品位矿体浸采效果良好,吨金属试剂消耗未随着矿体品位的降低而增加。
2021年08期 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1728K] [下载次数：142 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：1 ] - 徐玲玲;张一诺;周义朋;刘莎莎;蔡佳依;童敏杰;
对硬岩铀矿开展柠檬酸溶浸试验。结果表明,0.1mol/L的柠檬酸浸出120h的铀浓度为208mg/L,浸出率达到41.2%,比稀硫酸(pH=2.0)浸出率(3.7%)高37.5个百分点,且酸碱平衡后,柠檬酸与铀矿的络合作用明显;柠檬酸铀酰结合Fe~(3+)的[FeUO_2OHCit]~+形态占比达到62.18%,为浸出液中的优势形态,对Fe~(3+)的亲和性有利于铀矿中U(Ⅳ)氧化溶浸;质谱还检测到[UO_2H_2Cit]~+、[UO_2H_2CitH_3Cit]~+、[UO_2H_2Cit(H_3Cit)_2]~+、[UO_2H_2CitH_2O]~+和[(UO_2H_2Cit)_2H_3Cit]~(2+)等形态;溶浸过程中CaCO_3饱和指数始终为负值,溶浸过程中CaCO_3处于未饱和状态,不易形成沉淀;柠檬酸溶浸硬岩铀矿可行。
2021年08期 81-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1454K] [下载次数：249 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 汪润超;李寻;罗跃;凌慧兰;王兵;刘小俊;
在地浸采铀过程中,赤铁矿作为铀矿中常见的伴生矿物,在溶解过程中会生成三价铁离子,为探明酸法浸铀过程中因赤铁矿的水岩作用产生的变化及其对铀浸出的影响,以巴彦乌拉地浸采铀过程为例,通过模型概化构建赤铁矿存在下不同的模型进行对比分析。结果表明,1)模拟过程结束后(500d),赤铁矿的溶解速率相对较慢,注液孔1、2处区域矿层内的赤铁矿溶解量仅12.86%,而发生溶解的区域也因抽注作用形成的人工流场影响下,呈现出两极分化的趋势,并且相邻的两个注液孔之间的水力场也出现相互影响的现象,其中注液孔1溶解区域最远处距离注液孔14.1m,最近处8m;注液孔2溶解区域最远处距离注液孔12m,最近处7m。2)矿层中赤铁矿的存在对铀浸出有着巨大的影响,赤铁矿溶解时产生的三价铁离子加速了铀矿的溶解,矿层中仅含有1.08%的赤铁矿时,生产模型注液孔1处区域内的沥青铀矿仅需要11d便完全溶解,而理想模型同样区域的沥青铀矿需要75d才完全溶解;整个模拟过程结束后(500d),生产模型中,铀矿完全溶解的区域最远处仅离抽液孔12.2m,而理想模型内,铀矿完全溶解的区域离抽液孔24.4m。3)抽注作用形成的水力场将会对整个地浸采铀产生非常重要的影响,无论是溶浸液运移的路径与时间,还是矿层溶解的趋势和走向,都被人工流场影响着,因此需要对抽注系统进行合理布置,使得在实际生产中,矿区内不存在水力场死角,所有区域都能够被溶浸液覆盖。
2021年08期 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1075K] [下载次数：234 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 花榕;李嘉辉;李爽;冯佳慧;王应财;陈昊梁;
采用LSU-1离子交换树脂从CO_2+O_2地浸液中吸附U(Ⅵ)。在中性条件下,LSU-1树脂能够有效吸附U(Ⅵ);当pH=7,U(Ⅵ)初始浓度为300mg/L时,树脂吸附容量为141.42mg/mL。吸附过程符合Langmuir吸附等温模型(R~2=0.998)和准二级动力学模型(R~2=0.991)。动态试验表明,树脂吸附容量为140.52mg/mL,与静态吸附试验相吻合;采用0.5mol/L NaCl和0.5mol/L Na_2CO_3的混合溶液淋洗,能成功将铀洗脱,适用于CO_2+O_2采铀工艺。
2021年08期 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1146K] [下载次数：324 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：1 ] - 李光辉;何斌;桂增杰;段和军;黄健;张锋;
针对酸法地浸采铀矿山树脂脱硅作业过程中产生的强碱性高硅酸根、硫酸根的含铀溶液的处置开展了研究。提出利用氧化钙固化溶液中的SiO_3~(2-)、SO_4~(2-)、CO_3~(2-),使用硫酸洗涤残渣进行脱硅液综合利用的技术方法。应用结果表明,该方法可实现杂质的固化、铀的回收和碱液的再生利用。在反应温度为20℃、反应180min、氧化钙投加量达到化学反应理论用量的1.05倍的条件下,溶液中杂质离子的去除率在85%以上,铀沉淀率达到76.92%,氧化钙的投入与氢氧化钠的产出比为0.86,回用的溶液满足配制脱硅剂需要。使用硫酸溶解残渣并控制硫酸浓度在10g/L以上,可溶解并回收其中96.25%的铀。
2021年08期 100-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 835K] [下载次数：77 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 廖炳友;王学刚;刘超;徐苏北;王廷健;刘泓伟;龙杰;王世俊;
针对低品位铀矿采用传统酸浸工艺浸出率低的问题,开展了微波氯化焙烧浸出研究,考察了氯化剂种类与添加量、微波焙烧温度、微波焙烧时间等对铀浸出率的影响。结果表明,矿石铀含量为0.0842%,在氯化铁添加量25%、焙烧温度310℃、焙烧时间60 min优化条件下,铀浸出率达到85.15%,与酸浸工艺相比,铀浸出率提高了17.64个百分点。微波氯化焙烧破坏了矿石结构,产生了微裂纹和孔隙,有利于溶浸剂与铀矿物接触反应,从而提高了铀浸出率。
2021年08期 106-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1755K] [下载次数：245 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：2 ]
- 陈井影;张子晴;牛天洋;郭晨冉;郭亚丹;
以矿区铀污染土壤为研究对象,选取黑麦草与小白菜进行间作处理,通过盆栽模拟试验,探究植物间作对土壤铀的动态吸收特征以及间作体系中植物根系对根际土壤有机酸种类和含量的影响。结果表明,在植物生长的不同阶段采样,间作模式下黑麦草和小白菜的地上部生物量均在接近收获期的第7周和第6周达到最大值,分别为562.577和344.507mg/盆;在生长的中后期,黑麦草和小白菜的地上部和根部铀累积量也达到最大值,分别为142.969和65.727g/盆;间作模式下黑麦草和小白菜根际土壤铀含量在不同收获时间下存在显著性差异,在生长期的前4周,根际土壤铀含量下降速度缓慢,从第5周开始,根际土壤铀含量呈显著下降趋势,在接近收获期分别降至为124.5和145.167mg/kg,较生长初期降低了40%左右;黑麦草和小白菜在间作模式下根际土壤中有机酸的种类均多于其它处理组;间作黑麦草和小白菜地上部和根部铀含量与根际土壤微环境中主要指标之间均呈正相关关系。
2021年08期 111-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2343K] [下载次数：348 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 李冠超;史天成;杨波;孙功明;林健;钟文麒;高柏;蒋文波;
为查明某稀土冶炼厂及周边环境土壤中放射性核素污染程度及危害,分析某稀土冶炼厂及其周边土壤中~(238)U、~(232)Th、~(226)Ra和~(40)K的分布特征,采用地质累积指数法、内梅罗污染指数法,健康风险评价等方法对研究区土壤放射性核素进行了研究。结果表明,4种放射性核素浓度范围分别为~(238)U 50.73～6 275.00、~(232)Th 131.00～3 581.00、~(226)Ra 45.63～5 952.00、~(40)K 59.90～1 065.00Bq/kg。由于自然淋滤和渗漏作用,随深度增加,~(238)U、~(232)Th、~(226)Ra和~(40)K浓度呈减小趋势。地质累积指数法表明,4、5号采样点~(238)U、~(232)Th和~(226)Ra为主要污染核素,其评价指数分别为(3.14、2.81、1.16)、(5.19、3.13、4.91),属重度、极重度污染。内梅罗综合污染指数法表明,4号和5号采样点属于极重度污染。健康风险评价模型分析表明,经口摄取途径健康风险较大,高于人体接受范围,吸入摄取途径健康风险在可接受范围内。某稀土冶炼厂周边土壤环境对人体具有一定的健康风险。
2021年08期 119-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K] [下载次数：336 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：1 ] - 杜艳军;陈蓉;李小燕;刘义保;乐长高;
以水热合成法制备CoFe_2O_4材料,考察溶液pH、固液比、时间、温度、初始U(Ⅵ)浓度等对CoFe_2O_4吸附溶液中U(Ⅵ)的影响。用扫描电镜(SEM)对材料进行表征,分析其去除U(Ⅵ)的机理。结果表明,CoFe_2O_4对U(Ⅵ)有很好的去除效果,在pH为5.5、固液比0.3g/L、反应时间120min、U(Ⅵ)溶液浓度30mg/L条件下,U(Ⅵ)最大吸附容量为73.9mg/g。
2021年08期 127-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 2884K] [下载次数：281 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 王昱莹;付晓辉;王杨;何登武;李小燕;曹小岗;
通过溶剂热法制备了CaTiO_3,并探究了溶液pH、固液比、U(Ⅵ)初始浓度、反应时间对U(Ⅵ)吸附效果的影响。吸附试验结果表明,在溶液pH为3.5,固液比为0.2g/L、U(Ⅵ)初始浓度为25mg/L、反应时间为100min时,CaTiO_3材料对U(Ⅵ)的吸附效果最好,去除率为98.06%,吸附容量为125.19mg/g。
2021年08期 134-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K] [下载次数：157 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 侯愷;李亦然;于艺彬;张凯;谈施佳;
运用海泡石辅助对铀矿山的含铀土壤进行化学淋洗。研究了铀在不同粒级含铀污染土壤中的含量,通过搅拌淋洗的方法对土壤进行修复研究,探讨了淋洗时间、淋洗剂种类、温度、超声加热等因素对淋洗效果以及海泡石对土壤中铀的富集的影响。结果表明,随着土壤粒径的增大,土壤中的含铀量逐渐减少,即土壤中含铀量与土壤粒径成负相关关系,且除了砂砾外,其他的铀含量均已超过了铀的目标修复值40mg/kg。淋洗时间为8h,淋洗较为充分,淋洗效果达到最佳,成本合适。通过提高温度、超声辅助等方法,既可以使淋洗效果得到明显的提升,对海泡石的富集效果也有很好的促进作用。在淋洗方面,柠檬酸的效果最好,盐酸的效果最差;在海泡石对土壤中铀的富集方面,硫酸淋洗土壤铀的富集倍数最高,柠檬酸淋洗土壤铀的富集倍数最差。通过构建土壤—淋洗液—海泡石的铀迁移路径实现土壤中铀去除并在海泡石中的富集。
2021年08期 139-144+150页 [查看摘要][在线阅读][下载 2203K] [下载次数：110 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 高杨;高柏;蒋文波;张海阳;史天成;刘圣锋;方正;丁燕;
为了解某铀矿区周边环境放射性污染特征和对周边居民产生的健康风险状况,对矿区周边农田土壤及溪流沉积物进行采集,测试分析~(238 )U和~(232 )Th活度浓度,采用箱线图及正态分布分析其活度浓度分布特征,借助地质累积评价模型和潜在生态评价模型,对比农田土壤及溪流沉积物的风险评价,从而完善整个尾矿库周边的评估过程。结果表明,~(238 )U、~(232 )Th含量变化具有显著相关性,为江西土壤背景值的20～40倍左右。随着离尾矿库距离的增大,污染组分~(238 )U、~(232 )Th浓度逐渐降低,随后保持稳定。溪流沉积物中的~(238 )U、~(232 )Th地质累积指数略大于农田土。农田土T1、T2点位距离尾矿库相对较近,土壤污染较为严重,导致地质累积指数结果远高于其他点位,呈现极重度污染。潜在生态风险评价中E_r(~(238 )U)和E_r(~(232 )Th)中强生态风险均占50%以上。调查区域出现整体中度程度,局部点位表现出严重污染,建议该地区采取治理措施。
2021年08期 145-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 864K] [下载次数：404 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：2 ]