背景地下水作用下铀在砂岩铀矿微界面上的扩散模式研究

上游背景地下水流入酸法地浸采铀退役采区地下水中时产生了稀释和冲洗作用。为探究背景地下水作用下酸法地浸退役采区地下水中铀在水岩微界面上的扩散模式和控制机理,开展了静态稀释实验和动态冲洗实验。静态稀释实验结果显示,背景地下水与污染地下水比例为50∶1时,1 440 min内铀浓度降到背景值60 μg/L以下;初期阶段（0~20 min）,反应速率主要受膜扩散控制;中期阶段（20~150 min）,反应速率受膜扩散和颗粒内扩散共同控制;后期阶段（150~600 min）,反应速率主要受颗粒内扩散控制。动态冲洗实验结果表明,用25个孔隙体积的背景地下水,10 d内铀浓度降至50 μg/L;初期阶段（0~4 d）,反应速率主要受膜扩散控制;中期阶段（4~7 d）,反应速率同时受膜扩散与颗粒内扩散控制;后期阶段（7~10 d）,反应速率主要受颗粒内扩散控制。这些研究结果揭示了上游背景地下水流入酸法地浸采铀退役采区地下水中后铀的扩散和迁移规律,为酸法地浸采铀退役采区地下水自然净化的可行性评估提供了理论依据。     

新疆某CO_2+O_2地浸采铀矿区地下水化学和硫同位素特征

对新疆伊犁盆地某CO2+O2地浸铀矿山井场及其周边地下水的主要化学成分和硫同位素进行了分析。结果表明,CO2+O2地浸采区的地下水具有较高的SO24-浓度,其范围为681mg/L～1530mg/L,平均值为1161.8mg/L,显著高于地下水本底水平。采区地下水中SO24-的δ34 SV-CDT值为-19‰～-24.2‰,平均值为-22.3‰,与矿层中黄铁矿的硫同位素组成一致,说明地下水的SO24-主要来源于矿层中黄铁矿的氧化溶解。采区外围地下水的SO24-浓度与本底值接近,且δ34 SV-CDT值(-11.1‰～1.6‰,平均值为-7.2‰)与采区内的存在明显差异,说明地浸采区内的污染物得到了有效控制,没有造成外围地下水的污染。矿层中黄铁矿的氧化对CO2+O2地浸采铀具有不利的影响,不仅会产生SO24-污染物,特别是可形成次生矿物沉淀而堵塞孔隙,降低矿层的渗透性。     

酸法地浸采铀过程中地下水控制的实践

重点总结了伊犁某矿床酸法地浸采铀过程中,钻井布置、施工、监测井布置与监测、采区酸化与开采运行以及特殊情况处理等环节中有关地下水控制的具体措施。近30年的地浸开采实践、退役采区所做的地下水污染调查以及相关历史数据表明:地浸采铀过程中可通过适当的控制措施,做到不对采区外围及上下含水层造成污染,使地下水各项离子浓度均处于环保要求之内;地浸溶液的扩散运移范围处于可控状态。     

SRB治理地浸采铀矿山污染地下水条件试验研究

地浸采铀过程中,由于溶浸剂的注入,改变了地下水的原始地球化学环境,使得地下水中铀及重金属离子的浓度增高,造成了地下水的污染。通过室内试验,参照污染地下水化学成分,研究了pH值对硫酸盐还原菌(SRB)还原SO42-的影响以及SRB对U、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+等的去除效果。结果表明,溶液pH值对SRB还原SO42-的能力以及SRB去除U、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+等的效果影响很大,当pH值为8时,SO42-还原能力和U、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+的去除效果均达到最佳,为地浸采铀矿山污染地下水的治理提供了新的思路。     

用于酸法地浸采铀地下水修复的混合SRB驯化试验研究

采集尾矿坝厌氧污泥,通过微生物培养富集,获得混合SRB菌种。对富集菌种进行梯度驯化,使之能够适应酸法地浸采铀地下水环境。经驯化后,混合SRB耐受温度可低到20℃、pH可低到4、硫酸根质量浓度可高达4g/L、铀质量浓度可高达5mg/L,该研究为SRB应用于酸法采铀地下水的修复提供了必要的基础。     

中性地浸采铀浸出液除铁研究

针对某地浸采铀浸出液的铁浓度异常升高造成的不良影响,通过改进传统氧化-絮凝-沉淀-过滤工艺,在不增设沉淀池的情况下,实现了去除铁的同时降低铀损失的目的。连续60 d的扩大试验结果表明,在投加氧化剂150 mg/L,PAC 70 mg/L时,采用氧化-絮凝-过滤工艺可以使浸出液中的铁质量浓度由8~18 mg/L降低到平均值1.57 mg/L;浸出液铀质量浓度在6~12 mg/L变化时,滤液中残留铀质量浓度平均值为6.02 mg/L。     

某地浸采铀矿山采区井场地下水中铀迁移预测

通过对某地浸采铀矿山井场水文地质条件的分析,建立该区地下水污染物迁移的二维水流、水质耦合迁移的数学模型。采用Visual MODflow软件模拟铀浓度分布。10、20、40 a后地下水中铀最高质量浓度中心分别迁移至距井场中心约93、1403、02 m处;而最高质量浓度在10 a后,基本不变;20、40 a后由20.0 mg/L分别降至16.0、12.0 mg/L。利用监测结果对模型进行检验,检验结果表明模型比较合理。     

ZVI-SRB协同处理铀废水的正交实验研究

在缺氧的环境下,利用零价铁(ZVI)和硫酸盐还原菌(SRB)协同处理含铀废水,通过正交实验考了察初始pH,铀的初始浓度,SO42-,NO3-对ZVI-SRB协同处理含铀废水的影响.结果表明,铀的初始浓度对ZVI-SRB协同处理铀废水的影响最大,其次是NO3-,pH值,SO42-;在500mL的水样中,其最佳的还原条件是:pH为5,SO42-为3000mg/L,NO3-为400mg/L,铀的初始浓度为160mg/L;在最佳还原条件下,铀的去除率为93.49%.     

碱性含铀废水处理试验研究

采用石灰去除CO_3~(2-)—硫酸亚铁中和深度除铀—氯化钡除镭—污渣循环减容工艺处理碱性含铀废水,考察了石灰、硫酸亚铁、氯化钡用量等条件对铀、镭的去除效果。试验结果表明:当Ca(OH)_2用量为化学计量1.1倍、FeSO_4·7H_2O质量浓度为2.0g/L、氯化钡质量浓度为60mg/L时,铀质量浓度降至0.05mg/L以下,镭活度浓度降至1.0Bq/L以下,pH可控制在8.0左右,处理后的废水可达标排放。     

某低品位高酸耗矿床地浸生物采铀试验研究

针对新疆某地浸采铀矿床品位低、硫酸消耗大的特点,利用设计加工的生物反应器,进行了生物地浸采铀试验研究.2年多的现场试验表明:抽液孔反注菌液较反注硫酸溶液优势明显,其浸出液铀浓度峰值高,可达178 mg/L,维持时间长,可获得较高的500 mV以上高氧化还原电位;使用菌液连续抽注一个月后,浸出液铀浓度由12.8 mg/L上涨至25.2 mg/L,说明菌液中高浓度的Fe3+可将矿层U4氧化为U6,从而获得较高的铀浓度.针对生物地浸采铀技术的应用前景,提出了建议和展望.     

巴彦乌拉铀矿地浸过程中溶浸液化学成分演化特征

地浸采铀是砂岩型铀矿的主要开采方法,酸性溶浸液与矿石反应后不仅铀被溶解,而且大量杂质离子也随之转入溶浸液中。本文以巴彦乌拉铀矿C12采区北部某抽注单元为研究对象,通过对其抽液孔浸出液化学成分监测,对溶浸液化学成分演化特征进行了系统研究。研究结果表明,溶浸液离子浓度增高是高酸溶浸液与含矿层矿物相互作用的结果,离子浓度演化经历上升、快速上升及相对稳定3个阶段,且酸度越高,浓度增高速率越快,矿物与硫酸反应的顺序大致为碳酸盐、黄铁矿（铁氧化物）、硅铝酸盐、钠长石、钾长石;相关阳离子浓度增长速率与SO42-浓度增长速率演化特征具有同步性,SO42-浓度超过12g/L时Ca2+浓度出现降低,表明CaSO4发生了沉淀。这些研究成果对于指示矿物溶解迁移的演化规律具有重要的理论意义与较高学术价值。     

某铀矿尾矿堆场受污染地下水的渗透反应墙修复初探

渗透反应墙是一种原地修复受污染地下水的新型技术,具有发展前景。在某矿铀尾矿堆场退役治理过程中采用了该技术进行受污地下水的工程应用。综述了该尾矿堆场污染地下水渗透反应墙的修复机理、设计施工及实际应用效果。在尾矿堆场下游末端安装渗透反应墙后,尾矿渗出水的pH由2.71上升至6.85,ρ(U)由12.21 mg/L降至0.003 mg/L;在受纳尾矿堆场渗漏水受纳河的入口下游50 m处,河水pH由渗透反应墙安装前的3.65上升到安装后的7.50,ρ(U)由渗透反应墙安装前的0.46 mg/L下降到安装后的0.001 mg/L。     

基于植酸水解液的酸法地浸铀矿污染地下水修复试验

酸法地浸铀矿山铀污染地下水的修复是亟待研究解决的重大问题。本文采用水热反应法水解植酸制备了植酸水解液,根据酸法地浸铀矿山铀污染地下水的理化特性制备了模拟铀污染地下水,试验研究了植酸水解液添加量及其pH值对模拟铀污染地下水修复效果的影响,同时对修复过程中模拟铀污染地下水的pH值、铀浓度以及磷酸根离子、钙离子、总铁离子、锰离子、锌离子和镁离子的浓度进行了监测,并结合XRD、SEM、TEM和XPS表征分析,探讨了其修复模拟铀污染地下水的机理。试验结果表明,当植酸水解液的添加量为2 mL,磷酸根浓度为24.562 g/L,初始pH值为6,模拟铀污染地下水的水量为100 mL,初始铀浓度为5 mg/L,初始pH值为3,反应12 h后,铀的去除率达到了99%以上,pH值升高到5.9,本项研究验证了采用植酸水解液修复酸法地浸铀矿山铀污染地下水的可行性。植酸价廉易得,可作为一种经济的磷源代替价格昂贵的磷酸盐化合物,在铀污染地下水修复领域展现其潜在的应用价值。     

铀矿开采及生态修复技术综述

在过去50年时间里,我国铀矿开采技术从跟跑到并跑,目前逐步起到在铀矿采冶领域领跑的作用。文中系统梳理了铀矿常规开采、堆浸、原地爆破浸出及地浸等采铀技术,并评述了其研究进展,其中重点介绍了目前铀矿开采的主流技术-地浸采铀技术的研究进展；评述了铀矿植物、土壤及地下水微生物等生态修复技术。铀矿地下水微生物修复技术在铀矿地下水修复中具有广阔的应用前景,选育耐重金属离子及耐低酸微生物菌群是铀矿地下水微生物修复技术的一个重要研究方向。     

酸法地浸采铀废水离子交换与中和试验研究

对酸法地浸采铀矿山放射性污染的地下水进行了强碱性阴离子交换树脂吸附除铀,和石灰石消除除铀尾液酸性的试验研究,研究结果表明,经过两阶段处理的地下水,其中pH值、V及TFe的指标均达到或基本达到Ⅳ类地下水允许标准,Eh、U、Al的指标达到开采前的本底值范围。     

某南方离子型稀土矿采矿活动对地下水的影响分析

离子型稀土原地浸矿工艺原理是用硫酸铵作为浸矿液,把呈吸附态的稀土离子交换浸出并回收稀土元素。该工艺对环境的影响主要是由于浸矿液的渗漏而造成地下水中氨氮浓度增加。针对该种工艺,如何采取有效措施保护地下水质量意义重大。本文以某稀土矿地下水环境影响评价为例,通过设置两种情景模式,应用数值法来证明地下水水力截获是原地浸矿区地下水质量保护的有效措施。     

松辽盆地某铀矿床水文地质特征研究

研究了松辽盆地某铀矿床区域水文地质特征,矿层地下水补给、径流和排泄条件,地下水水化学特征及主要的水文地质参数;对矿区地浸水文地质条件的分析表明,该铀矿床具备可地浸开采的条件。     

某矿床5号采区双氧水地浸采铀试验效果讨论

介绍新疆某矿床5#采区双氧水地浸采铀的试验研究结果.结果表明,加入双氧水有助于铀的浸出,卷头矿体浸出液铀质量浓度增幅明显,翼部矿体浸出液铀质量浓度增幅相对较少.加入双氧水使Fe3+质量浓度达600～900 mg/L时,浸出液铀质量浓度较高,浸出效果较好.在卷头部位集中加双氧水有较好的经济效益.     

某离子型稀土矿采矿活动对地下水的影响分析

离子型稀土原地浸矿工艺原理是用硫酸铵作为浸矿液,把呈吸附态的稀土离子交换浸出并回收稀土元素。该工艺对环境的影响主要是由于浸矿液的渗漏而造成地下水中氨氮浓度增加。针对该种工艺,如何采取有效措施保护地下水质量意义重大。以某稀土矿地下水环境影响评价为例,通过设置两种情景模式,应用数值法来证明地下水水力截获是原地浸矿区地下水质量保护的有效措施。