地浸铀矿山退役采区地下水中铀种态的PHREEQC模拟研究

以我国西北某地浸铀矿退役采区地下水作为研究对象，通过实地调查和取样分析，研究了该区域地下水的铀含量和其他理化性质。采用PHREEQC软件计算该区域地下水中铀的赋予形态，并模拟pH、温度、SO₄^2-浓度和NO^-₃浓度对地下水中铀形态的影响。结果表明，该区域地下水铀的价态为U(Ⅵ),主要以UO₂SO₄、UO₂²⁺、UO₂(SO₄)₂^2-和UO₂NO⁺₃的形式存在，占比分别为72.0%、20.7%、7.2%、0.1%。通过模拟得出：当pH=2～5时，UO₂SO₄是该水环境中铀的优势种态，随着pH值的持续增高，UO₂(OH)₂显著增加，在pH大于5的条件下，UO₂     

铀钼的碱性解吸及其回收

用(NH_4)_2CO_3-(NH_4)_2SO_4解吸剂可以从含铀、钼树脂上同时解吸铀和钼。解吸液经蒸氨沉淀ADU。含钼及少量铀的母液在弱酸条件下(pH=3.0—3.2),用TFA-TBP-煤油萃取,钼的萃取率大于98％,铀几乎不被萃取。反萃取液用硫酸酸化沉淀,制得多钼酸铵产品。铀的总回收率在99％以上,钼的总回收率达90％。由于全流程为硫酸盐体系,避免了NO_3~-的危害。     

SiO2胶体、介孔SiO2对低浓度铀的吸附作用机制研究

分别采用SiO₂胶体和介孔SiO₂(MSP)吸附水溶液中低浓度铀,探讨了溶液初始pH值、吸附时间、固液比等因素对吸附效果的影响。结果表明,当溶液中铀初始浓度为2 mg/L、pH=4时,SiO₂胶体和MSP在7 min达到吸附平衡且对铀的吸附率分别在65%和98%以上;等温吸附拟合结果表明,SiO₂胶体对铀酰离子的吸附并不符合单分子层吸附,MSP则表现出单层覆盖和多层吸附相结合的吸附模式;傅里叶红外光谱分析表明:2种材料主要是靠Si-O-Si、Si-OH基团吸附铀;用0.1 mol/L硝酸可迅速洗脱铀,洗脱效率大于95%。     

超重力法制备高分散性镁铝水滑石及其对铀酰离子的吸附性能

以硝酸镁(Mg(NO₃)₂·6H₂O)和硝酸铝(Al(NO₃)₃·9H₂O)为原料、尿素(CO(NH₂)₂)为沉淀剂,利用超重力法制备了粒径分布均匀、高分散的片状微细镁铝水滑石。通过扫描电镜、X射线衍射仪及激光粒度分布仪对样品进行了分析表征,比较了传统水热合成法与超重力法制备镁铝水滑石的形貌和粒径分布,分析了镁铝水滑石微细颗粒间形成团聚的机理,考察了异丁醇共沸蒸馏干燥工艺对产品分散性的影响,并研究了制备的镁铝水滑石(Mg-Al-LDHs)对铀酰离子(UO₂²⁺)的吸附性能。结果表明,利用超重力法制备的微细Mg-Al-LDHs粒径分布均匀,为六方片状,粒径在1～2.5 μm之间; 使用非均相共沸蒸馏方法进行干燥,可有效防止Mg-Al-LDHs粉体团聚。在吸附时间120 min、UO₂²⁺初始浓度35 mg/L、吸附剂投加量0.01 g(废水体积30 mL)、pH=6、吸附温度50 ℃条件下,Mg-Al-LDHs对UO₂²⁺的饱和吸附量为118.57 mg/g。表明Mg-Al-LDHs对UO₂²⁺具有良好的吸附性能,是处理含铀废水的一种潜在吸附剂。     

从碳酸盐型含钨的泥质铀矿石中提取铀及铀钨分离

本文阐述了从含钨泥质铀矿石中回收铀及铀钨分离的试验研究。对碳酸盐含量高的该种矿石,采用加压碱浸、离子交换分离铀、钨和吸附后溶液全部返回浸出回路的流程,可获得部颁一级品重铀酸铵产品,并使浸出剂碳酸钠的用量大幅度降低。     

壳聚糖吸附铀的机理探讨

试验探讨了壳聚糖吸附水中铀时的影响因素、吸附动力学和吸附等温线。结果表明,当溶液初始铀质量浓度1 000 mg/L,pH=5左右,壳聚糖用量2.0 g,固液比1∶50,反应时间为120 min时,壳聚糖对铀的去除率最大为94%,吸附量为1.43 mg/g。吸附过程动力学更适合二级反应,相关系数0.999 2~0.999 7,吸附等温式较符合Langmuir方程,相关系数0.997 2~0.998 4。     

ZVI-SRB协同处理铀(Ⅵ)废水的影响因素

采用还原性铁粉和硫酸盐还原菌协同生物还原沉淀消除铀矿冶废水中的放射性U污染.研究pH值、SO4(2-)和铀的初始浓度对ZVI-SRB协同还原沉淀U的影响.结果表明,溶液中的pH值对U生物沉淀存在显著影响,在pH为6.0时,铀的除去率在24h内高达90.5%,随pH值的降低溶液巾铀的除去率降低.铀的初始浓度和SO4(2-)的浓度对ZVI-SRB体系协同还原沉淀U影响比单纯SRB处理要小.利用ZVl-SRB处理溶液中的铀废水的放射性U污染具有重要意义.     

用季铵盐从碳酸铵、硫酸铵碱性解吸液中萃取分离铀、钼

本文提出了以季铵盐为萃取剂,在加入过氧化氢的条件下,从(NH_4)_2CO_3-(NH_4)_2SO_4溶液解吸某铀水冶厂含铀、钼树脂所得的料液中分离铀、钼的新方法。结果表明,当料液中含铀4—5g/L、钼～2g/L时,季铵盐浓度为0.15mol/L,加入过氧化氢0.8％(v/v),相比(有/水)为1/4,经一段萃取,钼的萃取率可达97.9％,负载有机相中含铀小于0.1g/L。     

木质素吸附剂合成及吸附铀性能研究

利用成本低廉、来源广泛的可再生资源——酸析木质素作为主要原料,通过两步反应法:1)Mannich反应引入弱碱性基团,2)O-烷基化反应引入强碱性基团,制备出同时具有强碱性、弱碱性的木质素基吸附材料。采用红外光谱、元素分析对产物进行表征,结果表明,在木质素分子结构上成功引入了胺基基团;并且通过静态吸附试验,测试了该吸附剂在低浓度含铀溶液中的吸附效果。试验结果表明,当溶液的pH值为2.0,铀质量浓度为6 mg/L,吸附剂的用量为10 g/L时,溶液中铀的去除率可以达到93%以上。     

含铀硼铁矿选铁尾矿中铀硼资源回收试验研究

辽宁翁泉沟地区含铀硼铁矿中铀、硼资源丰富,主要以晶质铀矿和硼镁石的形式存在,某选矿厂含铀硼铁矿选铁尾矿中U、B₂O₃品位分别为0.013 3%、14.05%。为了提高该选铁尾矿中铀、硼资源的利用率,进行了矿物特征自动定量分析系统(AMICS)测试、化学分析、铀硼元素的平衡计算和粒度分析,探明了尾矿中的矿物存在形式、粒度分布、解离特性、元素分布等特征,根据试样性质,制定了“微细粒铀、硼矿物强化物理场预富集—摇床精选—重选尾矿浮选”的重—浮联合工艺分选流程。试验结果表明:通过优化离心分选、摇床分选、浮选的操作,获得了铀精矿中U品位0.151 8%,U作业回收率60.16%,硼精矿中B₂O₃品位14.76%,B₂O₃作业回收率94.84%的分选指标;铀矿物主要分布在-74μm细粒级中,U分布率为77.13%,硼矿物主要分布在-38μm细粒级中,B₂O₃分布率为84.67%;和原工艺指标相比,选铁尾矿中U、B_2...     

碳化反沉淀法去除硫酸锰浸出液中钙、镁的研究

采用碳化沉锰法去除硫酸锰溶液中的钙、镁离子。以CO₂为碳化剂, 将硫酸锰溶液中的Mn²⁺以碳酸锰沉淀的形式从原溶液中分离出来, 然后用硫酸将沉淀物溶解, 从而达到除杂的目的。考查了CO₂流量、反应温度、pH值及反应时间对钙、镁离子去除效果的影响, 结果表明, 最适宜条件为反应温度45 ℃、溶液pH值7.0、CO₂流量2.7 L/min、反应时间60 min, 此时碳化产物中钙、镁离子含量分别为0.03%和0.01%, 达到了HG/T 2836-2011高纯碳酸锰Ⅰ型品的标准。     

磁铁矿对废水中U(Ⅵ)的固定途径与机理

综述了近年来磁铁矿对废水中U(Ⅵ)的固定途径与机理,总结了不同成因磁铁矿固定铀的机理差别及其主要的影响因素,深入梳理了磁铁矿的组成、结构和反应机理。磁铁矿对U(Ⅵ)的固定途径主要包括对六价铀酰的表面吸附、将U(Ⅵ)还原形成UO₂、在磁铁矿表面形成含U(Ⅳ)的内球表面配合物以及还原成U(Ⅴ)嵌入磁铁矿晶格结构等4种形式,不同成因磁铁矿、环境pH、磁铁矿化学计量、磁铁矿表面铀负荷以及碳酸盐和钙离子等都会影响U(Ⅵ)的最终固定形态。本研究结果对研究铀在水文地球化学中的迁移、固定铀的稳定性,以及评价铀深地质处置库的安全性具有重要意义。     

高铁生物浸铜液中铜的回收

在高铁生物浸铜液中通入H₂S气体, 生成硫化铜渣, 双氧水-硫酸浸出硫化铜渣, 得到硫酸铜溶液, 后经蒸发浓缩、冷却结晶制得硫酸铜。研究结果表明: 当生物浸出液pH=1, 反应温度为30 ℃, 反应时间为3 h时, 在生物浸铜液中通入硫化氢, 铜沉淀率接近100%; 双氧水-硫酸浸出硫化铜渣, 当双氧水与铜物质的量之比为6.4∶1, 反应温度为50 ℃, 液固比为15∶1, 硫酸浓度为3 mol/L, 反应时间为2 h时, 铜浸出率为92.1%; 所得浸出液中硫酸浓度为343.49 g/L, Cu²⁺浓度为 25.33 g/L, 通过蒸发浓缩、冷却结晶得到纯度为96%的硫酸铜, 其质量达到工业用硫酸铜质量标准(GB437-93)。     

一种新的铀回收工艺:铁矾-过氧化氢两步沉淀法

铀矿石堆浸浸出液用沉淀法回收铀时，对最终沉淀黄饼产品质量影响最大的杂质元素是Fe和Al等。首先，浸出液在pH=1．8左右以铁矾沉淀法除铁，产生的铁矾沉淀物为结晶体，易于过滤和洗涤，铀的夹带损失小。除铁后的浸出液在pH为2．8～3．5范围内用过氧化氢选择性地沉淀铀，此时铝不沉淀，从而使铀与包括铝在内的其它杂质离子有效地分离。所得到的黄饼为结晶的水合过氧化铀，过滤性能好，铀含量高，杂质含量低，产品质量能稍足新的黄饼一级品标准。新工艺经工业生产验证，具有投资省，操作简单，总回收率高，处理量大，试剂消耗低，生产成本低等优点。     

从四氯化锗水解母液中回收锗

研究了四氯化锗水解母液中锗的回收方法。将镁的化合物按一定比例加到水解母液中, 用氢氧化钠或氨水调节溶液的pH值到7～8, 使锗以锗酸盐的形式沉淀下来, 然后采用传统的蒸馏工艺使锗酸盐中的锗以GeCl₄的形式得到回收。结果表明, 沉淀法可使水解母液中的锗沉淀率达到98%以上。通过实验确定了沉淀水解液中的锗的适宜参数为: 选用NaOH调节水解液的pH值, pH=7～8、MgCl₂或MgSO₄作为沉淀剂、Mg/Ge(摩尔比)为1.5∶1, 沉淀时间为4 h。     

电镍钴渣氧化除铁的试验研究

研究了钴渣溶出液中添加氧化剂Na₂S₂O₈, H₂O₂ 和KMnO₄氧化沉铁的效果, 重点探讨了影响KMnO₄氧化沉铁的因素。结果表明: 3种氧化剂中KMnO₄沉铁效果最好; 采用KMnO₄作氧化剂时, 在n(KMnO₄)/n(Fe²⁺)=1∶5, 氧化温度为85 ℃, 反应时间120 min, 氧化后液pH值为4.5的条件下, KMnO₄氧化沉铁率为96.79%, 满足深度除铁要求。     

从复杂碲铜物料中回收碲的工艺研究

以某公司复杂碲铜物料为原料, 采用双氧水氧化浸出-草酸沉铜-还原碲工艺回收复杂碲铜物料中的碲。研究了浸出温度、H₂SO₄浓度、双氧水加入量、液固比、浸出时间对碲浸出效果的影响, 草酸钠过量系数和反应温度对沉铜效果的影响以及亚硫酸钠用量对还原效果的影响。实验结果表明, 在H₂SO₄浓度110 g/L、双氧水加入量为理论量的1.2倍、液固比6∶1、浸出温度80~85 ℃、浸出时间4 h时, 碲、铜浸出率均在99%以上; 在草酸钠为理论量的1.2倍、反应温度65~75 ℃时, 沉铜率达99.6%; 在亚硫酸钠用量为理论量的1.6倍时, 碲的还原率达99.6%。碲以碲粉的形式回收, 铜以草酸铜的形式回收, 碲、铜回收率分别为98.5%和98%。     

碳化法去除硫酸锰浸出液中钴、镍的研究

采用碳化法去除硫酸锰溶液中的钴、镍离子。以CO₂为碳化剂，NaOH为pH调节剂，将硫酸锰溶液中的Mn2+以碳酸锰沉淀的形式从原溶液中分离出来，然后用硫酸将沉淀物溶解，从而达到除杂的目的。考察CO₂流量、反应温度、pH值及反应时间对钴、镍离子去除效果的影响。结果表明，反应温度25℃，溶液pH值为7.5，二氧化碳流量为0.9 L/min，反应时间为60 min时最为适宜，此时碳酸锰产品中钴、镍元素含量比硫酸锰一次结晶产物分别降低了0.031 29%和0.088 5%，其含量分别为0.003%和0.005%，符合高纯碳酸锰GB10503-89 I型品的标准。      

三元体系Li+, NH4+//SO42——H2O 298 K相平衡研究

四川甲基卡、李家沟等地锂辉石储量丰富,为下游锂电池储能材料等领域提供了重要的原料来源。传统锂辉石制碳酸锂工艺中,采用氢氧化钠中和法除去铁、铝等杂质,但是副产硫酸钠附加值低,导致生产成本较高,本论文研究了以氨气替代强氧化钠中和法除杂制碳酸锂工艺,发现在精制锂溶液沉淀结晶过程中存在LiNH₄SO₄复盐产生,影响了锂的收率和碳酸锂产品品质。为解决此问题,本论文采用等温溶解平衡法研究了三元体系Li+,NH₄+ //SO₄2--H₂O在298 K下的稳定相平衡关系,测定了平衡液相中各组分溶解度、密度和折光率数据,并绘制了该体系的相图、密度-组成图和折光率-组成图。结果表明该三元体系为复杂三元体系,有复盐LiNH₄SO₄形成;其稳定相图由3个固相结晶区,3条单变量曲线和2个共饱点组成,3个结晶区分别为（NH₄）₂SO₄,Li₂SO₄·H₂O和LiNH₄SO₄,且LiNH₄SO₄复盐的结晶区较大。研究结果表明,为了避免LiNH₄SO₄复盐的产生,需在锂辉石制工业级碳酸锂工艺前端通过钙离子沉淀法将锂溶液中锂硫比[Li₂SO₄·H₂O/（NH₄）₂SO₄]降到1.6以下,研究结果为四川锂辉石湿法冶金工艺中采用氨中和除杂提供了理论指导。      

夏家店金矿含氰尾矿无害化处理实验

针对夏家店金矿含氰尾矿特点,开展了过氧化氢氧化法、过碳酸钠（固体双氧水）氧化法破氰效果实验研究,旨在使破氰尾矿满足 HJ 943-2018《黄金行业氰渣污染控制技术规范》回填利用要求。结果表明,过碳酸钠（固体双氧水）氧化法破氰效果不如过氧化氢,而将含氰尾矿浆pH值调节至9,不添加催化剂CuSO₄的条件下采用2 g/L过氧化氢破氰1 h,尾渣总氰含量可降低至0.9 mg/kg以下,尾渣浸出毒性指标满足规范回填利用要求。