堆浸铀矿堆水力学特征参数的试验与反演研究

为了掌握堆浸铀矿堆非抱和区的水力学特性,根据多孔介质的液体流动控制方程和描述水力学性质的van Genuchten模型,阐述了堆浸铀矿堆水力学特征参数的数值反演模型。接着,选用来自某铀矿山新堆浸场分形维数D=1.8的铀矿石样,利用自制的一维液体非饱和渗流试验装置,测定了不同喷淋强度下试验柱底部的累计排水量和5个不同高度矿样内的含水率。最后,利用HYDRUS-1D软件获得了试验样本在注水期间和排水期间的水力学特征参数。结果表明：①数值反演方法确定的水力学特征参数能很好地与实际情况相匹配,参数估算结果可用于工程实际;②注水期间和排水期间需要分别确定对应的水力学特征参数;③注水期间反演估算获得的堆浸铀矿堆饱和渗透系数比排水期间的更接近饱和渗流试验获得的结果。     

茶渣吸附U(Ⅵ)的特性

通过静态吸附实验,考察了铀溶液初始pH、初始浓度以及吸附时间、吸附剂粒度、温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响,分析了吸附过程的动力学行为及等温吸附特性,并通过红外光谱和扫描电镜探讨了吸附机理。结果表明:pH对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响较大,pH为2和6时吸附量分别为13.90、43.19 mg·g^-1。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程较慢,吸附过程需要12 h才能达到平衡。吸附过程的准二级动力学方程的拟合效果优于准一级动力学方程。吸附量随铀溶液浓度的增加而增大,而吸附率则相反。铀溶液初始浓度为10~100 mg·L^-1,相应的吸附量为9.40~70.05 mg·g^-1,吸附率为94.04%~70.05%。茶渣吸附U(Ⅵ)的动力学行为更符合准二级动力学方程,等温吸附数据对Freundlich方程的拟合度较高。茶渣粒度及温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响不大。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程中,起主要作用的基团有羟基、羰基、硝基、P-O、Si-O。     

铀矿堆浸分形动力学模型

本文采用堆浸铀矿石粒径分布分维数代替其平均粒径,对Mellado等提出的矿石堆浸动力学模型进行了改进。同时采用铀矿柱浸试验确定了铀矿堆浸分形动力学模型参数与堆浸铀矿石粒径分布分维数的关系,建立了铀矿堆浸分形动力学模型,并进一步采用柱浸试验对模型进行了验证。结果表明,所建立的铀矿堆浸分形动力学模型能很好地反映铀矿堆浸铀金属浸出的规律。