含铀煤燃烧过程中煤灰烧结现象的研究——Ⅰ.含铀煤灰的烧结及其对铀的包裹

本文用中国不同地区的三种含铀煤矿样,在400—1100℃范围内进行燃烧试验。测定了煤灰的松装密度和煤灰中铀浸出率。结果表明,煤样在不同温度下燃烧后,煤灰发生了烧结,烧结时发生了煤灰对铀的包裹作用。燃烧温度越高,煤灰烧结越剧烈,对铀的包裹几率也越大,铀的浸出率降低也越厉害。烧结过程符合烧结作用理论的关系式,并得到了三种含铀煤样的烧结-包裹关系式。     

含铀煤燃烧过程中煤灰烧结现象的研究——煤中几种常见无机矿物的烧结及其对铀包裹

本文用八氧化三铀粉末和三碳酸铀酰铵溶液,分别和煤中常见的五种无机矿物——高岭土、长石、石英、黄铁矿、褐铁矿等混合制得的人工配料,在300—1100℃温度下焙烧,对焙烧产物进行了浸出、松装密度测定和X射线衍射分析。由分析结果提出了温度升高铀浸出率下降的原因是由于铀被无机组份烧结-包裹所致。     

基于地球化学模拟分析杂质矿物对酸法地浸采铀的影响

为探明酸法地浸采铀过程中杂质矿物对铀浸出的影响,以分批浸出试验为基础,采用反应路径模拟探讨杂质矿物对铀浸出机制的影响,利用反应溶质运移模型探讨杂质矿物对铀浸出化学场时空特征的影响。模拟结果表明：方解石、黄铁矿、赤铁矿会与铀矿竞争酸,竞争由强至弱依次为方解石、赤铁矿、黄铁矿,其中黄铁矿在酸浸条件下溶解较弱,但生成的低价硫和亚铁离子能降低溶浸液的Eh值,导致铀浸出减少,赤铁矿在酸浸条件下因耗酸而降低溶浸液的酸度,但又促进黄铁矿的溶解,进而影响铀的浸出;在时间上,杂质矿物会使铀的溶解迁移存在不同程度的滞后,铀的溶解-沉淀旋回周期延长,整个模拟矿层沥青铀矿完全溶解时间更长,铀浸出速率降低;在空间上,杂质矿物会使模拟矿层中铀矿溶解范围减小,铀矿溶解-沉淀旋回过程中沉淀量增加,U（Ⅵ）迁移浸出所需时间延长,浸出铀的迁移累积峰值变化不同。     

硫粉量对铀矿石嗜酸氧化硫硫杆菌通气柱浸的影响

研究了铀矿石酸化-硫粉细菌通气柱浸体系的pH值、Eh值和铀离子浓度等参数随时间的变化规律,探索了铀矿石的浸出率与硫粉含量的关系。结果表明:在酸化阶段,同一酸化级数下各酸化体系的pH值和铀离子浓度随酸化时间的延长而升高,Eh值随酸化时间的延长而降低;随酸化级数的增加,各酸化体系的pH值、Eh值和铀离子浓度随酸化时间的延长变化量减小。在细菌浸出阶段,同一酸化浸出级数下各浸出体系的pH值、Eh值和铀离子浓度随浸出时间的延长而升高;随浸出级数的增加,各浸出体系的pH值和铀离子浓度的增长率减小,Eh值的增长率增大;硫粉加入量越大,浸出体系pH值降低的幅度越大,Eh值和铀离子浓度升高的幅度也越大。铀矿石的浸出率与硫粉含量呈正相关,硫粉含量为5g/L的浸出体系中,铀的浸出率高达95.45%。     

铀水冶废渣氯化焙烧强化预处理提铀工艺研究

针对某铀水冶企业生产过程中产生的废渣(铀品位12.000%)浸出效果不佳、铀回收率低、至今尚未回收利用的现状,开展了低温氯化焙烧强化预处理-硝酸浸出试验研究,考察了焙烧温度、氯化钠添加量、焙烧时间、样品粒度等因素对铀浸出行为的影响。结果表明：在氯化钠添加量为样品量的20%、焙烧温度200℃、焙烧时间2 h、硝酸浓度7.4 mol/L、浸出温度80℃、浸出时间2 h的条件下,铀浸出率达到95.97%,与传统酸浸工艺相比,提高了19.52%。物相分析结果表明：经过氯化钠焙烧预处理后的废渣比表面积和孔隙率明显增加,促进了铀的解离,加大了铀与酸的接触面积,从而使得铀浸出率大幅提升。该工艺为铀水冶工艺废渣的回收利用提供了技术支撑。     

含铀褐煤综合利用的研究

本文是研究从含铀褐煤中直接提取铀和锗的工作报告。给出了用硫酸和硝酸方法浸取的条件和结果。重点讨论了用硫化钠溶液和清水分步浸取原煤中的锗和铀及用丹宁沉淀浸出液中锗的条件。铀的浸出率和沉淀率分别为76%和98%;锗的浸出率和沉淀率分别为80%和98—100%。分析了控制锗的浸出率的因素,提出了从研究浸取过程的化学机理和过程机理出发,进一步寻求提高铀、锗浸出率和降低试剂消耗的方向。     

硅酸盐水泥基材中钙硅比对铀(Ⅵ) 滞留性能的影响

以氧化钙、硅灰为原料，在80℃水热条件下，能合成不同钙硅比的水化硅酸钙(CSH)，用X射线粉晶衍射(XRD)鉴定表明产物都为凝胶相。对含铀的不同钙硅比的CSH凝胶，用1％的盐酸溶液浸出，结果表明：低钙硅比的CSH凝胶对铀有更好的滞留性能。在25℃条件下，含铀普通硅酸盐水泥和碱矿渣水泥固化体102天的浸出结果表明：碱矿渣水泥固化体中铀的累积浸出分数和扩散系数分别比普通硅酸盐水泥固化体中低17．6％和40．6％，这与碱矿渣水泥中钙硅比低有关。     

烧结碳化铀相的定量分析

本文叙述了用 X 射线衍射直接比较法测定烧结碳化铀中 UC 的含量,介绍了 K 值的计算方法.根据测量结果计算出的试样总含碳量与化学法分析的结果十分接近,证明了此方法用于碳化铀中相的定量分析是可行的.     

浸铀方法中矿石块度及其组成的确定原则

研究了就(原)地破碎浸铀法和堆置浸铀法的参浸矿石的块度和其组成与工艺条件(溶浸液流速、包裹矿石块液膜厚度、浸矿强度、浸出率、浸矿剂消耗、矿石品位)、破碎矿石的经济性以及工艺矿物学之间的关系,并根据室内和现场试验结果,提出了能满足     

氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌在四价铀浸出中作用研究

采用广东某矿低品位铀矿石,在相同的培养条件下,研究了氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌对U4 的浸出作用。研究结果表明,在氧化亚铁硫杆菌作用下铀的浸出率比在氧化硫硫杆菌作用下高21.34%;氧化亚铁硫杆菌为UO2的氧化提供了高效氧化剂,而氧化硫硫杆菌则显著降低了浸矿体系的pH值,对UO22 的络合析出非常有利。因此,氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌对U4 的浸出具有互补作用。     

从铀矿石浸出液中沉淀过氧化铀

研究了从铀矿石浸出液中回收铀的化学沉淀法。该法主要包括石灰沉淀铁、氢氧化铁浆体预处理和H_2O_2沉淀铀。浸出液用石灰乳中和至pH3.7,沉淀氢氧化铁,此沉淀物经絮凝、沉降之后,在高压釜内于170℃温度下预处理。用H_2O_2从除铁浸出液中沉淀铀,用MgO浆体调节铀沉淀过程的pH值至3.5,沉铀尾液可用于洗涤浸出尾渣的滤饼。氢氧化铁沉淀浆体,预处理后返回浸出工序回收铀,这不仅省去了氢氧化铁浆体的过滤工序,而且还使     

铀尾矿渗滤液中铀在地下水中的迁移模拟

选择某铀尾矿库作为研究对象,采集尾矿坝中的铀尾矿样品、含水层砂土样品及隔水层粘土样品,研究U在关键地层土壤样品上的等温吸附规律及降雨条件下U的浸出过程,得到U在关键地层的吸附迁移参数及源项释放规律,并运用FEFLOW6.2软件建立铀尾矿评价区地下水三维模型,模拟U的迁移行为及浓度分布。实验结果表明U在砂土与粘土上的吸附符合线性等温吸附模型,分配系数Kd分别为20.41 L/kg、45.92 L/kg;实验周期内酸雨淋浸与去离子水淋浸条件下U浸出平衡浓度分别为0.83 mg/L、0.79 mg/L,浸出率分别为46.07%、20.92%。模拟结果表明经过30年的迁移,U污染晕峰值浓度为0.595 mg/L,峰值浓度迁移距离为36.44 m;经过50年的迁移,U污染晕峰值浓度为0.440 mg/L,峰值浓度迁移距离为42.93 m。     

浸铀方法中矿石块度及其组成的确定原则

研究了就(原)地破碎浸铀法和堆置浸铀法的参浸矿石的块度和其组成与工艺条件(溶浸液流速、包裹矿石块液膜厚度、浸矿强度、浸出率、浸矿剂消耗、矿石品位)、破碎矿石的经济性以及工艺矿物学之间的关系,并根据室内和现场试验结果,提出了能满足浸矿要求的矿石块度及其组成的确定原则、方法和步骤。这些将对这两种浸铀方法的合理选择、设计和生产有一定的参考意义。     

ASTM C833-17用于轻水堆的烧结(铀-钚)二氧化物芯块标准规范

正该规范介绍了在热反应堆中使用完成的烧结和磨碎(铀-钚)二氧化物芯块。该规范适用于含钚元素质量可达总质量15%的铀-钚二氧化物颗粒。制造工艺的多样性取决于所产出的铀-钚二氧化物颗粒种类,以及诸多在特定反应堆系统中针对二氧化物颗粒操作条件而产生的化学和物理特性特殊要求。需要考虑在内的化学特性有:铀含量、钚含量、杂质含量、化学计量学、     

不同固定剂对铀尾矿库中铀稳定效果的试验研究

利用壳聚糖、凹凸棒土、还原铁粉和羟基磷灰石4种固定剂对铀尾矿库中的铀进行固定化处理,通过逐级化学提取法和毒性浸出试验（TCLP）研究了铀尾矿库中铀的形态分布特征与浸出特性。结果表明：固定剂对铀的形态分布的影响存在显著差异,壳聚糖、凹凸棒土和还原铁粉掺杂后主要促进可交换态（包括水溶态）铀向其他较稳定结合态铀转化,羟基磷灰石掺杂显著提高了残渣态铀的含量。固定能力强弱依次为：羟基磷灰石>还原铁粉>凹凸棒土>壳聚糖。TCLP结果表明：壳聚糖增强了铀的活性,浸出量增加4%~23%;羟基磷灰石降低铀的浸出量近80%,是铀尾矿库中铀稳定效果较好的一种固定剂。     

不同地浸采铀工艺主要元素迁移强度与饱和状态研究

针对新疆某铀矿床矿石碳酸钙含量高的特点,为掌握酸法、碱法及CO₂+O₂中性3种原地浸出采铀工艺条件下主要元素的迁移强度和矿物饱和状态,开展了3种工艺条件下的室内及现场浸铀对比试验,并应用水文地球化学原理对碳酸钙与硫酸钙的饱和指数进行了计算。结果表明,酸法浸出时U、Ca、Mg、Al、Fe的迁移强度高于碱法及中性时的;碱法与中性浸出时,U的迁移强度基本相同,中性浸出Ca、Mg的迁移强度大于碱法,两种工艺下Fe、Al的迁移强度均弱于U、Ca、Mg。中性浸出时,硫酸钙始终未发生沉淀,pH值控制在6.6以下时,碳酸钙不会发生沉淀;碱法浸出时,碳酸钙不可避免地会发生沉淀;酸法浸出时,硫酸钙不可避免地会发生沉淀。对于该矿床,CO₂+O₂中性浸出工艺为首选,控制pH值在6.6以下可有效避免碳酸钙沉淀,确保铀正常浸出。     

不同地浸采铀工艺主要元素迁移强度与饱和状态研究

针对新疆某铀矿床矿石碳酸钙含量高的特点,为掌握酸法、碱法及CO_2+O_2中性3种原地浸出采铀工艺条件下主要元素的迁移强度和矿物饱和状态,开展了3种工艺条件下的室内及现场浸铀对比试验,并应用水文地球化学原理对碳酸钙与硫酸钙的饱和指数进行了计算。结果表明,酸法浸出时U、Ca、Mg、Al、Fe的迁移强度高于碱法及中性时的;碱法与中性浸出时,U的迁移强度基本相同,中性浸出Ca、Mg的迁移强度大于碱法,两种工艺下Fe、Al的迁移强度均弱于U、Ca、Mg。中性浸出时,硫酸钙始终未发生沉淀,pH值控制在6.6以下时,碳酸钙不会发生沉淀;碱法浸出时,碳酸钙不可避免地会发生沉淀;酸法浸出时,硫酸钙不可避免地会发生沉淀。对于该矿床,CO_2+O_2中性浸出工艺为首选,控制pH值在6.6以下可有效避免碳酸钙沉淀,确保铀正常浸出。     

掺铀榍石人造岩石固化体的制备及其浸出性能

以碳酸钙(CaCO3)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)和硝酸铀酰(UO(2NO3)2.6H2O)为原料,采用固相反应工艺,制备掺铀榍石基人造岩石固化体。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段,研究固化体的烧结温度、物相组成、U元素的浸出性能等。结果表明,掺铀榍石基人造岩石固化体的较佳烧结温度是1 260℃;榍石能很好地固溶U形成榍石固溶体;配方化学式为Ca095U0.05Ti0.9Al0.1SiO5、Ca092U0.04Ti0.9SiO5固化体,28天90℃的浸出率分别为7.0×10-10m.d-1、9.5×10-10m.d-1,其归一化浸出率分别是2.10×10-3g.m-2.d-1、1.76×10-3g.m-.2d-1。     

从铀矿石浸出液中沉淀过氧化铀

研究了从铀矿石浸出液中回收铀的化学沉淀法。该法主要包括石灰沉淀铁、氢氧化铁浆体预处理和H_2O_2沉淀铀。浸出液用石灰乳中和至pH3.7,沉淀氢氧化铁,此沉淀物经絮凝、沉降之后,在高压釜内于170℃温度下预处理。用H_2O_2从除铁浸出液中沉淀铀,用MgO浆体调节铀沉淀过程的pH值至3.5,沉铀尾液可用于洗涤浸出尾渣的滤饼。氢氧化铁沉淀浆体,预处理后返回浸出工序回收铀,这不仅省去了氢氧化铁浆体的过滤工序,而且还使铁沉淀物不再溶解,因而浸出液中铁浓度不增加。研究结果表明:用石灰、H_2O_2和MgO三种主要试剂就能从浸出液中获得铀含量高于65％的过氧化铀产品,上述化学试剂均不污染环境,按浸出液中铀含量计,化学试剂H_2O_2(30％)和MgO的耗量分别为0.95kg/kgU和0.169kg/kgU。     

对一产铀花岗岩体裂隙粒间铀的动态浸出试验

国内外大量脉状铀矿床以及许多沉积型铀矿床往往与含铀量较高的花岗岩体有密切的空间和成因联系。这些花岗岩的铀浸出率也高,而且有随铀含量增高而增高的总趋势。但是,铀的浸出率的高低和铀在花岗岩中的存在形式和配分情况是怎样联系的呢? 我们知道,铀在花岗岩中的存在形式大致有以下几种: 1.呈单矿物形式:铀组成独立的铀矿物或铀钍矿物(晶质铀矿、铀钍矿、方钍石等)。