化学淋洗法对铀污染土壤的修复效果研究

采用振荡淋洗方法对三种粒径(+2mm、-2mm+0.15mm、-0.15mm)某尾矿库周边铀污染土壤进行去污试验,选用盐酸、硝酸、柠檬酸、草酸为淋洗剂,通过控制淋洗浓度、液固比、时间、温度、混合淋洗等因素来确定较优的淋洗条件。结果表明:各淋洗剂对铀污染土壤的去污效果为草酸盐酸硝酸柠檬酸;当淋洗浓度大于0.5mol/L、淋洗时间大于8h或液固比大于10∶1时,其淋洗效果都逐渐趋于稳定;提高淋洗温度可显著提升淋洗效果;选用草酸+盐酸和草酸+硝酸两组较优混合淋洗组合对全粒径土壤进行淋洗时,土壤中铀去除率均达50%以上,总含铀量分别降至27.15、24.32mg/kg,均达到土壤修复目标(40mg/kg)。     

超声与微波辅助柠檬酸对铀污染土壤的淋洗参数研究

选用柠檬酸为淋洗剂，分别在超声和微波辅助下对某铀尾矿附近的污染土壤进行淋洗修复。通过改变柠檬酸浓度、液固比、超声功率和温度、微波功率等参数分析其对土壤中铀去除的影响，得到超声、微波强化淋洗最佳参数。通过构建淋洗动力学模型、金属化学形态分析和XRD分析等手段分析土壤中铀的淋出特性、淋洗前后金属的流动性和稳定性，揭示超声和微波辅助柠檬酸对土壤中铀去除的机理。结果表明，超声、微波强化柠檬酸淋洗铀污染土壤最佳参数为：柠檬酸浓度0.05 mol/L、液固比15 mL/g、超声功率675 W、超声温度40 ℃、超声时间90 min、微波功率300 W、微波时间15 min。两种强化化学淋洗动力学模型基本符合颗粒内扩散模型，与复非均相扩散模型拟合度最高，土壤中铀的扩散类型为复非均相扩散。淋洗过程不仅仅为简单的扩散控制，有可能伴随离子交换作用、络合反应等一系列反应。     

海泡石辅助含铀土壤化学清洗及对铀富集研究

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40 mg/kg。在淋洗时间为8 h,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。     

从某铀矿石中性浸出液中回收U3O8

研究了从某铀矿石中性浸出液中回收U_3O_8,采用离子交换树脂吸附—氯化铵+碳酸氢铵淋洗—淋洗液盐酸酸化去除碳酸根—氨水中和沉淀—焙烧工艺获得U_3O_8。结果表明:D263树脂对铀的吸附量为178 mg/g;用70 g/L NH_4Cl+13 g/L NH_4HCO_3溶液淋洗负载树脂,淋洗液铀质量浓度20 g/L;调淋洗液pH至3.0,再用氨水调终点pH为6.0,50℃下反应1.0 h,铀(ADU)沉淀率达99%;ADU在800℃下焙烧4 h,得到铀质量分数大于80%的U_3O_8。     

不同淋洗剂对重金属镉污染土壤有效镉的去除

为解决土壤重金属镉污染问题，在实验室条件下研究了EDTA、柠檬酸、乙醇酸、氯化镁、十二烷基硫酸钠(SDS)对某地镉超标土壤的解吸作用，探究以上几种淋洗剂最佳去除浓度及液固比，并探究几种淋洗剂复配对土壤淋洗效果的影响。结果表明，有效镉的去除效果为EDTA(84%)>乙醇酸(71.02%)>氯化镁(59.45%)>柠檬酸(56.69%)>SDS(11.02%)。在液固比3时淋洗剂达到最佳淋洗效果。复配方案中EDTA与乙醇酸混合体积比为1︰2时达到最大值87.48%，与柠檬酸混合体积比为1︰1时达到85.91%，增强了EDTA的效果，与SDS混合则无明显影响。氯化镁与柠檬酸、乙醇酸复配效率分别可以达到81.5%、82.6%，与SDS混合则呈现轻微拮抗的效果。两种酸与SDS的混合淋洗剂虽未提高重金属去除率，但在调节土壤pH、节省酸用量上起到一定作用。综合淋洗效率及对土壤pH、有机质、阳离子交换量的影响，0.13 mol/L EDTA与1 mol/L柠檬酸在液固比3、混合体积比1︰1时达到最佳淋洗效率85.91%。试验结果可为利用柠檬酸与EDTA复配和氯化镁与两种小分子酸复配提高重金属在土壤介质中的解吸率提供参考，为污染土壤的治理提供思路。     

普通脱硫弧菌去除含铀废水中的铀

酸性地浸矿山退役后,采区范围内地下水中依旧存在着少量铀的残留,需要清除以恢复地下水环境。使用一株新的普通脱硫弧菌Desulfovibrio vulgaris GnLF21,开展了影响其除铀能力的因素及对废水稀释液的处理研究。结果表明,初始U6+浓度为4 mg/L、pH=7.0、初始SO42-浓度为1.0 mg/L时,菌株去除铀能力最强,铀去除率分别为97.9%、96.8%、92.7%。在废水pH为4.5、SO42-浓度≤2 g/L、初始U6+浓度为1.87 mg/L、菌株GnLF21接种量20%时,在96 h和120 h时铀去除率分别为77.74%和80.73%。可应用异源性硫酸盐还原菌开展酸性含铀废水的生物修复。     

高钍体系中微量铀的ICP-MS法测定

建立了准确测定高钍体系中微量铀的方法。用CL-TBP萃淋树脂分离铀、钍,用5 moL/L盐酸溶液淋洗钍,12 mL水(相对1 g树脂)淋洗铀,淋洗剂流速1.0 mL/min,淋洗液定容至25 mL;用~(187)Re作内标元素,以ICP-MS法测定铀。结果表明:方法加标回收率在96.4%～108%之间,相对标准偏差为2.73%(n=6),测定铀的检出限为6.0 ng/L;方法准确可靠,满足工艺要求。     

浸染型沥青铀矿石水冶工艺研究

某浸染型沥青铀矿石在酸法搅拌浸出条件下,-0.104 mm粒度矿石铀的浸出率不到50%。采用"拌酸熟化预处理—高余酸浸出"工艺,-20 mm矿石拌酸柱浸铀的浸出率大于83%,浸出尾渣铀品位低于0.01%。浸出液采用离子交换吸附、酸性氯化钠淋洗、淋洗液沉淀工艺制备铀产品,吸附的树脂铀负载容量达到125 mg/g,淋洗液铀浓度10g/L以上,沉淀的"111"产品达到行业一级品要求。     

超声波协同柠檬酸淋洗去除土壤中的重金属

利用超声波协同柠檬酸淋洗技术处理重金属污染土壤,研究淋洗剂浓度、固液比、超声波处理时间、功率密度对重金属淋洗修复效果的影响,采用Tessier连续提取法分析了只施用柠檬酸和超声波协同施用柠檬酸两种处理方式下,淋洗前后重金属的形态变化,并提出采用内梅罗污染综合指数法来评价淋洗试验对污染土壤的修复效果。结果表明,在淋洗过程中,柠檬酸的作用是主要的,超声波起到良好的强化协同作用,不仅能促进去除可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态存在的包括Pb、Cd、Cu在内的重金属,而且有助于去除以这些重金属中以有机结合态和残渣态存在组分。经超声处理后,对土壤中重金属Pb、Cd、Cu的有机结合态和残渣态最优去除率可达89. 1%、94. 5%、69. 3%和49. 4%、86. 5%、49. 7%。     

用白萝卜吸附土壤中铀的试验研究

以南方某铀矿山水冶厂、尾矿坝及矿井周边土壤放射性核素实测值为基础数据,选取白萝卜作试验样本,考察不同条件下白萝卜对铀的富集能力;同时,通过向土壤中添加具有不同羧基基团的醋酸、草酸和柠檬酸改良剂,考察有机酸对白萝卜螯合铀的影响。结果表明:在土壤pH为5.2、土壤中铀质量分数为280.0mg/kg、添加20mmol/kg柠檬酸改良剂条件下,白萝卜对铀的富集能力最佳;柠檬酸改良后的土壤中,白萝卜对铀的富集能力是空白对照组的51.45倍。该结果可为铀矿区污染土壤的生态修复提供参考依据。     

高酸喷淋回收某生物浸出后期铀矿堆中的铀

采用200g/L的硫酸对生物浸出后期的铀矿堆进行熟化试验。结果表明,相同时间内熟化后的浸出率是相邻时间段生物浸出的3倍,表明生物浸出尾期采用高酸熟化对提高浸出率、缩短浸出周期是可行的。     

微波预处理对细菌浸出低品位铀的影响

针对难处理铀尾矿因脉石结构多而导致铀浸出率低的问题,提出微波预处理破坏脉石结构提高铀浸出率的思路。采用单因素法考察微波预处理时间对铀浸出率的影响。结果表明:微波预处理20min时,浸出铀浓度为72.75mg/L,铀浸出率为82.92%,较原样提高16.51个百分点。过度延长微波预处理时间,浸出率提高不显著。XRD和SEM分析表明,原样表面光滑、结构致密,20min微波预处理矿物表面粗糙微裂纹生长发育明显,60min微波预处理矿物晶粒生长完善。     

高氟铀矿石微生物堆浸工业试验

在前期试验基础上,进行高氟铀矿石微生物堆浸工业试验。上堆矿石4 315 t,矿石粒径-6 mm,品位0.186%,渣计浸出率92.63%,酸耗3.14%。所用的05B菌群在氟含量2～3.98 g/L的尾液中生长良好,浸出周期112 d。与常规酸法堆浸相比,浸出率提高约3个百分点,酸耗降低1.8个百分点,浸出周期缩短1个多月。     

酸度及酸化介质对铀矿石微生物浸出酸化的影响

通过室内柱浸试验,研究了溶浸液加入硫酸的浓度和酸化介质类型对铀矿石生物浸出酸化阶段的影响。结果表明,当初始硫酸浓度相同时,尾液比清水酸化时间短、耗酸率低,两者浸铀率相差不大,尾液比清水的累计净铁浸出量小,但后期差值逐渐缩小。尾液介质酸化时,随着初始酸度的增大,酸化时间缩短,累计净铁浸出量增加,但耗酸率增高,累计铀浸出率增大。合适的方案为酸化阶段采用尾液介质、40g/L初始硫酸浓度酸化。     

铀矿石生物浸出中氟对铁-硫氧化细菌的影响

本文针对某铀矿矿石氟含量高的特点,研究了铀矿石生物浸出过程中矿石浸泡液中pH值与氟离子浓度变化规律、不同起始氟离子浓度对铁-硫氧化细菌生长发育的影响以及所选用铁-硫氧化细菌对氟离子的适应能力.结果显示,铀矿石中氟离子浓度随着生物浸出体系中pH值由高到低的变化而呈现出由低到高的线性变化特征;试验用铁-硫氧化细菌对氟离子非常敏感,20 mg/L氟离子便会抑制其生长;但经过较高浓度含氟离子培养基长时间培养选择后筛选所得到的菌株却对较高浓度氟离子生长基质有较强的耐受性,如菌株Z-1可在含氟1.48g/L的溶浸液中一昼夜即可将5g/L Fe^2＋完全氧化.研究结果表明,通过驯化可以获得耐氟铁-硫氧化细菌,将其应用于生物浸出工艺中,既不会降低铀浸出率,也不需额外的经济投资.     

某碱性铀矿石不同去钙工艺对比试验

对碱性铀矿石进行盐酸去钙预处理,Z1柱采用池浸换液方式去钙,Z2柱采用饱水状态下连续去钙,通过调节换液频率或进液速度与盐酸酸度,使浸出液pH均保持在2左右。试验结果表明,Z2柱累计去钙率为64.8%时,去钙周期为5.38d,耗酸率(34%的浓盐酸质量/矿石质量)为11.49%;相比Z1柱,连续去钙周期缩短80%,液固比降低35%,耗酸率减少4个百分点左右。连续去钙工艺高效可行。     

螯合剂与AM真菌联合修复铀污染土壤

以典型铀矿山周边铀污染土壤为基础，选取铀矿周边植物五节芒为试验样本，分析螯合剂与AM真菌联合对植物生物量、铀富集量、土壤pH及营养元素的影响。结果表明，施加柠檬酸(CA)与接种摩西球囊霉菌(Glomus mosseae，Gm)对五节芒生长、铀富集存在不同程度的促进作用，以二者联合处理效果最明显。虽然施加柠檬酸会降低土壤的pH，但接种Gm与五节芒形成的菌根共生体系可以通过自身调节来适应酸性土壤环境；且有效促进了五节芒对矿质营养元素N、P、K的吸收。根际土与植物灰样扫描电镜图显示，联合处理组表面附着颗粒更大更密集，修复效果最佳。螯合剂与AM真菌联合处理植物，对于铀污染土壤能够起到有效的修复作用。     

不同分维值的铀矿浸出研究

对不同分维值的铀矿石进行柱浸试验。结果表明,在硫酸质量浓度为25g/L、布液强度为30L/(m2.h)、浸出时间30d、液固比2∶1的条件下,分维值为2的铀矿石的堆浸效果较好,铀浸出率达到97.31%。