微生物对水中铀的富集与还原

微生物技术用于铀的富集和转化在水体的放射性污染控制上具有较好的实际应用前景 ,探讨微生物富集和转化铀的条件和实验效果对指导该技术的生产应用十分重要。本文详细介绍和讨论了实验条件 (微生物预处理、温度、pH值和共存金属离子以及电子供体等 )对微生物富集和还原铀效果的影响。研究结果表明 ,许多微生物对水体中的铀具有良好而迅速的富集和转化作用 ,一些菌种对铀的富集容量可高达 4 5 0mgU·g- 1cell。菌种预处理对铀的富集有显著影响 ,但依据菌种、预处理方法和富集时间以及铀的初始浓度不同而有很大差异。其中使用海水对Talarom cycesemersoniiCBS 814 .70预处理、使用甲醛和氯化汞对啤酒酵母预处理以及在沸水中对Pseu domonasEPS - 5 0 2 8加热 10min都明显提高了铀的富集效果 ;而对TalaromcycesemersoniiCBS814 .70酸碱预处理、使用氯化汞和甲醛以及叠氮化钠对PseudomonasEPS - 5 0 2 8预处理、使用氨基酸对Sacchromycescerevisiae预处理后则显著降低了铀的富集容量。在 2 0— 5 0℃范围内温度对啤酒酵母富集铀几乎没有影响。啤酒酵母和假单胞菌对铀的最大富集容量分别出现在pH3和pH4。随着初始铀浓度的提高微生物对铀的富集容量相应增加 ,而富集率却下降 ;共同金属离子将干扰微生物对铀的     

甲醛肟在Purex流程铀钚分离中的应用

为了进一步优化Purex流程,研究了甲醛肟（FO）的硝酸水溶液对30%TBP/煤油中Pu(Ⅳ)的还原反萃取行为,考察了FO浓度、两相接触时间、两相相比、反萃液硝酸浓度、NO₃^-浓度、有机相U浓度和温度对Pu(Ⅳ)的还原反萃的影响。结果表明：延长两相接触时间能显著提高Pu(Ⅳ)的反萃率,增加甲醛肟的浓度、降低反萃液酸度、降低NO₃^-浓度、增加有机相U浓度和升高温度也对Pu(Ⅳ)的反萃率有一定的提高。采用16级逆流反萃取实验（还原反萃段12级,补充萃取段4级）,模拟Purex流程1B槽U/Pu分离工艺,在相比（1BF∶1BX∶1BS）为4∶1∶1的条件下,U和Pu 的回收率均大于99.99%;铀中去钚的分离因子SF(Pu/U)＝1.0×10⁴;钚中去铀的分离因子SF(U/Pu)＝8.3×10⁴。FO作为新型络合 还原反萃取剂,可有效实现铀钚分离。     

U(Ⅵ)的还原固定研究进展

铀是重要的天然放射性元素，也是最重要的核燃料。在铀矿选冶、核能发电及乏燃料后处理等过程中会产生一定量的含铀废水，对生态环境和人类健康造成潜在威胁。将易溶的U(Ⅵ)还原为难溶的U(Ⅳ)是处理含铀废水的常用方法之一。本文综述了三种常见的U(Ⅵ)还原方法，即零价铁还原、微生物还原及光催化还原，比较了三种方法的优缺点并对其未来应用前景进行了展望。     

氨基羟基脲在Purex流程铀钚分离中的应用

研究了氨基羟基脲（HSC）的硝酸水溶液对30%TBP/煤油中Pu(Ⅳ)的还原反萃取行为,考察了HSC浓度、两相接触时间、两相相比、反萃液硝酸浓度、NO₃^-浓度、有机相U浓度和温度对Pu(Ⅳ)还原反萃的影响。结果表明：延长两相接触时间能显著提高Pu(Ⅳ)的反萃率,增加氨基羟基脲的浓度、降低反萃液酸度、降低NO₃^-浓度、增加有机相U浓度和升高温度也对Pu(Ⅳ)的反萃率有一定的提高。采用16级逆流反萃取实验（还原反萃段10级,补充萃取段6级）,模拟Purex流程1B槽U/Pu分离工艺,在相比（1BF∶1BX∶1BS）为4∶1∶1的条件下,U的收率大于99.99%,Pu的收率大于99.99%;铀中去钚的分离因数SF_Pu/U＝2.8×10⁴;钚中去铀的分离因数SF_U/Pu＝5.9×10⁴。HSC作为还原反萃取剂,可有效实现铀钚分离。     

掺合材料对硅酸盐水泥固化体滞留铀(Ⅵ)性能的影响

在25℃、浸出周期为42d条件下，实验研究用模拟地下水浸出的纯硅酸盐水泥、掺硅灰水泥、掺偏高岭土水泥和掺粉煤灰水泥的含铀固化体，比较掺入不同混合材料对硅酸盐水泥固化体滞留铀（Ⅵ）能力的影响。研究结果表明：掺入硅灰、偏高岭土可提高硅酸盐水泥固化体对铀（Ⅵ）的滞留能力；掺入粉煤灰则会降低硅酸盐水泥固化体对铀（Ⅵ）的滞留能力。     

乙醛肟还原钚的动力学及其在Purex流程铀钚分离中的应用

采用分光光度法研究乙醛肟浓度、酸度、NO^-₃浓度、Fe(Ⅲ)浓度和温度等对乙醛肟还原Pu(Ⅳ)反应的影响，得到了反应速率方程和相应的物化参数。实验表明：提高乙醛肟浓度和温度、降低酸度皆有利于加快乙醛肟与Pu(Ⅳ)反应的速率，而NO^-₃浓度和Fe(Ⅲ)浓度却对反应的速率影响不大；25℃时，该反应的速率常数为（39.51±0.05）(mol/L)^1.1·min^-1，反应活化能E_a=（88.96±9.43）kJ/mol。乙醛肟反萃Pu(Ⅳ)的单级实验和模拟Purex流程1B槽的串级实验结果表明：在以乙醛肟为还原剂的8级反萃、6级补萃的串级实验中，铀的收率大于99.99%，钚的收率为99.99%，铀中去钚的分离系数达到1.05×10⁴，钚中去铀的分离系数达到2.7×10⁵。      

HBMPPT-PSO对铀(Ⅵ)、钍(Ⅳ)的协同萃取及分离

研究了以甲苯作溶剂, Ｈ Ｂ Ｍ Ｐ Ｐ Ｔ（４苯甲酰基２,４ 二氢５甲基２苯基３ Ｈ吡唑硫酮３） Ｐ Ｓ Ｏ（石油亚砜）在硝酸介质中对铀（Ⅵ）、钍（Ⅳ）的萃取行为以及萃取剂浓度、酸度等各种因素对萃取分配比的影响,以确定 ２ 个萃取剂的协同萃取及分离效果。结果表明, Ｈ Ｂ Ｍ Ｐ Ｐ Ｔ 和 Ｐ Ｓ Ｏ 对铀（Ⅵ）有较好的协同萃取效果,一定条件下,该体系对铀（Ⅵ）、钍（Ⅳ）的分离系数可达 １０００ 左右。     

应用~(234)U和~(238)U同位素评价铀选冶厂流出物对浅层地下水的污染——美国科罗拉多中南部研究实例

在科罗拉多Caon城附近的铀选冶厂周围采集了47个不同铀浓度的地下水样品,测定其~(234)U/~(238)U放射性活度比值(AR值)。结果表明采用铀同位素可以确定地下水中铀污染物的分布,也可指示影响铀浓度变化的混合作用和化学沉淀作用。采自选冶厂及其下游地区高度至中度污染的地下水样品中溶解铀的浓度超过100μg·L~(-1),典型的活度比在1.0～1.06之间。其他从距选冶厂较远的下游浅层冲积含水层中采集的样品铀浓度在10～100μg·L~(-1)之间,且主要的趋势是随着活度比升高(1.06～1.46)铀浓度降低。这一结果与由选冶厂废液(AR≈1.0)和冲积物含水层中具低铀浓度,AR值变化于1.3～1.5之间的水相混合的结论是一致的。在冲积含水层中,AR值<1.3的钻孔空间分布与根据水化学和水文学所预测的污染分布相一致。远离污染区的钻孔,其AR值都>1.3,被认为是轻度或无污染。这种研究方法可以有效地扩展到研究类似的铀矿开采、选冶或后处理厂等场址,只要当地的水文地质条件有利于铀迁移,产生的铀污染与当地地下水就具有明显的同位素差别。     

冠醚萃取氯化铀(Ⅳ)的研究

本文研究了盐酸介质中多种不同结构冠醚对四价铀的萃取并求得分配比值。结果表明在以1,2-二氯乙烷为溶剂时二坏己基系列冠醚萃取铀(IV)最奸,且当水相酸度为8.0—8.5 M时分配比最大,其萃取能力依次为DCH-27-C-9>DCH-24-C-8>DCH-18-C-6>>DCH-30-C-10>DCH-21-C-7。用斜率法及等摩尔系列法证明,铀(IV)与五种二环己基冠醚萃合物的组成皆为1:2。本文还对萃取机理作了初步探讨。     

示波极谱测定30%TBP-煤油中的铀(Ⅵ)含量

非水溶剂中的铀的极谱测定常是反萃到水溶液中而后进行的,直接在有机相中进行测定的文献不多。Fisher等人提出以冰醋酸-LiClO_4为介质,直接测定TBP-异丁醚中的铀;以C_2H_5OH-LiClO_4为介质,直接测定TOPO-环己烷和甲基异丁基酮中的铀。本岛健次等人提出以C_2H_5OH-LiClO_4,C_2H_5OH-H_2SO_4,50%0.1 M HCl-50%丙酮     

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。     

冶炼废渣综合回收铀、铌、钽和锡

根据某冶炼尾渣的成分和矿物特性,研究了铀、铌、钽和锡的回收工艺.开发出酸浸提铀-重选抛尾-弱磁选回收铌、钽-强磁选除铁回收锡的联合工艺流程.铀浸出率大于80％;铌、钽品位大于31％,回收率大于80％;锡精矿品位大于62％,回收率大于65％,锡精矿经放射性去污后,其放射性水平基本符合有色冶金行业标准.     

某铀尾矿库区地下水238U迁移模拟

将铀尾矿库核素迁移问题概括为均质多孔介质中稳定的二维水流条件下的三维溶质迁移问题,利用Visual Modflow软件(MT3D)采用全隐式差分法对某铀尾矿库放射性核素迁移进行了模拟研究,模拟值结果与浓度实测值较吻合,揭示了尾矿库放射性核素时空迁移规律。     

铀尾矿废渣回填治理区植物中铀放射性水平调查

为了解北方某铀矿尾渣回填区内放射性核素铀在植物体中富集情况,为进一步探讨利用植物修复技术对铀矿区进行土壤修复的可行性,以及寻找放射性核素污染土壤治理的方法提供理论依据,采集矿区内堆浸工位与矿区外尾渣回填治理区常见植物样本,采用ICP-MS测定植物和土壤中放射性铀水平,针对植物对铀的耐受性和富集能力进行评估,筛选出富集能力较强的植物,进一步探索利用植物修复技术对放射性废物治理。结果表明,经对采集的植物中铀含量检测发现植物的地下部分铀含量高于地上部分,铀主要集中在根部,植物各部位铀含量由高到低分别为根、叶、茎。矿区内堆浸工位处的大籽蒿根部铀活度为 64.26 Bq/kg;在矿区外尾渣回填区同一植物根部铀活度为0.86 Bq/kg。所调查的北方某铀矿尾渣回填区内所采集的植物中铀含量极低,远小于矿区内堆浸工位所采植物样品中铀含量。深埋回填铀矿尾渣是切实有效可行的。     

成像雷达技术在铀矿勘查中的应用

综合评述了成像雷达技术的发展历史、技术优势及其在地质构造、岩性识别等地学应用领域的研究现状,指出成像雷达技术作为当前遥感对地观测前沿技术之一,在新时期铀矿地质勘查中发展前景广阔。     

某铀尾矿库周边土壤中铀元素的空间分布与污染评价

为查明某铀尾矿库周边土壤中铀元素的空间分布特征及污染程度,对该铀尾矿库进行了现场采样,利用便携式XRF元素分析仪进行了原位测试,并采用SPSS软件对铀元素的测试数据进行了统计分析。结果表明:该铀尾矿库周边土壤中铀元素含量的平均值分别是中国及其所在省土壤中铀元素含量背景值的4倍和2.3倍,而样品中铀元素含量变异系数达到61.84%,属于强变异,且样品中铀元素含量的统计频数属于正偏态分布,这说明该铀尾矿库对其周边土壤产生了一定的污染效应。在统计分析基础上,运用单因子污染指数法与地质累积指数法,并结合Arc GIS空间分析功能对该铀尾矿库周边土壤中铀元素污染程度进行了定量评价,评价结果表明,主要污染区域集中在该铀尾矿库坝址区0~500 m范围内及尾矿库NE侧的应急处理池周围0~100 m内,该评价结果可为铀尾矿库治理及植物修复提供基础数据。     

砂岩型铀矿床铀源条件评价方法探讨

砂岩型铀矿成矿铀源的来源是多种多样的,可以是来自盆地周边的蚀源区岩石,也可以是盆地容矿层本身铀的预富集,还可以是来自盆地深部的铀源(包括油田水的铀、构造热液带出的铀等)。重点对影响砂岩型铀矿成矿的蚀源区铀源、容矿层地层铀源及深部油田水铀源的评价方法进行了探讨。     

氟化物挥发法的纯化能力、铀回收率以及对环境影响的评估

阐述了氟化物挥发法的纯化原理。列出了工艺过程各阶段部分相关化合物的熔点、沸点或升华温度。论述了氟化物挥发法在不同阶段的纯化能力、环境污染物排放量以及铀的损失率。结果表明:某些低沸点的物质,例如MoF6,分散于数工艺阶段,最终造成铀直接回收率下降,50%以上的S以SO2形态进入大气中,污染环境。     

Development of a treatment process and immobilization method for the volume reduction of uranium-bearing spent catalysts for final disposal

The uranium catalyst had been used in several industrial fields. The spent uranium catalyst became problematic radioactive waste awaiting a management strategy for the final disposal. This work studies a process to greatly reduce the volume of a spent uranium catalyst waste and the generation of a suitable waste form for final disposal. The process consists of several steps such as selective dissolution of the SiO₂ catalyst support, precipitation of dissolved silicon followed by its purification for release, treatment of uranium-laden wastewater generated during the process, and immobilization of the final uranium-bearing astes for disposal. Based on bench scale-level experiments, the process was confirmed to be effective to reduce the volume of the uranium catalyst waste. The final volume reduction yield obtained in this work was over 80% from the volume of the initial uranium catalyst waste. The radioactivity of the secondary wastes, namely, the recovered silica and effluent generated from the process, was confirmed to be sufficiently managed for clearance with meeting the discharge criteria in Korea. The process could achieve the maximum volume reduction of the uranium catalyst waste to be transferred to a disposal site, with the by-products from the process being released, meeting discharge criteria in view of both nuclear and non-nuclear environmental regulations.     

土壤氡测量在连山关祁家堡子地区铀矿勘查中的应用

连山关祁家堡子地区岩体接触带为一条重要的控矿构造带,由于地表第四系覆盖较厚以及矿体埋藏较深,前人开展的地面γ能谱测量未能发现有意义的异常。通过土壤氡测量,发现了5条氡浓度异常带,其中P-5号氡浓度异常带已经钻探查证,发现铀异常孔2个、矿化孔1个。