天然土壤胶体对U(Ⅵ)迁移的影响

以石英砂为填充介质,采用动态柱实验方法研究了某中低放处置场地表土壤胶体对U(Ⅵ)在石英砂柱中迁移行为的影响,并结合静态批式实验探究了土壤胶体对U(Ⅵ)迁移的影响机制。结果表明,当U(Ⅵ)进样质量浓度从1.0 mg/L增大至5.0 mg/L时,U(Ⅵ)在石英砂柱中的穿透速率显著增大,且达到洗脱平衡时所需淋洗液的体积从250 PVs（孔隙体积）增大至400 PVs。与U(Ⅵ)相比,土壤胶体在石英砂柱内迁移较快,这可能是由于土壤胶体与石英砂之间相互作用较弱所致。土壤胶体与U(Ⅵ)共存体系中,U(Ⅵ)的迁移速率明显增大,而土壤胶体迁移速率无显著变化,表明共存体系中U(Ⅵ)的迁移行为主要受土壤胶体所控制。静态吸附实验表明,在石英砂-U(Ⅵ)二元体系中,pH≈6.0时石英砂对U(Ⅵ)的吸附率最大,而在胶体-石英砂-U(Ⅵ)三元体系中,U(Ⅵ)主要在土壤胶体表面发生吸附。本研究所用土壤中胶体的质量分数仅约占0.04%,但可吸附20%U(Ⅵ)（初始质量浓度为5.0 mg/L）;由此可见,土壤胶体可与U(Ⅵ)发生强的相互作用,进而对U(Ⅵ)在真实环境体系中的吸附、迁移和扩散等行为产生至关重要的影响。     

天然土壤胶体对U(Ⅵ)迁移的影响

以石英砂为填充介质,采用动态柱实验方法研究了某中低放处置场地表土壤胶体对U(Ⅵ)在石英砂柱中迁移行为的影响,并结合静态批式实验探究了土壤胶体对U(Ⅵ)迁移的影响机制。结果表明,当U(Ⅵ)进样质量浓度从1.0 mg/L增大至5.0 mg/L时,U(Ⅵ)在石英砂柱中的穿透速率显著增大,且达到洗脱平衡时所需淋洗液的体积从250 PVs（孔隙体积）增大至400 PVs。与U(Ⅵ)相比,土壤胶体在石英砂柱内迁移较快,这可能是由于土壤胶体与石英砂之间相互作用较弱所致。土壤胶体与U(Ⅵ)共存体系中,U(Ⅵ)的迁移速率明显增大,而土壤胶体迁移速率无显著变化,表明共存体系中U(Ⅵ)的迁移行为主要受土壤胶体所控制。静态吸附实验表明,在石英砂-U(Ⅵ)二元体系中,pH≈6.0时石英砂对U(Ⅵ)的吸附率最大,而在胶体-石英砂-U(Ⅵ)三元体系中,U(Ⅵ)主要在土壤胶体表面发生吸附。本研究所用土壤中胶体的质量分数仅约占0.04%,但可吸附20%U(Ⅵ)（初始质量浓度为5.0 mg/L）;由此可见,土壤胶体可与U(Ⅵ)发生强的相互作用,进而对U(Ⅵ)在真实环境体系中的吸附、迁移和扩散等行为产生至关重要的影响。     

铀尾矿库区浅层地下水中U(Ⅵ)迁移的模拟

在详细分析中国南部某大型铀水冶尾矿库的结构特点、运营情况和库区水文地质条件的基础上，对库区水文地质条件进行概述，运用溶质反应-运移模拟软件PHREEQC-Ⅱ，建立研究区U(Ⅵ)在浅层地下水中迁移的一维溶质反应-输运耦合模型，并分析在不同时间、距离、扩散系数、弥散度等条件下铀在铀尾矿库区浅层地下水中的迁移，即铀浓度随时间及距离的变化。模拟结果与现场观测资料基本吻合，表明该软件能较好地模拟U(Ⅵ)的迁移情况，证明了该模型的可行性。研究还表明，弥散作用对铀迁移有显著影响，弥散度的取值是模拟可靠与否的关键参数，而分子扩散对本模拟的影响可忽略不计。      

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。     

聚合铝对铀(Ⅵ)的吸附

研究了聚合铝对铀的吸附以及在含铝离子的溶液中用偶氮胂Ⅲ进行铀的测定方法的探索。研究表明:在1∶1(体积比)的盐酸介质中,当c(AlCl3)<0.1mol/L时,用偶氮胂Ⅲ测定铀误差小于10%,摩尔吸光系数仅103 L/(mol.cm)。当聚合铝的羟铝比为2、铝浓度为5.64×10-3 mol/L时,可实现铀的吸附率在90%以上。因此聚合铝是一种很好的吸附铀的材料,并可实现含铀废水的减容,从而降低核废物处理成本。     

水溶性有机溶剂对三辛胺萃取铀(Ⅵ)的影响

本文研究了水相中加入水溶性溶剂(甲醇、乙醇、丙酮、二氧六圜、乙二醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃等)对TOA萃取硫酸铀酰的影响,其中醇、酮等使铀的分配比提高,DMSO,DMF等使分配比降低。文中通过介电常数、表面张力等性质变化,讨论了极性相组成对萃取的影响。     

磷酸介质中HDEHP-TOPO-对铀(Ⅵ)的萃取平衡

本文研究了磷酸介质中HDEHP-TOPO对铀(Ⅵ)的萃取平衡。测定了协萃络合物组成以及萃取反应的平衡常数,焓变,熵变和自由能变化,并对萃取机理进行了讨论。     

HBMPPT-DOSO-甲苯体系对铀(Ⅵ)的萃取及铀(Ⅵ)、钍(Ⅳ)之间的分离

以个苯甲酰基－２,４二氢－５－甲基－２－苯基－３Ｈ－吡唑硫酮－３（ＨＢＭＰＰＴ）为萃取剂、二正辛基亚砜（ＤＯＳＯ）为协萃剂,研究其在硝酸介质中对铀（Ⅵ）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,以确定两种萃取剂的协同萃取及分离效果。结果表明,ＨＢＭＰＰＴ和ＤＯＳＯ有较好的协同萃取效果,一定条件下,铀（Ⅵ）、钍（Ⅳ）的分离系数可达５２３。     

硅灰对硅酸盐水泥滞留铀(Ⅵ)性能的影响

在25℃下,通过浸出试验,用模拟地下水浸出42 d,比较不同硅灰掺量时硅酸盐水泥固化体对铀的滞留能力。结果表明随硅灰掺量的增加,水泥固化体对铀的滞留能力也在增加;硅灰掺量为15%时,水泥固化体的扩散系数为7×10-3cm3.d-1,仅为不掺硅灰时的5.5%。     

HBMPPT的合成及其对铀(Ⅵ)的萃取机理研究

合成了４－苯甲酰基－２,４二氢－５－甲基－２－苯基－３Ｈ－吡唑硫酮－３（ＨＢＭＰＰＴ）,研究了ＨＢＭＰＰＴ在硝酸介质中对铀（Ⅵ）的萃取行为,其萃取分配比随萃取剂浓度、ｐＨ值的升高而增大,萃合反应为阳离子交换反应     

硅灰对铀(Ⅵ)与硅酸盐水泥反应产物的影响

用硝酸铀酰[UO2(NO3)2·6H2O]模拟放射性废物铀(Ⅵ),在硅酸盐水泥中加入15%、25%、30%、35%、40%的硅灰;在180℃水热条件下反应一周后,研究不同硅灰掺量的硅酸盐水泥与铀(Ⅵ)反应的产物。用X射线衍射分析仪(XRD)检测反应产物,结果表明:在硅灰掺量为30%时,重铀酸钙开始转变为硅钙铀矿。     

铀(Ⅵ)-Br-PADAP螯合物的萃取

本文提出萃取光度法研究乙酸正丁酯萃取铀(Ⅵ)—Br—PADAP螯合物,确定苯合物有:UO_2R_2、UO_2ROH、UO_2RSCN(R代表Br—PADAP),并测定了UO_2ROH、UO_2RSCN两螯合物的萃取常数和UO_2~(2+)羟基络合物UO_2(OH)~+、UO_2(OH)_2的稳定常数β_1、β_2,指出SCN~-可以进入UO_2—Br—PADAP螯合物内界形成三元萃合物。     

二苯并-18-冠-6萃取色层法分离铀(Ⅳ)、铀(Ⅵ)和铀(Ⅵ)、钍

冠醚萃取锕系元素的报道,近年来逐渐增多。我们曾选用二苯并-18-冠-6(简称DBC)-硝基苯作萃取剂,从盐酸溶液中萃取铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ),取得了满意的结果。本文是在前文基础上,将DBC-硝基苯溶液吸附在401有机担体上作固定相,以盐酸水溶液作流动相,研究了铀(Ⅳ)和铀(Ⅵ)的吸附分配行为,及各种条件对铀吸附分配的影响,结果均与液液萃取机理相符。     

亚砜萃取剂萃取铀(Ⅵ)的热力学研究

研究了亚砜萃取剂石油亚砜－四氯化碳和２－乙基己基对甲苯基亚砜－甲基从硝酸介质中萃取铀的机理,考察了硝酸浓度,萃取剂浓度,温度,盐析度浓度,络合阴离子浓度对分配比的影响,求出了萃取反应的焓变。     

石油亚砜在不同稀释剂中萃取铀(Ⅵ)的研究

研究了在不同稀释剂中石油亚砜(PSO)对铀()的萃取。其萃取能力在不同稀释剂中由强到弱的顺序为:苯、甲苯、环己烷、正庚烷、煤油、四氯化碳、氯仿。求出了萃取反应的各热力学函数变化值。建立了萃取平衡常数与稀释剂物理参数间的经验方程。考察了硝酸浓度、盐析剂浓度、配位阴离子浓度对萃取平衡的影响,并用红外光谱对萃取机理进行了研究。     

双亚砜与TBP对铀(Ⅵ)萃取行为的比较

研究了PhSO(CH2)nSOPh(n=2,3,4,6)－三氯甲烷体系从硝酸介质中萃取铀的行为。n=2的双亚砜在萃取时出现三相,n=3,4,6的三种双亚砜对铀的萃取规律类似于TBP,萃取性能略优于TBP。铀的溶剂化数均为1。     

亚砜和磷酸三丁酯对铀(Ⅵ)、钍(Ⅳ) 萃取行为的比较

合成并研究了6种双亚砜RSO(CH2)nSOR(n=4，6；R=CH3(CH2)2CH2-，CH3CH(CH3)CH2CH2-，CH3(CH2)3CH(C2H5)CH2-)对铀(Ⅵ)、钍(Ⅳ)的萃取及分离性能，并与磷酸三丁酯(TBP)作了比较，发现6种双亚砜在各实验条件下对铀(Ⅵ)、钍(Ⅳ)的萃取及分离性能均优于TBP。还初步探讨了双亚砜类萃取剂的结构与性能的关系。     

石油亚砜在不同稀释剂中萃取铀(Ⅵ)的研究

研究了在不同稀释剂中石油亚砜(PSO)对铀(Ⅵ)的萃取.其萃取能力在不同稀释剂中由强到弱的顺序为:苯、甲苯、环己烷、正庚烷、煤油、四氯化碳、氯仿.求出了萃取反应的各热力学函数变化值.建立了萃取平衡常数与稀释剂物理参数间的经验方程.考察了硝酸浓度、盐析剂浓度、配位阴离子浓度对萃取平衡的影响,并用红外光谱对萃取机理进行了研究.     

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。     

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。