浸铀过程中基于PHREEQC模拟的矿物演化与沉淀临界值探究

作     者：刘勇毅 刘金辉 阳奕汉 王健 周意如 韦妙 郑文娟 

作者机构：东华理工大学水资源与环境工程学院 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室 中核内蒙古矿业有限公司 东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室 

出 版 物：《有色金属工程》 (Nonferrous Metals Engineering)

年 卷 期：2024年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 082702[工学-核燃料循环与材料] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U1967207) 东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室开放基金项目(2022RGET14) 

主　　题：哈达图铀矿 PHREEQC 临界值 长石蚀变 渗透系数 

摘      要：基于酸法浸铀试验中浸出液化学成分，利用PHREEQC模拟软件，探究了内蒙古哈达图铀矿石在不同酸度条件下的矿物溶解沉淀特征和临界值，系统分析了浸液化学成分和原、渣样主微量元素变化特征；浸出过程中铀、铁存在形式的变化；长石和黏土矿物含量以及渗透系数变化，计算了石膏、三水铝石、赤铁矿、针铁矿、Fe（OH）3和Al2O3等矿物浸铀过程中饱和指数的变化。结果表明，酸度是矿物溶解的主要因素，阳离子浸出优势排序为ΣFeCa2+Mg2+Al3+Na+K+，浸出过程中铀、铁主要存在形式为UO2SO4、UO32+、UO2（SO4）32-和Fe2+、FeSO4。当溶浸液酸度为10 g/L时，Ca2+浓度低于503.2 mg/L,pH值低于2.94，便不会产生石膏和铁铝矿物沉淀。浸铀试验中渣样长石含量较原样降低了1.10%～5.70%，黏土矿物增高了0.62%～4.15%，说明柱浸中发生了黏土化蚀变。石膏、铁铝矿物沉淀和长石的黏土化蚀变是渗透系数大幅下降的重要原因。