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中国环境科学 2019年第7期39卷 3073-3080页

作者：裴晶晶胡南张辉戴仲然丁德馨於照惠南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室极贫铀资源绿色开发技术湖南省重点实验室

采用正交试验、连续提取法及主成分分析,研究了液固比、浸出时间、酸雨pH值、PO 4^3-、CO3^2-、Ca^2+和腐殖酸浓度对铀尾矿库内铀尾矿中不同形态铀释放的影响.结果表明:影响易迁移态铀释放的因素,按重要程度排序为:Ca^2+>酸雨pH值>CO3^... 详细信息

采用正交试验、连续提取法及主成分分析,研究了液固比、浸出时间、酸雨pH值、PO 4^3-、CO3^2-、Ca^2+和腐殖酸浓度对铀尾矿库内铀尾矿中不同形态铀释放的影响.结果表明:影响易迁移态铀释放的因素,按重要程度排序为:Ca^2+>酸雨pH值>CO3^2->腐殖酸>浸出时间>PO 4^3->液固比,前4个因素是主要影响因素,且CO3^2-与酸雨pH值的相关性最强.影响潜在迁移态铀释放的因素,按重要程度排序为:Ca^2+>液固比>浸出时间>CO3^2->腐殖酸>酸雨pH值>PO 4^3-,前4个因素是主要影响因素,且PO 4^3-与酸雨pH值的相关性最强.影响稳定态铀释放的因素,按重要程度排序为:PO 4^3->腐殖酸>CO3^2->酸雨pH值>液固比>Ca^2+>浸出时间,前4个因素是主要影响因素,且PO 4^3-与CO3^2-的相关性最强.

关键词：铀尾矿铀释放铀形态正交设计主成分分析

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理化及生物因素对铀尾矿中铀释放的影响程度分析

理化及生物因素对铀尾矿中铀释放的影响程度分析

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作者：裴晶晶南华大学

学位级别：硕士

铀矿开采产生的大量铀尾矿通常被堆置在铀尾矿库内,在物理、化学、生物风化和雨水淋溶的作用下,铀尾矿中的铀会释放并迁移到环境中,对生态系统及人类健康造成危害。铀尾矿中铀的释放首先取决于铀的形态。其中水溶态和可交换态铀的活性最... 详细信息

铀矿开采产生的大量铀尾矿通常被堆置在铀尾矿库内,在物理、化学、生物风化和雨水淋溶的作用下,铀尾矿中的铀会释放并迁移到环境中,对生态系统及人类健康造成危害。铀尾矿中铀的释放首先取决于铀的形态。其中水溶态和可交换态铀的活性最高,属于易迁移态;碳酸盐结合态、铁锰氧化态及有机结合态铀的活性次之,属于潜在迁移态;残渣态铀最稳定,属于稳定态。其次,铀尾矿中铀的释放受很多物理化学因素的影响,如液固比、pH值、氧化还原条件、无机盐离子、可溶性有机物等;同时,微生物的催化氧化作用对铀尾矿中铀的释放也存在影响。本研究以中国南方某铀尾矿为研究对象,利用正交试验、连续提取法及主成分分析研究了液固比、PO浓度、浸出时间、CO和Ca浓度、酸雨pH值、腐殖酸浓度等理化因素对铀尾矿库内铀尾矿中不同形态铀释放的影响;同时开展嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)静态淋溶铀尾矿实验,研究了微生物对淋溶液中铀的释放率和溶解速率以及淋溶后尾渣中不同形态铀含量的影响。主成分分析结果表明,7个理化因素对易迁移态铀释放的影响,按重要程度排序为:Ca(29)酸雨pH值(29)CO(29)腐殖酸(29)浸出时间(29)PO(29)液固比,前4个是主要因素;对潜在迁移态铀释放的影响,按重要程度排序为:Ca(29)液固比(29)浸出时间(29)CO(29)腐殖酸(29)酸雨pH值(29)PO,前4个是主要因素;对稳定态铀释放的影响,按重要程度排序为:PO(29)腐殖酸(29)CO(29)酸雨pH值(29)液固比(29)Ca(29)浸出时间,前4个是主要因素。微生物淋溶实验结果表明,接种A.f不添加Fe、接种A.f添加Fe的淋溶液中铀的释放率分别为84.17%和88.45%,铀的溶解速率常数分别为0.0233 d和0.0297 d。淋溶后尾渣的连续提取结果表明,接种A.f的淋溶尾渣中不同形态铀含量的变化分为3个阶段,急剧下降期、缓慢下降期和稳定期;反应结束后,接种A.f不添加Fe、接种A.f添加Fe的淋溶尾渣中可交换态和碳酸盐结合态铀几乎为0,铁锰氧化态铀分别降低了92.05%和85.52%;有机结合态铀分别降低了89.31%和99.94%;残渣态铀分别降低了73.59%和82.59%,生物淋溶作用通过改变铀的形态促使铀从铀尾矿中释放出来从而降低铀在尾矿中的迁移性。尾渣的SEM-EDS分析表明,接种A.f的淋溶尾渣表面出现大量絮状物质空洞和孔隙,细菌附着在溶蚀坑内,淋溶过程中细菌对铀尾矿存在氧化溶解作用。这些研究结果为进一步研究铀尾矿中铀污染的控制方法提供参考。

关键词：铀尾矿铀形态铀释放理化因素微生物作用

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