铀尾矿中铀钍及部分金属的模拟淋浸试验初探-环境化学.PDF

第32卷　 第4期 环　 境　 化　 学 Vol. 32,No. 4 2013年　 　 4月 ENVIRONMENTAL CHEMISTRY April 　 　 2013 DOI:10.7524/j.issn.0254-6108.2013.04.021 铀尾矿中铀、钍及部分金属的模拟淋浸实验初探∗ ∗∗ 朱　 莉　 王　 津　 刘　 娟　 陈永亨 　 李锦文 (广州大学,珠江三角洲水质安全与保护省部共建教育部重点实验室,广州,510006) 摘　 要　 模拟广东某地区降雨的几种要素,对该地某铀矿区的两种粒径(0.45 mm和6 mm)的铀尾矿,分 别采用1h及24 h 的初始浸泡时间、pH=3.0及pH=6.0 的淋浸剂,以开放体系,进行7 周的半动态淋滤实 验,初步考察铀尾矿中铀钍的释放规律及其与金属元素Al、K、Mg释放行为的相关性.结果表明:(1)对铀尾矿 释放铀能力的影响作用依次为:粒径pH浸泡时间;对钍释放能力的影响作用依次为:pH粒径浸泡时 间.(2)pH、粒径和浸泡时间的改变将影响U与Th、Al、K和Mg 的释放相关性. 关键词　 铀尾矿,铀,钍,释放行为. 铀、钍是具有放射性的稀有金属元素.露天堆放的铀尾矿经风化、雨淋、地表径流等外界作用,其中 的放射性元素(U、Th等)与毒害金属元素会被淋洗出来,使得铀尾矿库成了一个潜在的放射性-金属复 [1-4] 合污染源 .有些铀尾矿中富含黄铁矿,在自然风化氧化过程中使铀尾矿酸性增强,会进一步增高铀 尾矿中有害元素的淋出率.淋洗出的有害元素在环境中迁移大致可分为纵向迁移和横向迁移.纵向渗透 迁移抵达地下水;横向迁移主要污染周围的地表土壤,通过土壤抵达地表水源,被污染的地下水和地表 水经浇灌、养殖等,致使放射性元素及毒害金属元素在食物链中富集,最终对生态环境带来较大的潜在 [1-4] 危害 . 我国现有的铀尾矿放射性元素综合研究中,主要集中于放射性环境水平、辐射剂量的调查和评价及 [4-6] 治理对策的研究 ,而对铀尾矿库及其放射性核素在环境介质中的迁移、扩散、溶解/ 吸附规律的研究 [7-12] 较少.此外,相对于一些西方发达国家,我国对铀尾矿的研究相对落后 . 本实验模拟天然淋浸条件,探讨铀尾矿中铀、钍的释放规律,探究尾矿的粒径、淋浸剂的酸度和浸泡 时间对铀、钍等元素迁移释放行为的影响.本研究对建立铀矿区环境污染的防治措施具有积极的意义. 1　 材料和方法 1.1　 实验所用样品和试剂 铀尾矿采自广东省北部某铀尾矿.对铀尾矿的淋浸,采取两种不同酸度的淋浸剂:(1)去离子水 (pH6.0),(2)H SO 和HNO 混合溶液配制的溶液(pH3.0),以模拟当地天然雨水条件. 2 4 3 1.2　 铀尾矿样品前处理 样品通过筛分后,取两种粒径(0.45mm,6mm)的铀尾矿各 1 kg,备淋浸实验用. 同时,称取 0.5 g过100 目筛网的尾矿样品3 份,增加空白对照,用电热板进行消解测定其中铀、钍及部分金属的 含量. 1.3　 淋浸实验 目前,有关铀尾矿中铀释放的研究多采用静态酸溶浸泡,或者动态封闭循环淋滤浸泡[10-12].而由于 环境是一个开放体系,此类实验反映的是元素从尾矿中释放出来在固液两相重新分配达到平衡后的行 为,与实际情况会有较大差异.因此,本实验模拟天然条件,以开放体系进行间歇式的半动态淋浸实验, 　 2012年6月6 日收稿. 　 ∗国家自然科学基金项目41203002);广东省自然科学基金(S2012040007114,S2012040007110);广州大学人才引进科研 启动费与新苗计划项目(WJ05,LJ06). 　 ∗∗通讯联系人,E-mail:chenyong_heng@163.com 　 4期 朱莉等:铀尾矿中铀、钍及部分金属的模拟淋浸实验初探