酸性环境下铀尾砂固化体孔隙结构演化特征及U（Ⅵ）浸出与氡析出规律的试验研究
发布时间：2021-05-21 19:41
随着核电与国防工业的快速发展,铀的需求量不断增加,我国南方的江西省、湖南省和广东省作为最早的铀生产基地,大量的铀尾矿和铀废水堆存在铀尾矿库中。随着时间的推移,在复杂的外界条件影响下,铀尾矿库中的铀及其它放射性元素通过土壤和大气向周围环境中迁移扩散,不仅会污染周围的农田和地下水,还会对附近居民的身体健康状况造成严重的影响,随着铀生产基地逐渐向西北地区转移,中国南方的铀尾矿库逐渐进入退役治理阶段。本文根据南方某铀尾矿库退役治理的要求,以硅酸盐水泥为主要胶凝材料,外掺高炉矿渣与偏高岭土对其进行固化处理。研究在酸性环境浸泡环境下,固化体试样的抗压强度、U（Ⅵ）浸出率、氡析出率和孔隙结构与掺合料、掺量及浸泡时间之间的关系。论文的主要研究内容和结论如下:（1）本文对铀尾砂、硅酸盐水泥、高炉矿渣和偏高岭土等材料的理化特性进行分析,依据以上掺合料的理化特性,将高炉矿渣、偏高岭土、粒化高炉矿渣+偏高岭土（质量比为1:1）分别以硅酸盐水泥的10%、15%和20%的掺量对铀尾砂进行固化。（2）掺加矿物材料可以增强固化体的抗压强度,随着浸泡时间的增长,固化体试样的抗压强度呈现不同程度的衰退,浸泡时间为60d时...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 铀尾矿库处置研究现状
1.2.2 酸雨侵蚀下水泥固化体耐久性研究现状
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 试验材料与试验方法
2.1 引言
2.2 试验材料
2.2.1 铀尾砂
2.2.2 硅酸盐水泥
2.2.3 粒化高炉矿渣
2.2.4 偏高岭土
2.3 试样的制备
2.3.1 配合比的设计
2.3.2 试样的制备
2.4 试验方法
2.4.1 酸雨的形成
2.4.2 模拟酸雨溶液的配置
2.4.3 抗酸雨侵蚀试验
2.5 本章小结
第3章 铀尾砂固化体抗压强度分析
3.1 引言
3.2 抗压强度试验
3.2.1 试验设备
3.2.2 试验过程及计算方法
3.3 试验结果与分析
3.3.1 试样的破坏特征
3.3.2 抗压强度
3.4 本章小结
第4章 铀尾砂固化体U(Ⅵ)浸出特征研究
4.1 引言
4.2 固化体浸出试验
4.2.1 试验试剂及仪器
4.2.2 U(Ⅵ)测定方法
4.3 试验结果及分析
4.3.1 U(Ⅵ)浸出量
4.3.2 U(Ⅵ)浸出率
4.3.3 U(Ⅵ)累积浸出分数
4.4 本章小结
第5章 铀尾砂固化体氡析出特征研究
5.1 引言
5.2 氡析出测量试验
5.2.1 试验设备
5.2.2 试验步骤及计算方法
5.3 试验结果及分析
5.3.1 累积氡浓度
5.3.2 氡析出率
5.3.3 氡扩散长度
5.3.4 氡扩散系数
5.4 本章小结
第6章 铀尾砂固化体孔隙结构演化规律的研究
6.1 引言
6.2 核磁共振试验
6.2.1 试验设备
6.2.2 核磁共振原理
6.3 试验结果及分析
6.3.1 核磁共振T_2谱分布特征分析
6.3.2 T_2谱面积分析
6.3.3 孔隙度分析
6.4 孔隙特征与固化性能研究
6.4.1 孔隙度与U(Ⅵ)累积浸出量的关系
6.4.2 孔隙度与氡析出率的关系
6.4.3 孔隙度与抗压强度的关系
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读学位期间的科研成果、参与项目和获得奖项
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synthesis of novel nanomaterials and their application in efficient removal of radionuclides[J]. Xiangxue Wang,Long Chen,Lin Wang,Qiaohui Fan,Duoqiang Pan,Jiaxing Li,Fangting Chi,Yi Xie,Shujun Yu,Chengliang Xiao,Feng Luo,Jun Wang,Xiaolin Wang,Changlun Chen,Wangsuo Wu,Weiqun Shi,Shuao Wang,Xiangke Wang. Science China（Chemistry）. 2019(08)
[2]酸雨环境下混凝土结构性能研究综述[J]. 曹琛,郑山锁,胡卫兵. 材料导报. 2019(11)
[3]酸雨腐蚀砖砌体组合墙抗震性能试验及恢复力研究[J]. 郑山锁,牛丽华,郑淏,朱揽奇,张秋石,郑捷. 建筑结构学报. 2019(07)
[4]冻融作用下砂岩孔隙结构损伤特征研究[J]. 李杰林,朱龙胤,周科平,刘汉文,曹善鹏. 岩土力学. 2019(09)
[5]酸雨的研究现状及新兴趋式的可视化分析[J]. 吴春笃,戴竞,阿琼,陈诗龙,解清杰. 安全与环境学报. 2019(01)
[6]基于核磁共振技术的弱胶结砂岩干湿循环损伤特性研究[J]. 宋勇军,张磊涛,任建喜,陈佳星,车永新,杨慧敏,毕冉. 岩石力学与工程学报. 2019(04)
[7]铀尾矿堆黏土覆盖治理数值模拟研究[J]. 班改革,戴剑勇. 工业安全与环保. 2019(01)
[8]酸雨腐蚀对混凝土材料断裂特性的影响[J]. 周昌林,朱哲明,朱爱军,王志红,邱豪. 工程科学与技术. 2019(01)
[9]偏高岭土对超高性能混凝土性能的影响研究[J]. 莫宗云,白力改,王大光,周慧文. 非金属矿. 2018(06)
[10]氯化钠溶液饱和不同初始含水率膨润土的膨胀特性[J]. 于海浩,孙德安,韦昌富,颜荣涛. 岩土工程学报. 2019(03)
博士论文
[1]红壤中铀的迁移转化规律及控制方法研究[D]. 扶海鹰.南华大学 2019
[2]酸雨环境下CFRP增强钢筋混凝土受弯构件耐久性研究[D]. 栾海洋.大连海事大学 2018
硕士论文
[1]赖氏菌对土壤中铀的固定试验研究[D]. 丁蕾.南华大学 2019
[2]铀尾砂水泥固化体的力学性能及抗浸出性实验研究[D]. 王小丽.南华大学 2019
[3]铀尾砂固化体物理力学特性及降氡效果的实验研究[D]. 黎明.南华大学 2018
[4]酸雨—荷载共同作用下废瓷砖再生骨料混凝土的性能[D]. 卢胜男.湖南科技大学 2017
[5]模拟酸雨环境下拉索钢丝腐蚀发展规律研究[D]. 黄娟.长沙理工大学 2017
[6]沸石矿物对铀尾矿堆积体的固化处理与固化体稳定性研究[D]. 李真强.西南科技大学 2016
[7]斜拉索腐蚀损伤与安全性能评定方法研究[D]. 钟力.重庆交通大学 2014
[8]272厂铀尾矿库放射性核素迁移模拟研究[D]. 李俊.东华理工大学 2013
[9]铀矿废石堆覆盖处理及稳定化研究[D]. 杜兴胜.南昌大学 2010
本文编号：3200267
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 铀尾矿库处置研究现状
1.2.2 酸雨侵蚀下水泥固化体耐久性研究现状
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 试验材料与试验方法
2.1 引言
2.2 试验材料
2.2.1 铀尾砂
2.2.2 硅酸盐水泥
2.2.3 粒化高炉矿渣
2.2.4 偏高岭土
2.3 试样的制备
2.3.1 配合比的设计
2.3.2 试样的制备
2.4 试验方法
2.4.1 酸雨的形成
2.4.2 模拟酸雨溶液的配置
2.4.3 抗酸雨侵蚀试验
2.5 本章小结
第3章 铀尾砂固化体抗压强度分析
3.1 引言
3.2 抗压强度试验
3.2.1 试验设备
3.2.2 试验过程及计算方法
3.3 试验结果与分析
3.3.1 试样的破坏特征
3.3.2 抗压强度
3.4 本章小结
第4章 铀尾砂固化体U(Ⅵ)浸出特征研究
4.1 引言
4.2 固化体浸出试验
4.2.1 试验试剂及仪器
4.2.2 U(Ⅵ)测定方法
4.3 试验结果及分析
4.3.1 U(Ⅵ)浸出量
4.3.2 U(Ⅵ)浸出率
4.3.3 U(Ⅵ)累积浸出分数
4.4 本章小结
第5章 铀尾砂固化体氡析出特征研究
5.1 引言
5.2 氡析出测量试验
5.2.1 试验设备
5.2.2 试验步骤及计算方法
5.3 试验结果及分析
5.3.1 累积氡浓度
5.3.2 氡析出率
5.3.3 氡扩散长度
5.3.4 氡扩散系数
5.4 本章小结
第6章 铀尾砂固化体孔隙结构演化规律的研究
6.1 引言
6.2 核磁共振试验
6.2.1 试验设备
6.2.2 核磁共振原理
6.3 试验结果及分析
6.3.1 核磁共振T_2谱分布特征分析
6.3.2 T_2谱面积分析
6.3.3 孔隙度分析
6.4 孔隙特征与固化性能研究
6.4.1 孔隙度与U(Ⅵ)累积浸出量的关系
6.4.2 孔隙度与氡析出率的关系
6.4.3 孔隙度与抗压强度的关系
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读学位期间的科研成果、参与项目和获得奖项
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synthesis of novel nanomaterials and their application in efficient removal of radionuclides[J]. Xiangxue Wang,Long Chen,Lin Wang,Qiaohui Fan,Duoqiang Pan,Jiaxing Li,Fangting Chi,Yi Xie,Shujun Yu,Chengliang Xiao,Feng Luo,Jun Wang,Xiaolin Wang,Changlun Chen,Wangsuo Wu,Weiqun Shi,Shuao Wang,Xiangke Wang. Science China（Chemistry）. 2019(08)
[2]酸雨环境下混凝土结构性能研究综述[J]. 曹琛,郑山锁,胡卫兵. 材料导报. 2019(11)
[3]酸雨腐蚀砖砌体组合墙抗震性能试验及恢复力研究[J]. 郑山锁,牛丽华,郑淏,朱揽奇,张秋石,郑捷. 建筑结构学报. 2019(07)
[4]冻融作用下砂岩孔隙结构损伤特征研究[J]. 李杰林,朱龙胤,周科平,刘汉文,曹善鹏. 岩土力学. 2019(09)
[5]酸雨的研究现状及新兴趋式的可视化分析[J]. 吴春笃,戴竞,阿琼,陈诗龙,解清杰. 安全与环境学报. 2019(01)
[6]基于核磁共振技术的弱胶结砂岩干湿循环损伤特性研究[J]. 宋勇军,张磊涛,任建喜,陈佳星,车永新,杨慧敏,毕冉. 岩石力学与工程学报. 2019(04)
[7]铀尾矿堆黏土覆盖治理数值模拟研究[J]. 班改革,戴剑勇. 工业安全与环保. 2019(01)
[8]酸雨腐蚀对混凝土材料断裂特性的影响[J]. 周昌林,朱哲明,朱爱军,王志红,邱豪. 工程科学与技术. 2019(01)
[9]偏高岭土对超高性能混凝土性能的影响研究[J]. 莫宗云,白力改,王大光,周慧文. 非金属矿. 2018(06)
[10]氯化钠溶液饱和不同初始含水率膨润土的膨胀特性[J]. 于海浩,孙德安,韦昌富,颜荣涛. 岩土工程学报. 2019(03)
博士论文
[1]红壤中铀的迁移转化规律及控制方法研究[D]. 扶海鹰.南华大学 2019
[2]酸雨环境下CFRP增强钢筋混凝土受弯构件耐久性研究[D]. 栾海洋.大连海事大学 2018
硕士论文
[1]赖氏菌对土壤中铀的固定试验研究[D]. 丁蕾.南华大学 2019
[2]铀尾砂水泥固化体的力学性能及抗浸出性实验研究[D]. 王小丽.南华大学 2019
[3]铀尾砂固化体物理力学特性及降氡效果的实验研究[D]. 黎明.南华大学 2018
[4]酸雨—荷载共同作用下废瓷砖再生骨料混凝土的性能[D]. 卢胜男.湖南科技大学 2017
[5]模拟酸雨环境下拉索钢丝腐蚀发展规律研究[D]. 黄娟.长沙理工大学 2017
[6]沸石矿物对铀尾矿堆积体的固化处理与固化体稳定性研究[D]. 李真强.西南科技大学 2016
[7]斜拉索腐蚀损伤与安全性能评定方法研究[D]. 钟力.重庆交通大学 2014
[8]272厂铀尾矿库放射性核素迁移模拟研究[D]. 李俊.东华理工大学 2013
[9]铀矿废石堆覆盖处理及稳定化研究[D]. 杜兴胜.南昌大学 2010
本文编号：3200267
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