酸法地浸中沥青铀矿的溶解动力学试验研究

发布时间：2021-11-17 08:21

　　近年来,核能事业的快速发展,使得核原料的需求与日俱增,而我国又是一个贫铀国家,现已探明的铀储量居世界第十名之后,矿床规模多以中小型为主（占总储量的60%以上）。铀资源的保障和核电环境安全成为核电发展的关键。本文针对沥青铀矿与黄铁矿共生的地质现象,为提高铀的浸出效率,开展了在酸法地浸中黄铁矿和双氧水对沥青铀矿溶解动力学的实验研究。首先,本文通过实验分别研究了空气中的O2、H2O2和黄铁矿对沥青铀矿在不同浓度硫酸溶液中溶解的动力学,随硫酸溶液浓度的增加,二氧化铀的溶解速率增大。单独使用双氧水做氧化剂,硫酸浓度小于3g/L,会生成UO4水合物沉淀,使UO2溶解不完全,随着H2O2计量增多,UO2转变为UO4的速率越快,生成UO4沉淀越多;当硫酸浓度大于5g/L时,UO2才能溶解完全,随着H2O2计量增多,溶解速率变快,采用缩核模型计算表明整个溶解过程主要受表面化学反应控制,在相同的硫酸浓度下,加入H2O2能使二氧化铀的溶解速率提高116%以上。单独将黄铁矿加入反应中,当黄铁矿与UO2的质量比为1.5时,对UO2的溶解效果最好,在相同的硫酸浓度下,少量黄铁矿的加入,能使UO2的溶解速率提高54... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

UO2溶解反应的缩核模型机理

南华大学硕士学位论文10图2.2UO2的粒径分布图2.3黄铁矿的粒径分布2.3.3实验方法及步骤为研究在酸性条件下沥青铀矿的溶解反应动力学问题，本实验采用定时测量反应过程中铀浓度变化的实验方法。具体实验步骤如下：（1）实验前准备：将沥青铀矿和黄铁矿放在100℃烘干箱内进行8h烘干然后存入干燥瓮内待用；实验室配置0.5g/L、1g/L、3g/L、5g/L、10g/L的硫酸溶液各1L待用；实验室配置0.1%酚酞溶液、1:1氨水溶液、1N盐酸、0.05%Br-PDRDP乙醇溶液、混合掩蔽剂、缓冲溶液等分光光度法测铀的相关试剂待用。（2）溶解实验：首先，准确称取一定质量的固体矿物（沥青铀矿和黄铁矿）五份，称量采用高精度电子天平（有效位0.0001g），将固体矿物放入300ml的锥形瓶中；然后，把装有各酸度硫酸溶液的容量瓶放入恒温水浴锅内加热20min，至25℃恒温，利用250ml的量筒量取250ml的各酸度的硫酸溶液，分别倒入锥形瓶，并立即对锥形瓶加塞封口放如恒温水浴锅内，每5min摇晃锥形瓶一次，每次持续5s；随即溶解实验开始。为记录实验时间，以倒入硫酸溶液完毕立即开始计时，0-120min内每10min取样一次，120-240min内每30min取样一次，240-360min内每60min取样一次，每次取样抽取瓶内液体1ml；取样过程使用5ml的注射器吸取约2ml的液体样品，接着将注射器内的样品通过0.45μm的滤头过滤，导出到3ml离心管中，然后使用移液枪从离心管中准确移取1.000ml液体放入25ml的容量瓶，并稀释至刻度线，加塞摇匀且静置2h，离心管中的剩余液体在取完样品后立马倒回原锥形瓶。（3）铀浓度的测量：实验采用分光光度法进行测量，首先，将已经稀释过的样品溶再次摇匀，然后使用移液枪准确移取1ml，导入到另一个空容量瓶内使用分光光度法测其吸光度A。

南华大学硕士学位论文10图2.2UO2的粒径分布图2.3黄铁矿的粒径分布2.3.3实验方法及步骤为研究在酸性条件下沥青铀矿的溶解反应动力学问题，本实验采用定时测量反应过程中铀浓度变化的实验方法。具体实验步骤如下：（1）实验前准备：将沥青铀矿和黄铁矿放在100℃烘干箱内进行8h烘干然后存入干燥瓮内待用；实验室配置0.5g/L、1g/L、3g/L、5g/L、10g/L的硫酸溶液各1L待用；实验室配置0.1%酚酞溶液、1:1氨水溶液、1N盐酸、0.05%Br-PDRDP乙醇溶液、混合掩蔽剂、缓冲溶液等分光光度法测铀的相关试剂待用。（2）溶解实验：首先，准确称取一定质量的固体矿物（沥青铀矿和黄铁矿）五份，称量采用高精度电子天平（有效位0.0001g），将固体矿物放入300ml的锥形瓶中；然后，把装有各酸度硫酸溶液的容量瓶放入恒温水浴锅内加热20min，至25℃恒温，利用250ml的量筒量取250ml的各酸度的硫酸溶液，分别倒入锥形瓶，并立即对锥形瓶加塞封口放如恒温水浴锅内，每5min摇晃锥形瓶一次，每次持续5s；随即溶解实验开始。为记录实验时间，以倒入硫酸溶液完毕立即开始计时，0-120min内每10min取样一次，120-240min内每30min取样一次，240-360min内每60min取样一次，每次取样抽取瓶内液体1ml；取样过程使用5ml的注射器吸取约2ml的液体样品，接着将注射器内的样品通过0.45μm的滤头过滤，导出到3ml离心管中，然后使用移液枪从离心管中准确移取1.000ml液体放入25ml的容量瓶，并稀释至刻度线，加塞摇匀且静置2h，离心管中的剩余液体在取完样品后立马倒回原锥形瓶。（3）铀浓度的测量：实验采用分光光度法进行测量，首先，将已经稀释过的样品溶再次摇匀，然后使用移液枪准确移取1ml，导入到另一个空容量瓶内使用分光光度法测其吸光度A。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]新疆某砂岩铀矿地浸开采关键技术及理论研究[D]. 李春光.南华大学 2018



本文编号：3500523