铀与环境典型矿物的吸附-共沉淀研究

铀在页岩上的吸附迁移行为研究的开题报告一、立题背景和意义铀是一种广泛存在于自然界中的放射性元素，它的存在和分布往往与地质条件、水文地质特征及环境污染等因素密切相关。

近年来，随着能源资源的逐渐枯竭和环境保护意识的逐渐增强，页岩作为一种新型的能源资源，备受瞩目。

然而，在页岩开采过程中，铀的存在和运移状态仍然是一个十分复杂的问题，这对于采矿企业的环保治理和资源利用具有重要意义。

因此，对铀在页岩上的吸附迁移行为进行深入的研究，不仅可以为解决当前页岩开采过程中的环境问题提供理论支持和应对策略，还可以为探索新型能源资源的开发和利用提供科学依据和参考。

二、研究内容和方法1.研究目标本研究旨在探究铀在页岩上的吸附迁移行为特征和规律，分析其与页岩矿物及水文地质条件之间的关系，建立铀在页岩中迁移模型，进一步提高资源利用率和环保治理效果。

2.研究内容本研究将对铀在不同类型的页岩上的吸附迁移行为进行实验研究，采用分光光度法、电感耦合等离子体质谱法等现代分析技术，分析铀的存在状态和运移规律，结合水文地质条件和页岩矿物特征，深入探讨铀在页岩中的吸附迁移机理和影响因素，建立铀在页岩中的迁移模型。

3.研究方法（1）采集不同类型的页岩样品，并对其进行物相、微观结构和成分分析。

（2）构建铀在页岩上的吸附迁移实验装置，采用分光光度法、电感耦合等离子体质谱法等现代分析技术对吸附迁移过程进行实时监测和分析。

（3）对实验结果进行数据处理和分析，建立铀在页岩中的吸附迁移模型，并探讨影响因素和机理。

三、预期成果和创新点预期的研究成果包括：（1）掌握铀在不同类型页岩上的吸附迁移规律和特征；（2）建立铀在页岩上的迁移模型，并分析其应用价值；（3）为页岩资源的高效利用和环境治理提供科学理论和技术支持。

创新点：（1）对铀在页岩中的吸附迁移行为进行深入研究，对范式建立、解决资源利用与环境治理问题具有重要意义。

（2）应用现代分析技术，实时监测铀在页岩中的吸附迁移，并建立铀在页岩中的迁移模型，为页岩资源的高效利用和环境治理提供理论和实践指导。

铀吸附研究现状铀吸附研究是目前研究的热点问题之一，文章就各种物质对铀的吸附试验进行总结，进而提出目前面临的实际问题，在富磷铀水体中的铀吸附研究还罕有报道，值得我们关注。

标签：铀吸附；研究方法；核能源引言核能源的开发对环境的影响由来已久，随着当代工业科技的迅猛发展，人们对核能的需求也与日俱增，放射性污染的破坏程度越来越严重。

因此，研究放射性对环境影响及其吸附迁移的规律，对于环境保护和治理具有重要的理论和实际意义。

铀（uranium）位于元素周期表中第七周期第三副族元素，锕系元素之一，天然的放射性元素，原子序数92，原子量238.0289，密度18.95g/cm3。

自然界中铀的质量数包括234、235和238三种同位素，其相对丰度分别为0.006%，0.71%，99.28%，半衰期分别为2.475×105a，7.13×108a和4.507×109a。

关于铀吸附的实验研究已成为当今最具前景的研究课题之一，但是目前的研究还很少，主要集中在矿物，胶体以及微生物等方面，还需要我们不断努力。

文章就前人所做的铀吸附的相关实验进行总结。

1 国外的铀吸附实验的研究铀资源是当今社会核能发展的不可或缺的资源，铀不仅是重要的核能原料，同时也导致了主要的放射性污染。

铀的迁移及吸附对土壤及地下水的污染方面一直是人们较为关注的话题。

铀的吸附性研究，以研究天然材料对核素的吸附过程，如：美国能源部的“YuccaMountain”工程，利用火山灰、天然岩石、粘土等物质对U、Sr、Cs等14种核素，进行吸附实验，最终计算出多种核素在不同材料中的吸附百分数，并探讨溶液组成、核素浓度、温度及固相粒径对核素吸附性的影响。

EricSimoni等在法国的核物理研究所（IPN）的放射性实验室中放射性元素的吸附进行了研究，结合表面络合模型理论，主要对放射性的元素铀、钍等以及进行吸附试验的吸附材料的水溶液表面化学行为进行试验，进而总结出吸附规律。

微生物吸附铀的研究机理与展望摘要：水冶生产过程中产生一定的废物,其中的放射性核素能对地表水和地下水构成长期潜在危害。

微生物对铀的吸附作用可用于降低水中铀的浓度达到环境保护的目的。

本文探讨了微生物对铀的被动吸附机理,论述了其表面配合、氧化还原，无机微沉淀及离子交换等过程,并进行了展望。

前言铀矿冶生产过程中产生一定的废物，其中的放射性核素不可避免地进入环境水体。

这些核素进入环境后将对生态环境和人类健康构成潜在的危害。

因此,如何清除水体中的低浓度铀已成为众多学者所关注的重要问题[1]。

现就微生物吸附铀的机理进行讨论。

关键词：微生物吸附，铀，生物吸附剂，研究展望正文一铀在水体中的存在形式与去除方法由于排放源的不同,水体中铀的浓度也不尽相同,但铀存在形态基本类似,主要是以U(Ⅵ)和U(Ⅳ)2种价态与其它金属化合物或氧化物共存。

其中U(Ⅳ)容易与无机碳形成稳定的配合物,最终形成沉淀,而U(Ⅵ)则通常以UO22+铀酰离子形式存在,可溶性较好,不容易去除,水体除铀也主要指U(Ⅵ)及其化合物的去除。

核素铀污染处置的方法主要包括物理方法、化学方法和生物方法,如沸石吸附、离子交换、溶剂萃取等。

但物理化学方法成本较高,易造成二次污染,且难以用于治理环境中的面污染。

生物吸附(Biosorption)是指通过一系列生物化学作用使重金属离子被微生物细胞吸附的过程。

这一概念于1949年首先由Ruchhoft[2]等人提出他用活性污泥法从废水中回收了239Pu,描述了在清除污染的过程中增长的微生物有巨大表面积的“胶状基质能吸收放射性物质”。

大量研究表明,一些微生物,如细菌、真菌和藻类等对包括铀在内的金属离子都有很强的吸附能力[3]。

生物吸附法材料来源广泛,成本低;吸附速度快、吸附量大、处理效率高、pH值和温度范围宽;用一般的化学方法就可以解吸生物材料上吸附的金属离子,且解吸后的生物材料可再利用。

粘土矿物对铀的吸附作用研究进展陈阳;程宏飞;邓宇涛;林阳【摘要】Clay mineral adsorption uranium mainly exists in sandstone-type uranium deposits. By comparing ores which contain more clay mineral with ores which contain fewer or less, it is found that the ores which contain moreclay minerals have the higheruranium content. Theadsorption capacityof clay minerals of uranium is different. Through the study to the three minerals, it comes a conclusion that the adsorption capacity whichranked from more to less is montmorillonite, kaolinite and illite. Summarized the different influence factors on the influence of clay mineral adsorption uranium. The conclusion is that under thecondition of the enough adsorption time and the appropriate range of pH value, the temperature, the quantity of clay minerals and the initial concentration of uranium are proportional to theadsorption of clay mineral of uranium.%粘土矿物吸附铀主要存在于砂岩型铀矿床中，通过将含粘土矿物较多的矿石和不含或含少量粘土矿物的矿石作对比，发现含粘土矿物较多的矿石含铀量普遍较高。

几种新型复合吸附剂对铀的吸附作用（中铁（石家庄）设计研究院有限公司，石家庄050000）铀的生物毒性和放射性能够导致人体肝脏和肾脏损伤，因此，如何去除水体中的铀就成为一个引人关注的问题。

本文列举了一些由各种材料复合而成，能够有效去除水中U（Ⅵ）的复合吸附剂，并讨论了它们对铀的吸附能力。

标签：铀;放射性;吸附;吸附剂1 引言铀（U）是一种天然的放射性元素，是锕系元素之一。

它是一种银白色金属，具有三种天然放射性同位素，它们的半衰期很长，且都不稳定，具有微弱的放射性。

铀具有+3、+4、+5、+6四种价态，由于U（Ⅳ）和U（Ⅵ）比较稳定，因此自然界中的铀主要以这两种价态存在，其中四价的铀离子溶解度较低，硬度较高，常以UO2固体形态存在，而六价的铀酰离子（UO22+）溶解度较高，易于溶解迁移。

自从铀在1789年被发现后，就逐渐在核能生产和热核武器制造等核工业领域得到广泛应用。

在实际应用中，它既是核燃料中最基本、最重要的元素，又因为其核裂变过程中可以产生200多种放射性同位素而被广泛应用于国民经济的各个部门，如医疗放射、辐射育种等。

然而，铀是一种有毒的放射性核素，它的毒性和放射性都会对人体健康产生严重危害。

进入人体的铀不易被排出，其发射的α射线会在体内引起高度累积性的辐照损伤，一般蓄积在骨骼和肝肾部位，而其化学毒性与汞相似，能够引发肝炎、肺癌以及神经系统的病变等[1]。

根据世界卫生组织（WHO）的标准，水体中可容纳U（Ⅵ）的最高浓度为50μgL-1 [2]，而人体每天摄入的溶解态铀的耐受量是0.6μg/kg[3]，然而随着采矿和核工业等行业的发展，很多地区的环境中的铀的含量超标，且导致人体摄入的铀的量严重超标，已经严重威胁到人类的健康，因此，为了减少含铀的废水产生的危害，寻找有效的处理含铀废水的方法就变得尤为重要。

目前含有铀废水的处理方法主要有：化学沉淀法、共沉淀、离子交换法、蒸发浓缩法、膜分离法、浮选法、吸附法等。

天然黄铁矿对铀污染地下水中U(Ⅵ)的吸附探究何叶;刘永;房琦;章求才;尚永旺;何方俊【摘要】为探究天然黄铁矿作为填充PRB的活性反应材料,修复U(VI)污染地下水的吸附机理,通过静态批试验研究了初始pH值、初始铀浓度和接触时间对天然黄铁矿吸附U(VI)的影响,并分析了吸附过程中的吸附等温线和动力学行为.结果表明,黄铁矿对U(VI)的吸附与Langmuir和Freundlich吸附等温方程都能较好拟合,且符合准二级动力学模型;粒径越小的黄铁矿吸附效果越好;在试验范围内的pH值中,pH=7～8时,U(VI)的去除率最高,其吸附量与去除率呈相反趋势;根据SEM和XRD结果推测,黄铁矿对U(VI)的吸附主要为表面吸附.【期刊名称】《安徽农学通报》【年(卷),期】2019(025)009【总页数】5页(P121-125)【关键词】环境因素;天然黄铁矿;U(VI)【作者】何叶;刘永;房琦;章求才;尚永旺;何方俊【作者单位】南华大学环境与安全工程学院,湖南衡阳 421001;南华大学环境与安全工程学院,湖南衡阳 421001;南华大学环境与安全工程学院,湖南衡阳 421001;南华大学环境与安全工程学院,湖南衡阳 421001;南华大学环境与安全工程学院,湖南衡阳 421001;中国中原对外工程有限公司,北京 100044【正文语种】中文【中图分类】X591我国地下水资源分布不均且差异明显，根据埋藏条件不同，可将其分为上层滞水、潜水和承压水3大类［1］。

在我国水资源的开采和利用过程中，地下水有着无可替代的重要性，全国以地下水为饮用水源的城市，约占其总数的61%［2］。

自上世纪中叶起，我国许多铀尾矿库中多种放射性核素易通过渗滤液浸入地下水并随之扩散，其中包括238U、234U、230Th、226Ra、222Rn等，这些核素通常都具有放射性强、半衰期长（235Uand238U，半衰期为7×108和4.4×109年）［3］、生物毒性大及释热率高等特点，若流入环境的放射性核素超出排放标准，将会影响生态环境以及人体健康［4］。

第45卷第21期2017年11月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.45No.21Nov. 2017影响黏土矿物吸附铀的因素研究进展+廖容\王新宇1,2,杨旅涵\程科1(1成都理工大学地球科学学院，四川成都610000;2地学核技术四川省重点实验室，四川成都610000)摘要：随着原子能事业、工矿业等的发展，由放射性核素铀引发的环境污染问题日趋严峻，粘土矿物吸附法被广泛运用 于处理低浓度铀放射性污染。

由于粘土矿物的自身特性、储量丰富等特点，使得其不仅为找矿提供依据，也是治理环境污染的优 选材料，尤其是作为经济、髙效的吸附材料。

但是影响粘土矿物吸附铀的因素错综复杂。

从粘土矿物特性、铀化学性质、铀赋存 形式等几方面阐述了表生环境中粘土矿物吸附铀的影响因素，以期为铀矿勘探、铀的提取提供理论支撑，也为处理放射性污染提 供依据。

关键词：粘土矿物；吸附铀；因素中图分类号：X591 文献标志码：A 文章编号：1001-9677(2017)21-0010-04 Research Progress on Factors Affecting Uranium Sorption of Clay Minerals *LIAO Rong'，WANG Xin-yu1，2，YANG Lv-han1，CHENG Ke1(1 College of Geoscience，Chengdu University of Technology，Sichuan Chengdu 610000;2 The Key Laboratory of Nuclear Technology of Sichuan Province，Sichuan Chengdu 610000，China)Abstract：With the development of uranium mining，metallurgy and nuclear industry，the pollution of radioactive nuclide uranium is more and more serious. Clay minerals adsorption method is widely used to deal with radioactive pollution of low concentration uranium. Because of its characteristics and abundant reserves，clay minerals can not only provide the basis for ore prospecting，but also be the preferred materials for environmental pollution control，especially as an economical and efficient adsorbent. The factors influencing the adsorption of uranium on clay minerals from the aspects of clay mineral characteristics，chemical properties and uranium occurrence were expounded. It could provide theoretical support and basis for the extraction of uranium exploration，extraction of uranium and the treatment of radioactive pollution.Key words：clay mineral; uranium adsorption；factor随着原子能事业的发展，一方面对经济价值髙的工业铀矿 物的寻找促使对铀矿勘探、开采、提取等技艺提出了新要求；另一方面铀矿水冶、元件加工、核电运行、核设施生产等过程 中产生了大量含铀废水、含铀放射性废物等毒害性污染物引起 动植物畸变、危害人类的生存发展，带来严重的生态、环境、社会问题。

含铀废液吸附处理的研究进展张文龙;马儒超;周志伟;韩琪胜【摘要】随着核工业的发展,含铀废液的污染日益严重.近年来,吸附法广泛应用于含铀废液的处理.本文综述了粘土矿物,天然有机物,合成高分子和炭材料的吸附研究进展.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】铀(Ⅵ);吸附;研究进展【作者】张文龙;马儒超;周志伟;韩琪胜【作者单位】东华理工大学,江西南昌330013;东华理工大学,江西南昌330013;东华理工大学,江西南昌330013;东华理工大学,江西南昌330013【正文语种】中文1 铀铀(U)在自然界中主要存在于海水和岩石，是已知的天然最重金属，1789年马丁·海因里希·克拉普罗特(Martin Heinrich Klaproth)在沥青铀矿中分离得到二氧化铀[1]。

铀的放射性于1896年由H.Eecquerel(贝可勒尔)[2]发现，随着铀的核裂变研究日益成熟，涉铀的相关产业得到迅猛发展。

铀的自发核裂变特性使其具有广泛的研究和应用价值，在放射医疗、地质勘探、无损检测、核能发电和核军工等领域都占有重要地位。

铀的需求在逐年递增，铀矿开采力度持续加大，铀污染的治理引起人们的广泛关注。

2 铀的开发利用全世界一直在寻求高效、清洁的能源，期望能在满足社会发展需求的同时降低温室气体排放并减少化石燃料造成的气候影响。

因此核能在政府的未来规划中被频繁提及[3]。

我国“十二五规划”提出要建设资源节约、环境友好型社会，核能发电因此受到人们的广泛关注。

目前我国北方面临着严峻的雾霾污染，其形成的主要原因就是煤炭发电，严重的大气污染已经成为制约区域社会经济发展的瓶颈[4]。

核能发电相比煤炭发电的环保之处在于它并不直接产生雾霾的污染源SO2，NO2等，也不产生温室气体CO2，它产生的放射性废物都会进行处理后封存，不排入环境；它的经济性在于核燃料能量密度比煤炭高上几百万倍[5]。