钠长石、钾长石、高岭土对铀的吸附行为研究
铀是重要的核燃料，同时也是对环境有重大危害的放射性核素。随着核工业特别是核电工业的迅速发展，一方面对铀的需求越来越大，铀的采冶面临新的挑战；另一方面会有越来越多的放射性废物产生，特别是高放射性废物。高放射性核废物的安全处置已成为世人关注的问题。高放废物具有放射性活度大、半衰期长、毒性大等特性，如果处置不当，会对人类的生存和发展造成严重的危害。因此铀的采冶和环境污染是影响核工业和核电工业可持续发展的二个根本问题。矿物对铀的吸附作用一方面对矿石中铀的浸取有重要影响，另一方面对放射性核素在环境迁移特别是高放废物地质处置的安全具有重要意义。 本文对岩石中的重要矿物钠长石、钾长石、高岭土对放射性核素铀的吸附作用进行系统的实际研究。实际中系统考虑了反应时间、吸附剂投加量、溶液的pH值、溶液的初始铀浓度、温度等对钠长石、钾长石、高岭土吸附性能的影响，分析了钠长石、钾长石、高岭土吸附铀的动力学、吸附等温式和吸附热力学。结果表明当钠长石用量为1g、pH为5.5，初始铀浓度为500mg/L，反应时间为16h，反应温度25℃时，铀的去除率达到73.65％左右；钾长石用量为1g、pH为5.7，初始铀浓度为500mg/L，反应时间为9 h，反应温度25℃时，铀的去除率达到79.87%左右；高岭土用量为1g、pH为5.9，初始铀浓度为500mg/L，反应时间为16h，反应温度25℃时，铀的去除率达到67.79%左右。钠长石、钾长石、高岭土对Freundlich吸附等温线符合度较好，但对Langmuir吸附等温线更符合。钠长石 Langmuir相关系数达0.9871～0.9918，Freundlich相关系数达0.9035～0.9237；钾长石Langmuir相关系数达0.9684～0.9740，Freundlich相关系数达0.8934～0.9136；高岭土Langmuir相关系数达0.9405～0.9634，Freundlich相关系数达0.8805～0.9721。铀吸附动力学适合二级速率方程描述，相关系数达0.9931～0.9980。在实验条件下，吸附吉布斯自由能函数变ΔG<0，表明反应可以自发进行；吸附熵变ΔS>0，表明吸附速率大于解析速率，反应体系的熵和混乱度均随着温度升高而增加；吸附焓变ΔH>0，表明反应是吸热的，升温有利于反应的进行。
铀矿开采;高放废物;废物处理;矿物吸附
南华大学
硕士
采矿工程
谭凯旋
2012
中文
X753;X327
70
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）