稀土冶煉分離會(huì)產(chǎn)生大量的放射性廢渣,這些廢渣必須妥善處理處置,以免對(duì)環(huán)境造成放射性污染。本文從稀土冶煉工藝流程著手,分析了天然放射性核素釷、鈾、鐳在稀土冶煉過(guò)程中轉(zhuǎn)移情況,計(jì)算了廢渣中放射性的活度及鈾、釷、鐳放射性核素的含量。同時(shí)對(duì)萃取廢水及廢渣的除放進(jìn)行了初步的探討,并使用MOF-76(Sm)材料對(duì)含銫離子的放射性廢水進(jìn)行了吸附研究。為稀土廢渣中有用核素的提取及廢渣再利用提供一定的理論基礎(chǔ),主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:(1)使用X-射線熒光(XRF)對(duì)渣樣分析以及電感耦合高頻等離子光譜儀(ICP)對(duì)冶煉過(guò)程產(chǎn)生的水樣分析,結(jié)果表明稀土礦中的釷、鐳元素主要富集于酸溶渣;鈾元素富集于中和渣。結(jié)合稀土生產(chǎn)工藝流程以及綜合紅外和X-射線衍射分析結(jié)果,得到渣中的主要物相組成:酸溶渣中主要含有硫酸鋇、二氧化硅、稀土難溶氧化物和稀土復(fù)鹽;其中釷元素以二氧化釷、磷酸釷形式存在,而鐳元素以硫酸鐳等難溶鹽的形式富集于酸溶渣。中和渣中主要含草酸鈣、氯化鈉、少量碳酸鹽和稀土草酸鹽;鈾元素以重鈾酸鹽、氫氧化四鈾的形式富集于中和渣。并對(duì)萃取廢水進(jìn)行除放研究,在pH為8.1,氯化鋇添加量為0.33g/L時(shí),除放效果較好。(2)使用γ譜儀對(duì)稀土放射性廢渣進(jìn)行測(cè)量與分析,稀土廢渣天然放射性平衡遭受破壞。在平衡破壞的情況下,鈾、釷、錒系的放射性活度主要由其相應(yīng)的子體核素Ra-228、Th-224,Ra-226,Pa-231、Ac-227所貢獻(xiàn)。通過(guò)分段理論得到了非平衡狀態(tài)下廢渣的活度及鈾、釷、鐳含量計(jì)算公式,計(jì)算表明,酸溶渣的總放射性活度要遠(yuǎn)高于中和渣,酸溶渣中釷、鐳的平均含量為420.55mg/kg、0.00029mg/kg;中和渣中鈾的平均含量為287.57mg/kg。(3)通過(guò)水熱法合成了MOF-76(Sm)金屬有機(jī)構(gòu)架材料,并使用SEM、XRD、FTIR對(duì)合成的樣品進(jìn)行表征。在室溫的條件下,研究合成的樣品材料對(duì)銫離子的吸附行為。MOF-76(Sm)對(duì)銫離子的吸附滿足準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,以化學(xué)吸附為主;且通過(guò)langmuir等溫線模型擬合得到該材料的最大飽和吸附量為52.36 mg/g。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TL941
【部分圖文】：

1.2.1 稀土稀土和稀土元素（REE）是由 17 個(gè)化學(xué)性質(zhì)相似的金屬元素（15 個(gè)鑭系元素加上鈧(Sc)和釔(Y)）組成。稀土資源主要以稀土氧化物的形式存于自然界中，分為重稀土和輕稀土兩大類。稀土在科技發(fā)展中有著巨大的作用，不僅在磁、電、光等領(lǐng)域具有無(wú)法取代的優(yōu)異性能，而且能夠增加產(chǎn)品品種，改善產(chǎn)品品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率[8]。由于只需要少量稀土元素便可以改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)品科技含量、促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，因此被廣泛的應(yīng)用于冶金、軍事等新材料領(lǐng)域，因此稀土元素被譽(yù)為“工業(yè)味精”、“新材料之母”，是不可再生的重要的戰(zhàn)略資源。1.2.2 稀土儲(chǔ)量2015 年，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）對(duì)全世界的稀土資源進(jìn)行了調(diào)查，如圖 1.1（a）所示。調(diào)查表明：中國(guó)、俄羅斯、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)的稀土資源的存量位居世界前列，中國(guó)占世界稀土資源的 43%[9]。而根據(jù)中國(guó) 2012 年 6 月發(fā)布的《中國(guó)稀土狀況與政策》的白皮書(shū)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)稀土資源儲(chǔ)存量約為 1859 噸，如圖 1.1（b）所示，占世界總稀土資源的 23%[10]，USGS調(diào)查數(shù)據(jù)與中國(guó)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有所區(qū)別。

的外殼和有色玻璃的制造。磷釔礦磷釔礦化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，主要成分為 Y[PO4]。磷釔礦主要存在于巖石中，大量富集時(shí)，是一種常見(jiàn)的稀土冶煉原料。磷釔礦中含有一定量的放射性核素，且鈾的含量大于釷。鑭釩褐簾石日本多所大學(xué)聯(lián)合研究小組在三重縣發(fā)現(xiàn)了一種含有稀土的新品種礦物。這種礦物含稀土鑭和稀有金屬釩，是一種特殊褐簾石，因而被命名為“鑭釩褐簾石”。1.2.4 中國(guó)稀土資源分布中國(guó)稀土資源不僅豐富，而且稀土資源的成礦條件得天獨(dú)厚，礦床類型單一、分布面廣而又相對(duì)集中，如圖 1.2 所示。全國(guó) 98%以上的稀土資源分布在內(nèi)蒙古及南方七省等地區(qū)，中國(guó)稀土資源分布均勻，南北布局合理。內(nèi)蒙古是我國(guó)的輕稀土資源大省，約占全國(guó)稀土資源的 83%以上，是我國(guó)最大的輕稀土生產(chǎn)基地[14]。而南方七省主要盛產(chǎn)重離子稀土，由于南嶺等地區(qū)重離子稀土礦有著易采集、易提取的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為我國(guó)最重要的重稀土生產(chǎn)基地。但近年來(lái)大規(guī)模的開(kāi)采與出口使得中國(guó)稀土資源的存量下降驚人。

稀土廢渣放射性核素轉(zhuǎn)移及 MOFs 材料對(duì)放射性核素吸附研究件。3 結(jié)果與討論.1 稀土冶煉工藝放射性產(chǎn)污環(huán)節(jié)稀土精礦和稀土中間產(chǎn)品是江蘇省稀土冶煉分離企業(yè)的主要原料來(lái)源，稀土精礦主要方七省的重離子稀土；稀土的中間產(chǎn)品主要包括稀土氧化物、稀土氯化物等。江蘇省分離工藝主要包含五道工序；如圖 2.1 所示，分別為：稀土礦石的鹽酸溶解、單一稀土萃取分離、草酸沉淀萃取廢水、高溫灼燒草酸稀土鹽及混料過(guò)篩包裝。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2853865