【摘要】：煤灰產(chǎn)量大,環(huán)境危害較大,富鈾煤灰還可能造成嚴(yán)重的環(huán)境放射性污染,但其潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。本文以富鈾煤灰中的放射性核素鈾為主要研究對(duì)象,針對(duì)煤灰中鈾的賦存形態(tài)和回收方法開(kāi)展研究工作,提出并構(gòu)建了一套實(shí)驗(yàn)室規(guī)模富鈾煤灰中鈾的回收工藝方法,為富鈾煤灰資源化和無(wú)害化處理開(kāi)辟了新道路。重點(diǎn)開(kāi)展了鈾賦存形態(tài)、回收技術(shù)方法建立與工藝技術(shù)參數(shù)獲取、鈾提取機(jī)理及灰堆周邊環(huán)境等方面的研究,解決了煤灰放射性去除、有價(jià)值成分回收中的技術(shù)難點(diǎn)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了煤灰中鈾的回收和放射性的分離。系統(tǒng)研究了煤灰灰堆所造成的環(huán)境污染情況,確定了當(dāng)?shù)赝寥朗艿絿?yán)重的重金屬和放射性核素污染,環(huán)境土壤、植物等樣品中重金屬含量按照BaMnSbCrPbUCuNiCdCo的秩序遞減,其中Ba、Mn、Sb的含量分別高達(dá)15492、2417和281 mg/kg。受污染土壤及煤灰中α放射性比活度為3000~5000 Bq/kg,β放射性比活度為11000~14000 Bq/kg。根據(jù)重金屬伴生賦存關(guān)系確定Co、Mn、Ni呈顯著正相關(guān),據(jù)此可以判斷其遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律并制定適宜的環(huán)境管理措施。煤灰中的鈾主要分布于鐵氧化物和殘?jiān)鼞B(tài)中,分別占34.9%和59.1%。殘?jiān)鼞B(tài)鈾賦存于玻璃相及方石英相中,以Fe/Al/Si/O富集相為主。使用同步輻射分析方法分析并確定煤灰中的鈾主要以UO_3、U_3O_8和UO_2形式存在,分別占12.1%、71.8%和18.7%,磁選后的富鐵灰中鈾以UO_2(91.9%)為主。根據(jù)煤灰中鈾的賦存狀態(tài),建立了高效浸取回收鈾及其它有價(jià)值組分的氯化鈣焙燒-硝酸浸取技術(shù)方法。該方法不僅可針對(duì)性破解鈾賦存的礦相,還可實(shí)現(xiàn)多組分的協(xié)同回收。優(yōu)化固液比、焙燒溫度、焙燒時(shí)間、浸取溫度、浸取時(shí)間、酸度等關(guān)鍵工藝參數(shù)后,在物料質(zhì)量比0.5:1,900℃焙燒2h,80℃浸取4h的條件下,鈾的提取率大于99%,氧化鋁的浸出率達(dá)93.21%,實(shí)現(xiàn)了鈾和鋁的同時(shí)回收。深入研究了煤灰資源化工藝過(guò)程中涉及的反應(yīng)機(jī)理,確定了焙燒熟料中易溶于硝酸的鈣鐵榴石、鈣長(zhǎng)石、鈣硅石、鈣鋁石和方石英等新物相。酸浸尾渣殘留組分主要為無(wú)定型二氧化硅,可用作建材輔料。純化回收的鈾、鋁可直接制備得到八氧化三鈾與氧化鋁產(chǎn)品。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X591;TL212.5
【圖文】：

焙燒所產(chǎn)生的新物相。隨后在焙燒和酸浸過(guò)程中對(duì)其進(jìn)確定鈾及其它有價(jià)值元素有效浸出的原理，考察鈾在焙的轉(zhuǎn)化，從而進(jìn)一步了解鈾能夠高效浸出的機(jī)理。煤灰鈾氯化鈣焙燒回收關(guān)鍵參數(shù)確定中鈾的浸出率考察氯化鈣焙燒回收方法的關(guān)鍵參數(shù)。分析，在機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，對(duì)焙燒溫度、焙燒時(shí)間、間等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究。分析經(jīng)濟(jì)、能耗、物害性等，確定氯化鈣焙燒回收提取的的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。最優(yōu)方法進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，評(píng)價(jià)其可行性。對(duì)整套技術(shù)濟(jì)效益分析、環(huán)境綜合評(píng)價(jià)等進(jìn)行分析，分別明確在原調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行和廢物處理等各個(gè)環(huán)節(jié)的能量平衡、成濟(jì)性，判斷經(jīng)濟(jì)和環(huán)境綜合收益，以優(yōu)化整個(gè)工藝流程路線

植物 4水樣 2765 礦區(qū)煤灰 3土壤 6植物 4水樣 2馬鹿坑林場(chǎng)煤灰 3土壤 6植物 4水樣 2集的煤灰樣品用粉碎機(jī)粉碎，混勻過(guò)篩后，105℃烘干 24h 至恒物樣品先用自來(lái)水洗凈，再用蒸餾水第二次沖洗，將根、莖、葉樣品放入烘箱中 105℃殺青 30min 后，將溫度降至 60-80℃，烘干磨碎。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳亮;譚凱旋;謝焱石;劉江;黃偉;王正慶;馬強(qiáng);;伊犁盆地某砂巖鈾礦鈾賦存形態(tài)及其地浸意義[J];礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā);2013年05期

2 梁振凱;雷雪飛;孫應(yīng)龍;徐輝;王毅;;氯化鈣焙燒法提取粉煤灰中的氧化鋁[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2013年09期

3 吳濱;楊敏英;;我國(guó)粉煤灰、煤矸石綜合利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策分析[J];中國(guó)能源;2012年11期

4 楊權(quán)成;馬淑花;謝華;張然;鄭詩(shī)禮;;高鋁粉煤灰提取氧化鋁的研究進(jìn)展[J];礦產(chǎn)綜合利用;2012年03期

5 馬強(qiáng);馮志剛;孫靜;謝二舉;李小軍;;新疆某地浸砂巖型鈾礦中鈾賦存形態(tài)的研究[J];巖礦測(cè)試;2012年03期

6 耿朋飛;高帥;楚風(fēng)格;;粉煤灰的綜合利用[J];潔凈煤技術(shù);2012年02期

7 荊富;伊茂森;張忠溫;饒拴民;;粉煤灰提取白炭黑和氧化鋁的研究[J];中國(guó)工程科學(xué);2012年02期

8 蘇雙青;馬鴻文;鄒丹;李歌;;高鋁粉煤灰堿溶法制備氫氧化鋁的研究[J];巖石礦物學(xué)雜志;2011年06期

9 許文博;邵新慶;王宇通;王X;;錳對(duì)植物的生理作用及錳中毒的研究進(jìn)展[J];草原與草坪;2011年03期

10 盧國(guó)懿;薛峰;趙江濤;;對(duì)我國(guó)粉煤灰利用現(xiàn)狀的思考[J];中國(guó)礦業(yè);2011年S1期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 龔勛;典型西部粉煤灰中重金屬元素淋濾特性研究[D];華中科技大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2737904