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2019年铀的吸附研究现状
作者:西安鼎天化工有限公司:2019/1/26 15:36:31

关于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。

 硝酸铀

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。

Reich等利用EXAF法,在酸性条件下pH=4,U(VI)浓度为10-2-10-5mol/时,进行硅胶对铀吸附规律的研究,发现了硅胶表面形成的铀钛配合物。

Sylwester等利用EXAFS的方法,进行了石英表面的铀吸附研究,得出铀钛配合物的形成规律。

Froidevel等通过研究XPS,在pH值为5.5-8.1的范围内,石英-铀酞溶液体系中,得出主要形成了多核表面低聚物,无定型铀矿物的表面形成表面沉淀以及单体的铀络合物。

Oshita等利用交联的壳聚糖树脂进行铀吸附研究,得到了最佳的吸附条件,即酸碱度对吸附的影响值得关注,进而得出可能的吸附机理。

Yusan等利用β针铁矿进行铀吸附研究,得到铀的吸附平衡,模拟了Langmuir,Freundlich和D-R吸附模型。

生物吸附法作为一种安全有效的方法,已被用来研究去除水体中的射性核素,并在工业废水处理方面取得了良好的效果。加拿大学者Tsezos和Volesky在二十世纪八十年代研究利用生物材料富集铀,并获得了美国和加拿大的专利。Guibal和Roulph指出pH值对毛霉(Mucormiehei)吸附铀过程影响很大,当pH值为酸性时,其对铀单层吸附,当pH值为中性时,则为多层吸附。Nakajima和Tsuruta通过竞争性吸附试验研究,介绍了部分细菌对放射性核素铀和钍的生物吸附情况。

Th(lV)在各种粘土矿物和氧化物上的吸附解吸对一决定Th(lV)在自然界中的迁移及生物效应很重要。放射性元素钍(IV)的吸附研究也有很多,Murphy等人研究了在添加了有机物质的情况下,磁铁矿对Th(IV)的吸附。Reiller等人研究腐殖质加入的不同次序对磁铁矿对钍吸附的影响。

2 国内的铀吸附实验研究

我国早在上个世纪八十年代末就对放射性元素的吸附和迁移进行了研究。放射性核素U(Vl)、Th(IV)的研究也有一定的成果。兰州大学的学者们已经系统的研究了U(VI)在针铁矿、水铝矿、氧化铁等氧化物以及粘土矿物上的吸附,得出了一系列数据,对我国的核废物的处理做出了卓越的贡献。

宋金如等人利用凹凸棒石粘土对铀进行吸附,改变酸碱度温度,吸附速率以及吸附容量,得到了关于铀吸附的最佳条件。闵茂中等人研究了我国甘肃地区的花岗岩中的填隙粘土对铀的吸附。郭择德等人对尾矿库中的亚粘土的U、Th的比活度、分配系数、浸出因子等进行分析,进而得出其迁移规律。以上分析均对我国核素的利用的污染治理提供了有利的数据支撑。

樊耀亭等利用水合氧化铁对痕量铀进行吸附研究,得出二氧化锰对铀(Ⅵ)的平衡吸附量随吸附温度的升高而增加。这一结论与Freundlich吸附等温式相符。

我国的学者开始研究铀的生物富集,冯易君等用FT菌装柱富集铀其富集率可达99%。中科院成都生物研究所的谭红等发现UY-1酵母细胞能够快速吸附溶液中的铀,对铀的最大吸附量可达13.5mg/g。

陕西鼎天化工

3 结束语

目前,铀吸附的研究主要考虑静态和动态两种方法,影响因素主要考虑的是酸碱度、离子强度、固液比,时间以及温度等因素。吸附的主要吸附剂是粘土、微生物、胶体以及少部分针铁矿等矿物。而随着磷矿开采、磷肥施用造成的区域性富磷、铀水系,总磷浓度上升导致的大环境演化过程,均涉及富磷、铀的水体。富磷水系中铀的吸附规律与机制,目前尚未见报道。因此,查明富磷水系中铀的吸附规律对保障磷矿区、磷肥生产区、农业区附近水系的生活与生态用水安全具有实际意义。

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