溶浸采鈾過程中鐵的不同形態(tài)化合物對鈾的吸附機(jī)理研究.pdf

1、溶浸采鈾工藝目前通常采用過氧化氫、氧氣等做氧化劑，氧化劑首先將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，再由Fe3+氧化U4+為UO22+。由此可見，鐵的行為在溶浸采鈾中起著重要作用。鐵在溶浸采鈾中充當(dāng)氧化劑的同時，還會與溶浸劑（無論是酸性、堿性、中性）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并在一定的溫度與壓力作用下，生成含鐵元素的化合物，經(jīng)過分析，主要為Fe(OH)3膠體和水合氧化鐵。含鐵化合物可能對鈾礦物產(chǎn)生包裹，影響溶浸液與礦物界面的接觸和反應(yīng)，影響鈾的浸出速度和

2、浸出率。同時，可能附著在礦石表面，影響鈾的浸出和礦層滲透性。本文在實(shí)驗室條件下模擬制備了Fe(OH)3膠體和水合氧化鐵，研究其對鈾的吸附機(jī)理，主要研究內(nèi)容和成果如下：
　?。?）在混合溶劑中模擬制備得到氫氧化鐵膠體，進(jìn)行鈾酰離子吸附實(shí)驗，研究了pH值、初始鈾濃度及吸附時間等對Fe(OH)3膠體吸附鈾的影響。采用準(zhǔn)一級、復(fù)合二級與Elovich動力學(xué)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行了動力學(xué)計算與分析，結(jié)果表明Elovich動力學(xué)方程更適合描述Fe(O

3、H)3膠體對鈾的吸附行為；采用Freundlich與Langmuir等溫吸附方程對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了熱力學(xué)分析和擬合，結(jié)果表明Freundlich模型更適合描述Fe(OH)3膠體對鈾的吸附行為。綜合兩種模型的結(jié)論推測，推測Fe(OH)3膠體對鈾的吸附屬于不均勻表面的單層物理吸附。根據(jù)激光粒度分析與SEM圖分析結(jié)果，推測Fe(OH)3膠體對鈾具有較強(qiáng)的吸附性能，吸附主要是表面吸附。
　　（2）以FeSO4·7H2O為主要原料模擬制備水合

4、氧化鐵，進(jìn)行了鈾酰離子吸附實(shí)驗，得出在pH=5時，水合氧化鐵的吸附作用發(fā)揮到最大。在吸附一小時內(nèi)，水合氧化鐵對鈾具有很高的吸附速率，并在5小時后達(dá)到吸附平衡。對吸附行為進(jìn)行動力學(xué)擬合，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)二級動力學(xué)方程最適合用來描述鈾在水合氧化鐵上的吸附行為，擬合相關(guān)系數(shù)R2為0.994，推算平衡吸附量為55.40 mg·g-1與實(shí)驗數(shù)據(jù)52.78 mg·g-1相吻合。
　?。?）探究了Fe(OH)3膠體與水合氧化鐵協(xié)同吸附鈾的效果，結(jié)果表明：