一种含砾石原岩松散砂土中铀的去除方法技术

本发明专利技术公开了一种含砾石原岩松散砂土中铀的去除方法，属于污染土壤修复技术领域。该方法为在含砾石原岩松散砂土中加入浸出液和氧化剂，常温下振荡，通过离心将砂土和上清液分离，将分离出的砂土两次水洗合并上清液，过滤，对滤液进行检测；其中，所述氧化剂为高锰酸钾或过氧化氢，所述氧化剂与含砾石原岩松散砂土的质量比为(0.005

【技术实现步骤摘要】
一种含砾石原岩松散砂土中铀的去除方法


[0001]本专利技术属于污染土壤修复
，具体涉及一种含砾石原岩松散砂土中铀的去除方法。

技术介绍

[0002]随着核工业的发展，金属铀等放射性矿石被不断开采，虽然这些尾矿残渣会经过特殊工艺处理，但是尾矿的铀会再次被释放出来，进入土壤最终进入更深的土层或地下水造成土壤或地下水污染。土壤是防止铀进入地下水的第一道屏障，因此对铀污染的土壤修复具有重要意义。
[0003]目前铀污染土壤的修复方法有物理修复、生物修复和化学修复。物理修复方法是指通过改变土壤的物理性质来达到修复目的的方法，该方法一般用于低浓度、小范围的铀土壤的处理。生物修复法是指利用微生物或者植物体系来吸收、富集、提取或过滤土壤中的铀，从而将土壤中的铀提取出来的方法，该方法具有周期长、成本高、去除率不可控等缺点。化学修复方法主要是指向土壤中加入化学试剂，利用其吸附、氧化还原、络合螯合作用，将土壤中的铀转换成六价铀沉淀下来从而达到去污的目的。该方法可以将高浓度的铀从土壤中提取出来，具有高效、工艺可操作性等优点。但是铀与土壤结合紧密、难以清除，其迁移率和生物利用度像其他污染物一样，在很大程度上取决于其在土壤中形成的络合类型以及与结合的土壤成分的性质。针对某区碱性大含有砂石原岩的松散砂土，铀含量高，特此制定铀的去除方法。对于该特性的土壤目前未有报告研究专门的铀去除方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种含砾石原岩松散砂土中铀的去除方法，该方法相比生物清污及物理去污方法具有操作简单、处理成本低、适用铀的浓度范围广以及铀提取率高等优点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种含砾石原岩松散砂土中铀的去除方法，在含砾石原岩松散砂土中加入浸出液和氧化剂，常温下振荡，通过离心将砂土和上清液分离，将分离出的砂土两次水洗合并上清液，过滤，对滤液进行检测；其中，所述氧化剂为高锰酸钾或过氧化氢，所述氧化剂与含砾石原岩松散砂土的质量比为(0.005
‑
0.02):3。优选为0.02:3。
[0007]进一步地，所述含砾石原岩松散砂土使用前需要经过预处理，具体为：将含砾石原岩松散砂土置于40℃条件下干燥，过粒径为2cm的筛子，然后在105
‑
110℃下干燥2
‑
4h，混匀，继续过筛，得到粒径为200目的含砾石原岩松散砂土。
[0008]进一步地，所述含砾石原岩松散砂土中铀含量为100.79
‑
5083.54Bq/kg。
[0009]进一步地，所述浸出液浓度为0.2
‑
0.6mol/L，优选为0.2mol/L，浸出液与含砾石原岩松散砂土的固液比为(5
‑
20)：1，优选为20:1。
[0010]进一步地，所述浸出液为碳酸氢钠或柠檬酸钠。
[0011]进一步地，所述振荡转速为160rpm，时间为408h。
[0012]铀在土壤中的结合形态直接影响到土壤清污方法的选择。铀在土壤中的结合形态包括：离子交换态、碳酸盐交换态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态。离子交换态一般物理方法如水洗即可高效的清除土壤中的铀。碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态需要强的化学试剂处理。因此，本专利技术以经过预处理的含砾石原岩松散砂土为原料，根据铀在含砾石原岩松散砂土中的结合形态，依次对离子交换态、碳酸盐交换态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态的铀进行萃取，以此判断不同结合形态的铀在土壤中的占比。具体为：
[0013]1、原料预处理：取地表5cm含砾石原岩松散砂土为样品(铀含量在100.79
‑
5083.54Bq/kg范围内)，干燥后粉碎并过粒径为2cm的筛子，然后在105
‑
110℃下干燥2
‑
4h，混匀，过筛，球磨至含砾石原岩松散砂土粒径为200目。
[0014]2、不同结合形态的铀的萃取：
[0015]1)离子交换态的铀的萃取：以经过预处理的含砾石原岩松散砂土为原料，加入1mol/L的CH3COONa溶液(提取剂)，调整pH至8，在室温下振荡3h，然后以9800rpm离心10min，移出上清液，重复操作，合并上清液，定容，即完成离子交换态铀的萃取，得到的沉淀物作为下一步萃取原料。所述原料与提取剂的质量体积比为1.5g：30mL。
[0016]2)碳酸盐结合态的铀的萃取：以经过上一次萃取得到的沉淀物为原料，加入1mol/L的CH3COONa溶液，选择CH3COOH调整pH至5，在50℃下振荡5h，然后用离心机以9800rpm离心10min，移出上清液，重复操作，合并上清液，定容。
[0017]3)铁锰氧化物结合态的铀的萃取：以经过上一次萃取得到的沉淀物为原料，加入体积分数为25％的CH3COOH溶液，调节pH至2，在60℃下振荡8h(其中，CH3COOH溶液中含有0.04mol/L的NH2OH
·
HCl溶液)；然后用离心机以9800rpm离心10min，移出上清液，重复操作，合并上清液，定容。
[0018]4)有机结合态的铀的萃取：以经过上一次萃取得到的沉淀物为原料，加入HNO3和体积分数为30％的H2O2，在85℃下振荡2h，然后加入CH3COONH4，在65℃下振荡8h，然后用离心机以9800rpm离心10min，移出上清液，重复操作，合并上清液，定容。
[0019]5)残渣态的铀的萃取：以经过上一次萃取得到的沉淀物为原料，加入HNO3、HF和H2O2，在60℃下进行30min预消解，然后进行微波消解，待冷却后加入HNO3，然后用离心机以9800rpm离心10min，移出上清液，重复操作，合并上清液，定容。
[0020]将得到的不同结合形态的含铀的溶液进行分析，分别得出每种结合形态的铀的含量。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022]1、本专利技术针对含砾石原岩松散砂土的土壤，明确了该地区土壤中铀与土壤结合以有机结合态为主，占比93％。
[0023]2、通过对浸出液浓度、固液比、时间、氧化剂用量四因素三水平对提取率的探索，发现影响大小为：氧化剂用量>固液比>时间＞浸出液浓度，添加氧化剂用量对浸出率影响最大。碳酸盐的提取对铀酰具有高选择性，对土壤中的碳酸盐和层状硅酸盐矿物的破坏性较小，不会像强酸萃取剂那样破坏作用大，土壤损失率较小。
[0024]3、在环境温度下，浸出液碳酸氢盐浓度0.2mol/L、固液比1:20、氧化剂3mL、浸出时
间408h，浸出率达72.38％，铀含量从1179Bq/kg降低到325Bq/kg，土壤损失率1％。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含砾石原岩松散砂土中铀的去除方法，其特征在于，在含砾石原岩松散砂土中加入浸出液和氧化剂，常温下振荡，通过离心将砂土和上清液分离，将分离出的砂土两次水洗合并上清液，过滤，对滤液进行检测；其中，所述氧化剂为高锰酸钾或过氧化氢，所述氧化剂与含砾石原岩松散砂土的质量比为(0.005
‑
0.02):3。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含砾石原岩松散砂土使用前需要经过预处理，具体为：将含砾石原岩松散砂土置于40℃条件下干燥，过筛，然后在105
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110℃下干燥2
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4h，混匀，继...

【专利技术属性】
技术研发人员：周祥，张春，冯良齐，徐辉，王卫宪，刘艳，谢雨池，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三六五三部队，
类型：发明
国别省市：