坑道水的环保治理探索性试验报告

坑道水的环保治理探索性试验报告

Summary：通过石灰粉-石灰石砾石的化学方法，将坑道水中的铀离子析出。石灰粉除铀试验效果较好，通过试验，石灰粉单独除铀用量大于0.8g/l，尾液中铀浓度才可以达到小于50ug/l的限值，此时除铀率可达到99%以上；石灰石砾石用量800g/l、浸泡24h时除铀率为41.42%，但尾液铀浓度大于50ug/l的限值。Keys：石灰粉

石灰石砾石

除铀率我国铀矿山退役工作治理已进行了许多年，取得了很多重要的成果，积累了较为丰富的经验，但仍然存在一些问题[1]。特别是含铀及重金属的水中仍未找到成熟、可靠的环保治理方法[2][3]。现以某铀矿坑道水作为试验对象，通过对坑道水流量及铀浓度监测，水中铀的处理试验，以为该铀矿后续的退役治理提供依据。1

近期坑道水流量及铀含量1.1概况某坑道水在非雨季，流量和铀含量相对稳定，但铀含量均超出GB15848-2009规定容许量，须实施环保治理。2

水中铀的处理试验2.1试验设备和试剂、分析方法1）分光光度计；721型；

2）PH试纸；广泛1-14；3）磁力搅拌器4）石灰岩：选取纯净岩块，用清水洗干净φ=1.0～1.5㎝[4]；5）石灰粉：从石灰窑出料处选取，粉碎至0.5mm。6）分析方法：分光光度法（GB6768-86)2.2

试验方法和结果2.2.1

石灰粉除铀试验与结果试验条件：水样（铀浓度1638ug/L）500ml于烧杯中，石灰粉若干，试验时间24小时，试验温度20℃。用磁力搅拌器以400r/min的速度搅拌，往烧杯中加入石灰粉，加石灰粉期间，用广泛PH试纸检测被试水样PH的变化，待溶液均匀后，放置至澄清，取烧杯中上层澄清水样，过滤，用PH试纸测其PH值检测其结果石灰粉对水样中铀浓度影响如表2所示。表2

石灰石用量与PH及尾液铀浓度关系石灰石（g）0.10.20.30.4PH值78910尾液铀浓度（ug/L）120.484427.55由表2看出，尾液铀浓度受石灰石用量的影响比较明显：随着石灰石用量的增加，铀浓度逐渐减小，当石灰石用量0.8g/L时，尾液铀浓度7.55ug/L,达到GB15848-2009规定容许量，此时，除铀率达到99%，溶液PH值等于10。依上述试验结果，进行3次试验。试验条件为：水样（铀浓度1638ug/L）500ml，石灰粉0.4g，在20℃下反应24小时。结果（表3）除铀率分别为99.53%、99.50%、99.56%。表3

石灰石除铀序号铀浓度（ug/L）PH值除铀率（%）17.691099.5328.121099.5037.131099.56表3结果表明，加入足量石灰粉，当溶液PH等于10时，除铀率达到99%以上，尾液铀浓度均低于50ug/L。所以在后续试验中，石灰石选取0.4g。2.2.2

石灰岩砾石除铀试验与结果石灰岩砾石柱如图1所示：取2根有机玻璃管，φ=5㎝，长度1m，分别编号A、B。底部用带孔橡皮塞堵口，橡皮塞插入石柱一端用φ=7㎝棉纱包裹，装入石灰岩砾石至离管口5㎝处，然后在管口均匀的塞入棉纱，塞上带孔橡皮塞。将水样（铀浓度2456.8ug/L）匀速的流入砾石柱，并保持进出水流量相等。然后定期取砾石柱出水，检测铀浓度，其结果见表4.图1

单个石灰石砾石柱表4

石灰石砾石除铀数据检测结果时间（h）2448编号ABAB尾液体积（mL）2400240024002400尾液铀浓度（ug/L）2372235823552346除铀率（%）3.454.024.144.49表4结果表明，单个石灰石砾石柱除铀有一定的效果，但是效果不是很明显，原液自上而下，砾石柱过短，造成原液与石灰石砾石接触时间过短。2.2.3

石灰石砾石柱延长试验如图1所示，依次做好3个石灰石砾石柱，并对其标记a、b、c。将3个柱子用橡胶管串联，保持相邻两柱子高差一样。将水样（铀浓度2456.8ug/L）匀速的流入石灰石砾石柱，并保持进出水流量相等。然后定期取c砾石柱出水，检测铀浓度，其结果见表5.表5

石灰石砾石柱延长试验数据记录尾液体积（mL）尾液铀浓度（ug/L）除铀率（%）24h24001664.930.2348h24001809.426.35表5结果表明，比其单个砾石柱，延长石灰石砾石柱除铀效果有所好转。在同等时间内，串联除铀与单个砾石柱除铀相比，加大了原液与石灰石的接触时间，同时还增加了石灰石砾石用量，但是除铀效果仍然不太理想。2.2.4

石灰石砾石烧杯试验依次称取100g、200g、400g石灰石砾石放入500ml烧杯中，对烧杯编号A、B、C，然后在烧杯中各加入400ml原液(铀浓度2456.8ug/L)。反应一段时间后，对A、B、C组进行过滤，检测铀浓度，其结果见表6.表6

石灰石砾石烧杯试验数据记录表编号砾石(g)3h24h铀浓度（ug/L）除铀率（%）铀浓度（ug/L）除铀率（%）A100213113.261825.125.71B2001912.622.151687.331.32C4001856.324.441439.141.42表6结果表明，在同体积原液下，随着石灰石砾石的增多，除铀效果提升。随着接触时间的加长，除铀率增加。2.2.5

石灰石砾石+石灰粉除铀试验与结果取试验2.2.2

A组出水各500ml于A、B两个烧杯中，重复试验2.1.2.1步骤，结果见表7.表7

石灰石砾石+石灰粉除铀试验数据记录表编号石灰石用量（g）24hPH值铀浓度（ug/L）除铀率（%）A0.31010.5699.5B0.31010.9899.5表7结果表明，相比于表3，石灰粉用量在略微减少的情形下，除铀效果大体一样。由于单个柱子除铀未能达到预期效果，出水口铀浓度与原液只是略微差异，所以此实验并没有很好的体现出石灰粉+石灰石立柱的总体效果，只是单方面体现出足量石灰粉除铀效果甚好。3

结论（1）石灰除铀试验效果较好，通过试验，石灰单独除铀用量大于0.8g/l,此时溶液ph值大于10，尾液中铀浓度小于50ug/l的限值，除铀率可达到99%以上。（2）在石灰岩用量800g/l、浸泡24h时除铀率最好的试验结果为41.42%，但尾液铀浓度大于50ug/l的限值，石灰岩除铀效果不如石灰。（3）石灰+石灰岩除铀，石灰的用量由0.8g/l降低至0.6g/l，仍能达到尾液铀浓度小于50ug/l的限值、除铀率99%以上的效果。（4）采用石灰+石灰岩除铀流程，不仅可以降低石灰用量，降低含铀水处理成本，因此，建议进一步对采用石灰+石灰岩除铀流程进行研究。（5）因本次探索性试验是在野外简易实验室完成的，试验条件有限、试验人员经验不足，部分数据出现异常，原因未查明。Reference：[1]

王开华