Pu在粘土巖和膨潤(rùn)土中的膠體行為研究.pdf

1、钚本身為一種戰(zhàn)略物資，是核武器重要的核裝料，具有較強(qiáng)的放射性和毒性。為了獲取關(guān)于钚這一放射性核素的膠體行為以及遷移機(jī)理等，本文從高廟子膨潤(rùn)土和內(nèi)蒙阿拉善粘土巖膠體研究出發(fā)，以探究這兩種天然礦物膠體在地下水中對(duì)放射性核素钚的吸附行為為目的，主要采用多種表征手段和靜態(tài)吸附方法研究?jī)煞N膠體對(duì)钚的吸附特征和規(guī)律，同時(shí)用鋁皂石和水輝石這兩種人造礦物膠體輔助對(duì)比研究，其結(jié)果如下：
　?。?）在膠體表征方面：四種礦物在水相環(huán)境中均能形成較為穩(wěn)定

2、、分散性良好的膠體。在成分分析方面：高廟子膨潤(rùn)土的主要成分是蒙脫石、石英和高嶺石，而膠體的主要成分為蒙脫石和高嶺石，內(nèi)蒙阿拉善粘土巖的主要成分是伊利石、方解石和綠泥石，而膠體的主要成分為伊利石和綠泥石，并含有微量的方解石；在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析方面：四種礦物膠體的紅外圖譜基本和它們的X射線衍射結(jié)果相符。
　?。?）四種礦物膠體吸附Pu的分配系數(shù)Kd值隨著钚初始濃度的增大開(kāi)始先增大，除了水輝石由于很大的比表面積，Kd值一直上升之外，其它三

3、種礦物膠體在3×10-9g/mL-4×10-9g/mL處達(dá)到峰值后便開(kāi)始降低，在此條件下膠體吸附能力阿拉善粘土巖>>水輝石>高廟子膨潤(rùn)土≈鋁皂石。
　?。?）在酸性環(huán)境中，四種礦物膠體的分配系數(shù)Kd值均很低。隨著pH的上升，四種礦物膠體的Kd值不斷上升，在強(qiáng)堿性環(huán)境又開(kāi)始下降。其中天然礦物膠體最適環(huán)境為中性，人造礦物膠體最適環(huán)境約為弱堿性。從pH影響結(jié)果推測(cè)出天然礦物膠體吸附钚的機(jī)理是膠體表面的羥基和钚與钚的水解產(chǎn)物絡(luò)合。

4、　　（4）離子影響實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)e3+和CO2-3會(huì)減弱膠體對(duì)钚的吸附量，其中Fe3+的機(jī)理是和Pu4+的競(jìng)爭(zhēng)作用和水解產(chǎn)生的酸性環(huán)境，此外Fe3+在濃度變高時(shí)會(huì)使Kd值變大，其原因可能是形成了Fe(OH)3膠體，因而Kd值的上升是由于Fe(OH)3膠體吸附钚而不是礦物膠體；CO2-3則通過(guò)絡(luò)合Pu4+使Kd值急劇下降；Ca2+會(huì)使天然礦物膠體的穩(wěn)定性、水合能力、膨脹性等性質(zhì)增強(qiáng)，從而使膠體的表面基團(tuán)活性增強(qiáng)和比表面積增大，從而使它們的吸附