铀尾砂水泥固化体的力学性能及抗浸出性实验研究

论文摘要

由于原子能和国防工业的发展,铀及冶金产物的需求量不断增加,导致铀尾矿的量也不断增加。堆积的铀尾矿不仅会造成周围环境的污染,还会威胁周边居民的身体健康。本文结合南方某铀尾矿库的实际情况和退役治理需求,采用水泥固化技术,以水泥、矿渣粉和粉煤灰为胶结材料对铀尾砂进行固化处理,研究了铀尾砂固化体的无侧限抗压强度、抗浸出性和孔隙度及其之间的关系。主要的研究内容包括以后几个方面:（1）对铀尾砂进行了属性分析,包括铀尾砂的化学组成、含水率、粒径和物相分析等;研究了水泥、矿渣粉、粉煤灰的物理化学性质;根据以上掺合料的不同物理化学性质,进行配合比设计,制作成不同掺合料及不同配合比的铀尾砂水泥固化体,将粉煤灰、矿渣粉和粉煤灰与矿渣粉的混合物（两者的质量比为2:1）分别替代水泥掺量的15%、20%和25%制成铀尾砂水泥固化体。（2）研究了不同龄期、不同配比及不同掺合料固化体试样的无侧限抗压强度,以及试样铀的抗浸出性,并计算了第42天铀的浸出率,通过核磁共振实验获得了不同配比、不同掺合料固化体试样的孔隙度。结果表明:抗压强度效果最好的是掺入25%粉煤灰的水泥固化体,强度值为12.91MPa;复掺25%的矿渣粉和粉煤灰的抗压强度最小,强度值为7.33MPa。（3）十组不同配比不同掺合料的铀尾砂水泥固化体在酸性条件下,浸出铀的量比在碱性条件下浸出的量大。不同龄期、不同掺合料的浸出率不同,第42天时只有单掺水泥的铀尾砂固化体的浸出率的值为1.36×10-5cm/d,不符合国家标准,而掺入粉煤灰、矿渣粉和复掺粉煤灰与矿渣粉的铀浸出率都符合国家标准,浸出率最小的是掺入25%的粉煤灰固化体,孔隙度为4.93×10-6cm/d。（4）通过对10组铀尾砂水泥固化体进行核磁共振实验,发现掺入25%的粉煤灰最合适,孔隙度也较低;掺入15%矿渣粉时,抗压强度最大,孔隙度最小;当复掺15%粉煤灰与矿渣粉时,抗压强度最大,孔隙率最小。综合分析固化体的抗压强度、铀的浸出率和孔隙度等参数,掺入粉煤灰的水泥固化体较三个掺合料好,其最优为掺入25%粉煤灰铀尾砂水泥固化体。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王小丽

导师: 蒋复量,龙飞宇

关键词: 铀尾砂,水泥固化,抗压强度,抗浸出性,孔隙度

来源: 南华大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 力学,矿业工程

单位: 南华大学

基金: 湖南省教育厅优秀青年项目——“高水量铀尾矿废渣固化机理及相关特性的实验研究”(编号:17B228),铀矿冶放射性控制技术湖南省工程研究中心,湖南省铀尾矿库退役治理工程技术研究中心联合开放课题——“干湿﹣冻融循环耦合作用下铀尾矿固化体损伤演化机理与氡析出规律的试验研究”(编号:2018YKZX1004),核燃料循环技术与装备湖南省协同创新中心开放基金项目——“循环加载下类铀矿岩损伤程度对氡析出影响的试验研究”(编号:2019KFZ01)

分类号: TD926.4;O34

DOI: 10.27234/d.cnki.gnhuu.2019.000378

总页数: 80

文件大小: 2924K

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