Pu在粘土巖和膨潤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)吸附方法研究兩種膠體對钚的吸附特征和規(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比研究，其結(jié)果如下：
　　（1）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、　?。?）離子影響實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)e3+和CO2-3會減弱膠體對钚的吸附量，其中Fe3+的機(jī)理是和Pu4+的競爭作用和水解產(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則通過絡(luò)合Pu4+使Kd值急劇下降；Ca2+會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