某大型铀矿床位于中国北方生态脆弱地区,其资源量大、矿体缓薄,矿床前期开发决策难度大。采用虚拟仿真技术,构建矿山三维模型,结合矿床开采时序,实现对矿山开采过程全寿命期的动态仿真,动态展示矿山生产环节和施工工序,为矿床开发决策提供依据。通过开发全寿命期的虚拟仿真系统,为该大型铀矿床开采工程规划和设计数据的综合与解释提供了独特的虚拟环境,展现了矿床未来开发场景,初步验证了矿床整体开采方案的合理性与可行性,为矿床开发奠定了基础。

在可地浸砂岩型铀矿地质勘查中,矿体的镭氡原始平衡状态被破坏,造成γ测井解释得到的矿层铀含量偏低,影响铀资源量估算的准确度。通过施工物探参数孔,对γ测井解释的铀含量进行镭氡平衡系数修正。以二连盆地芒来铀矿床普查阶段施工的物探参数孔观测数据为例,对参数孔内遭受破坏的矿段进行多次γ测井状态观测,绘制相应的镭氡观测曲线,并对采用平均值法和拟合法计算得到的镭氡平衡系数进行了对比分析。结果表明,2种计算方法得到的镭氡平衡系数相对误差均在±3%以内,且采用拟合法计算的结果比平均值法计算的结果小,采用拟合法有利于降低估算漏矿的可能性。通过建立数学非线性回归模型,基于MATLAB软件运行编程语言实现对观测数据的曲线拟合,得到可求极限的数学拟合公式。通过拟合法得到的曲线更符合理论上镭氡平衡破坏后的恢复情况,求得的氡饱和状态观测值唯一且确定,有效避免了因观测数据波动带来的不可控误差,计算得到的镭氡平衡系数更为科学和准确。研究结果为该矿床铀资源储量的准确估算提供了客观可靠的修正系数,也为铀矿山生产能力的预测提供了指导。

某矿床在开采过程中遇到一定程度的涌水。为解决涌水问题,并为防治水方案提供依据,以该矿床为研究对象,通过分析矿床水文地质条件、含水层类型及特征、地下水补给径流和排泄条件、地质构造特征、水文地质试验资料和矿床开采设计资料等,对矿床水文地质条件进行了概化,对研究区水文地质单元进行了划定,采用GMS软件建立了地下水流数值模型,预测得到了-200 m以下中段的矿坑涌水量。

某地浸采铀试验采区注液井周边含矿层堵塞严重。注液井套管内径仅有80 mm,在常规空压机抽水洗井结束后,在3口注液井中开展了小直径潜水泵抽水洗井试验。初始抽水量均在4.5 m³/h左右,期间最小抽水量为3.4 m³/h,其中2口井的第1股最浑浊洗井水的含砂量分别为4.36、5.19 kg/m³。粒度、电镜扫描和化学组成分析显示,洗井水沉降干渣中的矿物碎屑主要为粉砂、细砂碎屑,少量黏土碎屑;化学沉淀主要是CaCO₃、MgCO₃和FeCO₃;潜水泵抽水洗井累计运行约27.5 h,未出现任何故障。试验表明,小直径潜水泵抽水洗井可行且投资少、成本低、安全性高、实施方便。

采用溶液制样,以碳酸锶为内标物,建立了用波长色散X射线荧光光谱法测定天然铀产品(U₃O₈)中铀含量的方法。样品称样质量为1.00 g,内标物碳酸锶称样质量为0.600 g,采用15 mL磷酸和2 mL硝酸消解样品,定容至200 mL后,用磁力搅拌混匀,采用一次性塑料吸管和电子秤控制取液体积。仪器测量条件选择特征X谱线:U-L_α1,Sr-K_α1,通道面罩34 mm,初级准直器150 μm。该方法工作曲线的线性相关系数为0.999 8,相对标准偏差(RSD)为0.031%~0.050%,精密度较好;测定结果与标准物质推荐值之间的相对误差不劣于0.034%,准确度较好。与电位滴定法对比,该法绝对偏差为0.010%~0.126%,结果准确可靠,能够满足天然铀产品快速批量分析的要求。

为解决钼精矿标准分析方法步骤繁琐、1次只能测定1种元素的问题,开发了一种分析速度快、溶样方法简单且适用于钼精矿中多种元素同时测定的分析方法。该方法采用基体分离方式,利用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)对钼精矿中多种元素进行测定;使用双氧水-盐酸-硝酸-高氯酸强氧化体系溶解钼精矿,去除矿物中的碳和浮选剂等物质,然后通过过滤将三氧化钼沉淀从样品溶液中与铼分离,有效消除基体干扰。在发射功率1.2 kW、辅助气流速1.0 L/min、雾化气流速0.7 L/min、蠕动泵泵速12 r/min条件下,对溶液酸度、基体及共存元素的干扰进行了探究。结果表明,工作曲线线性相关系数均>0.999,检出限为0.000 3~0.02 μg/mL,相对标准偏差为0.82%~4.96%。该方法与钼精矿国家标准分析方法相比,对钼精矿标准物质GBW(E)070212和GBW(E)070213的分析结果基本一致。

采用CaO、Mg(OH)₂、Ca₃(PO₄)₂、海泡石、CaCO₃等碱性材料对放射性独居石废渣进行稳定化处理,进行不同投加比试验与长期浸出试验,监测U、Th、pH的变化规律,借助XRD、SEM-EDS、组分形态变化等手段揭示U、Th稳定化机理。结果表明,在5.0%、7.5%的投加比条件下,各材料试验组浸出液均满足pH=6~9的要求;在长期浸出试验中,仅有Ca₃(PO₄)₂具备对U、Th核素的长期稳定能力;短期内废渣pH升高对U具有稳定化效应,稳定后U的活化重新溶出是一个长期过程,与反酸无关;Th的稳定性主要受pH影响,pH>6即可实现Th长期稳定。稳定化过程中,废渣表面由于沉淀的生成而变得粗糙,沉淀的U、Th次生相多为无定形态;U、Th核素的稳定化主要与促进可交换态、碳酸盐结合态向铁锰氧化态、残余态转变有关。

地下水本底值是判定地浸采铀对地下水的影响程度和确定修复目标值的重要基准。地浸矿山水文地质条件复杂多样、监测数据参差不齐,目前地浸地下水本底值的确定缺少统一的方法和标准规范。因此,提出了确定地浸地下水本底值的工作程序,讨论了监测因子、取样范围、取样数量和密度、取样频次和取样深度等的确定原则,并以新疆和内蒙古2个地浸铀矿山的监测数据为基础,应用数理统计方法进行了论证。研究结果可为地浸采铀地下水本底值的确定提供指导。

以某中性地浸铀矿山采区内地下水为研究对象,基于生物刺激修复方式,加入碳源,开展了地下水+砂岩混合体系的污染修复室内试验,筛选得到了优势碳源,确定了优势碳源的最佳投加水平,并验证了优势碳源对U的修复效果。结果表明,乙醇对中性地浸地下水中U的修复效率最高,可达97.48%,修复效果与pH和Eh显著相关(Pearson’s r >0.7,P<0.01)。乙醇的生物代谢过程对水-岩体系的扰动较少,能保证 {\mathrm{HCO}}_3^{-}和 {\mathrm{SO}}_4^{2-}等离子环境的相对稳定,更易实现地下水中U的长期稳定。

针对含铀、锰、氨氮等多种污染物的铀尾矿库渗滤液,采用离子交换法回收铀、电絮凝除重金属和气膜回收氨氮工艺进行综合回收处理。验证了离子交换法回收铀的效果;考察了电絮凝法在不同原水pH、曝气时间和电絮凝时间等条件下,对铀、锰等重金属离子的去除效果;研究了在不同氨氮浓度下,气膜对废水中氨氮的分离效果。结果表明,树脂对铀的一级去除率可达95.7%;在不调整原水pH(pH=7.5)和不曝气的条件下,电絮凝效果较好,电絮凝5 min出水中的铀和锰质量浓度分别降至99.79 μg/L和0.06 mg/L;当原水中氨氮质量浓度低于297.00 mg/L时,经过气膜一次处理对氨氮的去除率大于99%,出水氨氮质量浓度降至1.91 mg/L。该渗滤液综合处理工艺可实现铀和氨氮的回收,以及多类污染物的达标。

阐述了退役铀矿冶设施的环境风险隐患,在分析中国退役铀矿冶设施的长期监护重要内涵和作用的基础上,总结了长期监护的总体方案和实施途径。针对中国退役铀矿冶设施长期监护的环境监测现状及存在的问题,提出了解决思路和办法,并对后续运行监护工作的技术和管理措施提出了关注方向。

试验研究多孔硅胶对高含氟溶液中 {\mathrm{UO}}_2^{2+}的静态和动态吸附行为,探索硅胶吸附除铀技术在高含氟放射性废水处理中应用的可行性,并验证各吸附条件的影响。当溶液中ρ(F^-)达到100 g/L时,多孔硅胶对 {\mathrm{UO}}_2^{2+}的静态吸附容量(以干硅胶计)为31~33 mg/g,高含氟环境对多孔硅胶吸附 {\mathrm{UO}}_2^{2+}的影响较小,且多孔硅胶对 {\mathrm{UO}}_2^{2+}与F^-有较高的选择性。通过静态吸附试验可知,多孔硅胶在pH为8~9的环境中,对 {\mathrm{UO}}_2^{2+}的吸附效果最佳。动态吸附试验表明,当进料pH为9时,硅胶吸附柱的工作容量约为20倍柱体积。使用1 mol/L HNO₃解吸液可将吸附 {\mathrm{UO}}_2^{2+}硅胶柱中的部分 {\mathrm{UO}}_2^{2+}洗脱,解吸液容量约为10倍柱体积。硅胶柱用1 mol/L HNO₃解吸后复用5~6次, {\mathrm{UO}}_2^{2+}的穿透曲线位置基本一致。

安全生产标准化建设对于单位的安全生产管理具有重要意义。为了探究某地勘集团安全生产标准化建设的影响因素,采用熵权法对其4家下属单位安全生产标准化评审结果进行了分析。结果表明,应急管理、持续改进、检维修、生产现场和生产过程、职业卫生、安全警示标志是该地勘集团的安全生产标准化建设需要重点关注的影响因素,并针对这些影响因素提出了改进建议。

采用《环境影响评价技术导则 输变电》(HJ 24—2020)附录C、D推荐的计算模式对750 kV单回并行输电线路电磁辐射环境进行计算与预测。结果表明,经过耕地、园地、牧草地、畜禽饲养地、道路等场所,当导线对地最小高度为15.5 m时,单回并行线路下的工频电场强度最大值超过10 kV/m;需将导线对地最小高度提至16.5 m,才能满足4 kV/m控制限值要求。750 kV单回并行输电线路产生的工频磁场强度小于公众曝露控制限值(100 μT),一般情况下不会成为线路建设的环境制约因素;但其产生的工频电场是电磁环境影响的主要因素,电场强度控制限值(4 kV/m)是线路建设的环境制约因素,同时也是输变电电磁环境重点控制因素。现场实测结果与理论预测结果符合性较好,表明采用的预测模式具有较好的应用性,研究结果可为750 kV单回并行输电线路的建设和环境监管提供支持。