CN111024800A - 一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铀矿技术领域，具体涉及一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法。本发明包括以下步骤：步骤1、样品制备；步骤2、含铀溶液制备实验；步骤3、pH值变化实验及反应后介质分析；步骤4、确认pH值与流体中铀溶解能力关系。本发明可操作性强、通过条件实验确定的实验时间使pH变化实验效果更明显，效率更高，为深化铀成矿理论提供第一手的实验数据支撑。

Description

一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法
技术领域
本发明属于铀矿技术领域，具体涉及一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法。
背景技术
地质流体中铀富集沉淀与物理化学条件变化关系密切好。Eh值降低形成的还原场是六价铀还原沉淀的主要因素之一，pH值的变化也是铀富集沉淀的影响因素，但pH值如何变化，在哪个区间变化有利于铀富集沉淀尚无相关资料。因此亟需一种定量化的实验方法，以确定pH值变化与地质流体中铀富集沉淀关系，以发展铀成矿理论，为铀矿找矿提供实验数据支撑。
发明内容
本发明解决的技术问题：
本发明提供一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系实验研究方法，可操作性强、通过条件实验确定的实验时间使pH变化实验效果更明显，效率更高，为深化铀成矿理论提供第一手的实验数据支撑。
本发明采用的技术方案：
一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法，包括以下步骤：步骤1、样品制备；步骤2、含铀溶液制备实验；步骤3、pH值变化实验及反应后介质分析；步骤4、确认pH值与流体中铀溶解能力关系。
所述步骤1包括如下步骤，采集铀矿石样品，粉碎至40～60目，超声波清洗10min去粉尘和毛刺，50℃鼓风干燥箱烘干6小时备用。
所述步骤2中：通过常温流动反应装置，对上述步骤1获得的样品进行0.5％NaHCO3浸出实验。
实验流速设定为0.1ml/min，压力设定为1atm。
依据硅酸盐岩石化学分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪对步骤2获得的含铀溶液进行铀含量分析，获得含铀溶液中铀含量。
所述步骤3包括如下步骤，
步骤3.1、配置pH值调节试剂，包括1:10盐酸和1％NaOH溶液；
步骤3.2、确定实验时间，取步骤2获得的含铀溶液20ml，加入1:10盐酸1ml，实验温度设定为80℃，实验时间设定为1天、2天、7天、14天；实验结束后取出实验介质并在10000r/min离心机中离心3min，取上清液；进行铀浓度分析，得到实验开始后介质中铀浓度下降，实验时间为1天、2天、7天的实验后介质铀浓度基本不变，但实验时间为14天的实验后介质铀浓度下降明显，为使实验效果更明显选取14天为pH值变化实验时间；
步骤3.3、取上述步骤2获得的含铀溶液20ml，分别加入1:10盐酸1ml、2ml、3ml、4ml、5ml、1％NaOH溶液1ml，实验温度为80℃，实验时间为上述步骤3.2确定14天的实验时间；实验结束后取出实验介质并在10000r/min离心机中离心3min，取上清液；铀浓度分析，实验后介质的pH值采用Mettler-Toledo多参数测试仪S400-K测定；获得在加入1:10盐酸1ml的条件下，介质中的铀几乎完全沉淀，加入过量的盐酸或加入氢氧化钠溶液，介质中的铀含量基本不变。
所述步骤4包括如下步骤，依据上述步骤3.3获得的实验数据，认为pH的变化是铀富集沉淀的关键因素之一，但pH值仅在一定范围内变化才能引起含铀溶液中铀沉淀析出，即弱碱性的含碳酸铀酰地质流体在迁移过程中遇到酸性物质，地质流体的pH值向中性演化过程有利于铀富集沉淀。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的一种确认pH值与地质流体中铀溶解能力关系方法，可操作性强；
(2)本发明提供的一种确认pH值与地质流体中铀溶解能力关系方法，通过条件实验确定的实验时间使pH变化实验效果更明显，效率更高；
(3)本发明提供的一种确认pH值与地质流体中铀溶解能力关系方法，实验获得含铀溶液铀溶解能力剧烈变化的pH值区间具有较高可信度，为深化铀成矿理论提供第一手的实验数据支撑。
附图说明
图1为常温流动反应装置结构示意图；
图2为pH值变化对铀浸液影响示意图；
图中：1-柱塞泵、2-单向阀、3-反应釜、4-压力表、5-截止阀、6-背压阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法作进一步详细说明。
本发明提供的一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法，包括以下步骤：
步骤1、采集花岗岩型铀矿石样品，粉碎至40～60目，超声波清洗10min去粉尘和毛刺，50℃鼓风干燥箱烘干6小时备用；
步骤2、通过如图1所示的常温流动反应装置，对上述步骤1获得的样品进行0.5％NaHCO3浸出实验，流速设定为0.1ml/min，压力设定为1atm，进行1个月实验获得4320ml含铀溶液。依据硅酸盐岩石化学分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行含铀溶液铀含量分析，含铀溶液中铀含量为131070×10-6；
步骤3、开展pH值变化实验；
步骤3.1、配置pH值调节试剂，包括1:10盐酸和1％NaOH溶液。
步骤3.2、确定实验时间，取上述步骤2获得的含铀溶液20ml，加入1:10盐酸1ml，实验温度设定为80℃，实验时间设定为1天、2天、7天、14天。实验结束后取出实验介质并在10000r/min离心机中离心3min，取上清液。实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀浓度分析，分析数据如表1所示，实验开始后介质中铀浓度下降，实验时间为1天、2天、7天的实验后介质铀浓度基本不变，但实验时间为14天的实验后介质铀浓度下降明显为35250×10-6，为使实验效果更明显选取14天为pH值变化实验时间。
表1 pH值变化实验与实验时间关系表
Figure BDA0002328398240000051
步骤3.3、取上述步骤2获得的含铀溶液20ml，分别加入1:10盐酸1ml、2ml、3ml、4ml、5ml、1％NaOH溶液1ml，实验温度为80℃，实验时间为上述步骤3.2确定14天的实验时间。实验结束后取出实验介质并在10000r/min离心机中离心3min，取上清液。实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀浓度分析，实验后介质的pH值采用Mettler-Toledo多参数测试仪S400-K测定。实验后数据如表2所示，在加入1:10盐酸1ml的条件下，介质中的铀几乎完全沉淀，加入过量的盐酸或加入氢氧化钠溶液，介质中的铀含量基本不变。
表2 pH值与含铀溶液中铀溶解能力关系表
Figure BDA0002328398240000052
步骤4、依据上述步骤3.3获得的实验数据，认为pH的变化是铀富集沉淀的关键因素之一(图2)，但pH值仅在一定范围内变化才能引起含铀溶液中铀沉淀析出，即弱碱性的含碳酸铀酰地质流体在迁移过程中遇到酸性物质，地质流体的pH值向中性演化过程有利于铀富集沉淀。
上面结合附图和实际操作对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述工作，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，包括尺寸的变化等。本发明中未作详细描述的内容均可采用现有技术。

Claims (7)

1.一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)、样品制备；步骤(2)、含铀溶液制备实验；步骤(3)、pH值变化实验及反应后介质分析；步骤(4)、确认pH值与流体中铀溶解能力关系。
2.根据权利要求1所述的一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法，其特征在于：所述步骤(1)包括如下步骤，采集铀矿石样品，粉碎至40～60目，超声波清洗10min去粉尘和毛刺，50℃鼓风干燥箱烘干6小时备用。
3.根据权利要求2所述的一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法，其特征在于：所述步骤(2)中：通过常温流动反应装置，对上述步骤(1)获得的样品进行0.5％NaHCO3浸出实验。
4.根据权利要求3所述的一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法，其特征在于：实验流速设定为0.1ml/min，压力设定为1atm。
5.根据权利要求3所述的一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法，其特征在于：依据硅酸盐岩石化学分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪对步骤(2)获得的含铀溶液进行铀含量分析，获得含铀溶液中铀含量。
6.根据权利要求5所述的一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法，其特征在于：所述步骤(3)包括如下步骤，
步骤(3.1)、配置pH值调节试剂，包括1:10盐酸和1％NaOH溶液；
步骤(3.2)、确定实验时间，取步骤(2)获得的含铀溶液20ml，加入1:10盐酸1ml，实验温度设定为80℃，实验时间设定为1天、2天、7天、14天；实验结束后取出实验介质并在10000r/min离心机中离心3min，取上清液；进行铀浓度分析，得到实验开始后介质中铀浓度下降，实验时间为1天、2天、7天的实验后介质铀浓度基本不变，但实验时间为14天的实验后介质铀浓度下降明显，为使实验效果更明显选取14天为pH值变化实验时间；
步骤(3.3)、取上述步骤(2)获得的含铀溶液20ml，分别加入1:10盐酸1ml、2ml、3ml、4ml、5ml、1％NaOH溶液1ml，实验温度为80℃，实验时间为上述步骤(3.2)确定14天的实验时间；实验结束后取出实验介质并在10000r/min离心机中离心3min，取上清液；铀浓度分析，实验后介质的pH值采用Mettler-Toledo多参数测试仪S400-K测定；获得在加入1:10盐酸1ml的条件下，介质中的铀几乎完全沉淀，加入过量的盐酸或加入氢氧化钠溶液，介质中的铀含量基本不变。
7.根据权利要求6所述的一种确认pH值与流体中铀溶解能力关系的方法，其特征在于：所述步骤(4)包括如下步骤，
依据上述步骤(3.3)获得的实验数据，认为pH的变化是铀富集沉淀的关键因素之一，但pH值仅在一定范围内变化才能引起含铀溶液中铀沉淀析出，即弱碱性的含碳酸铀酰地质流体在迁移过程中遇到酸性物质，地质流体的pH值向中性演化过程有利于铀富集沉淀。
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