煤燃烧过程中铀的形态控制机理研究
发布时间：2020-12-02 15:32
目前我国经济社会发展已进入新阶段,能源发展也随之进入新时期。在这一关键时期,改造传统能源体系,推进能源转型迫在眉睫。众所周知,核能是一种相对清洁的能源,在未来十年内需求量将更大。但因为目前的铀矿石资源已不能满足需求,所以开发利用非常规铀是十分必要的。与从海水等其他非常规铀资源中提取铀相比,从含铀煤中提取铀兼有铀含量较高和长期的开采计划。此外,我国能源结构以煤炭为主。铀作为核电利用的主要原料之一,虽总体上在煤中含量甚微,但亦可在特殊的地质条件下或经历燃烧等过程得以富集。因此,从含铀煤灰中提取铀作为核电原料的补充具有一定的应用前景。在煤燃烧过程中,铀元素容易被石英和硅酸盐包裹而影响其回收利用效率。为提高煤灰中铀的浸出回收量,本研究以云南临沧含铀煤为研究对象,采用实验方法（燃烧实验、逐级提取实验和浸出实验）和表征方法,对铀在燃烧过程中的赋存形态进行控制,使其尽可能向活性的形态转化,并研究其变化机理。主要研究内容如下:（1）燃烧条件对煤灰中铀形态的控制为研究不同燃烧条件对煤灰中铀形态的控制效果,采用逐级提取方法对煤灰中铀形态进行研究。结果表明,燃煤粒径由20目降低到300目时,灰中活性铀呈现先...
【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中国1949-2017年煤炭产量我国能源结构较为单一，目前正面临着供给制约较多、环境损害严重、技术
图 1.2 煤中微量元素赋存形态目前国内煤中微量元素赋存状态的研究以 As 的研究最多，其次为 Pb、Hg、Cr、REEs、F、Cl 等元素，而对 U 等其他元素的研究较少[28]。对于煤中铀的关注始于 1960 年左右（伊宁铀厂），但对于煤中铀形态的研究最早是在 1980 年左右。煤中铀形态的研究主要集中于铀在环境中的赋存状态和化学结合态的研究，主要认为煤中铀的形态与铀的来源、有机质、黄铁矿、粘土矿物等有关，并根据铀的赋存形态分析该地区沉积、成矿环境。黄文辉[13]及张淑苓[29]的研究表明，煤中铀的形态主要是多数以吸附分散状态（有机质、凝胶组分、粘土矿物、含铁矿物）存在，少数是以铀矿物或类质同象矿物存在。代世峰[30]的研究表明鄂尔多斯煤中铀主要赋存于硅铝化合物和有机质中，煤层顶板中的有机质对铀的赋存状态起重要作用。同样说明铀在煤中主要以有机质和硅铝化合物结合态的形式存在。国际上，对于煤中铀的形态研究始于 1950 年，主要为对褐煤中铀的形态进行研究，且认为煤中铀的形态与有机质相关（如腐殖酸铀酰盐或被有机质吸附）[31, 32]、多以沥青铀矿的形式存在，少数可与锆石等矿物类质同象共生[33]。此外，
存在于方石英、莫来石及钾长石中，磁选后的富铁颗粒。由以上研究可知，煤灰中铀的赋存形态多以残渣态存矿物的影响，并伴有一定量的铀氧化物等化合物。有研究多针对天然煤中铀的赋存状态，且也有少量研究态，但目前对于煤在燃烧过程中铀的形态变化及控制机究尚不够完整，需要进一步分析在整个燃烧过程中铀化律，以及煤中铀在燃烧产物中的含量分布和主要影响因件以优化煤灰中铀的赋存形态，进而增加铀的回收与再程中铀的形态控制对煤燃烧过程中铀的形态变化研究较少，主要集中在对移性的研究上，并未对元素形态在燃烧过程中的控制oss 按煤中痕量元素的挥发性和在燃烧产物中的分布规元素、中等挥发元素和易挥发元素[43]。具体如图 1.3 所
【参考文献】：
期刊论文
[1]粉煤灰提铝渣对预脱硅液模数的调控[J]. 姚聪,方莉,郭彦霞,柳丹丹,程芳琴. 中北大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]机械活化黄铜矿浸出动力学研究[J]. 王兵,李育彪,张世鹏,罗立群. 中国矿业. 2018(02)
[3]燃煤过程中砷的赋存形态及其挥发特性[J]. 邹潺,王春波,郭辉,王贺飞. 化工学报. 2018(04)
[4]弱还原性气氛中碱金属盐对煤灰沾污特性的影响[J]. 陈鸿伟,张志远,何骏鹏,梁占伟,杨新. 动力工程学报. 2017(02)
[5]煤燃烧和CO2气化过程中铀的释放规律[J]. 刘东原,赵永椿,张军营,郑楚光. 燃烧科学与技术. 2016(06)
[6]基于TG-DTG热分析方法的泥炭燃烧特性研究[J]. 梁喆. 应用能源技术. 2016(11)
[7]煤中负载氢氧化钙对催化气化和甲烷化反应的影响[J]. 陈兆辉,刘雷,武恒,裴增楷,湛月平,李克忠,郑岩,吴丽锋,毕继诚. 燃料化学学报. 2016(10)
[8]表面活性剂MES协同硫酸对含铀废渣中铀的浸出动力学[J]. 申建,吕俊文,唐振平,吕洋. 科学技术与工程. 2016(11)
[9]煤中铀及其在燃烧过程中的迁移行为研究进展[J]. 刘东原,赵永椿,张军营,郑楚光. 煤炭科学技术. 2016(04)
[10]高酸耗包裹型难处理铀矿浸出方法研究[J]. 周志全,舒祖骏,赵凤岐,邓慧东,任燕,支梅峰,孟舒,张海燕. 铀矿冶. 2015(02)
博士论文
[1]云南省东部煤中铀的环境地球化学特征研究[D]. 王馨.中国矿业大学 2016
[2]表面活性剂强化铜矿石浸出的实验与理论研究[D]. 艾纯明.北京科技大学 2016
[3]蒙脱石负载纳米零价铁对水溶液中铀的去除研究[D]. 徐佳丽.中国地质大学 2014
[4]铁帽矿石的锌铁分离与回收研究[D]. 杨金林.广西大学 2012
[5]煤气化过程中微量元素的迁移转化及高温脱除的实验研究[D]. 李扬.华中科技大学 2011
[6]中国煤中微量元素分布赋存特征及其迁移规律试验研究[D]. 白向飞.煤炭科学研究总院 2003
[7]煤中氟赋存形态、燃烧转化与污染控制的基础和试验研究[D]. 齐庆杰.浙江大学 2002
硕士论文
[1]粉煤与氧化钙成型热解特性研究[D]. 陈柳池.大连理工大学 2017
[2]铁含量对高硫煤灰渣矿物组成影响研究[D]. 曾野.安徽理工大学 2016
[3]生物质中碱金属对煤气化过程促进作用的分析[D]. 任伟平.太原理工大学 2015
[4]燃煤重金属迁移转化特征及其污染控制研究[D]. 郭胜利.重庆大学 2014
[5]Shell气化炉中大块渣形成机理及析铁过程研究[D]. 张冬梅.安徽理工大学 2012
[6]碱金属碳酸盐对煤-CO2气化反应性影响的研究[D]. 殷宏彦.太原理工大学 2010
[7]分级燃烧控制无烟煤NOX排放的试验研究[D]. 周宁.浙江大学 2010
[8]纳米碳酸钙促进燃煤脱硫特性研究[D]. 任强.浙江大学 2006
本文编号：2895528
【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中国1949-2017年煤炭产量我国能源结构较为单一，目前正面临着供给制约较多、环境损害严重、技术
图 1.2 煤中微量元素赋存形态目前国内煤中微量元素赋存状态的研究以 As 的研究最多，其次为 Pb、Hg、Cr、REEs、F、Cl 等元素，而对 U 等其他元素的研究较少[28]。对于煤中铀的关注始于 1960 年左右（伊宁铀厂），但对于煤中铀形态的研究最早是在 1980 年左右。煤中铀形态的研究主要集中于铀在环境中的赋存状态和化学结合态的研究，主要认为煤中铀的形态与铀的来源、有机质、黄铁矿、粘土矿物等有关，并根据铀的赋存形态分析该地区沉积、成矿环境。黄文辉[13]及张淑苓[29]的研究表明，煤中铀的形态主要是多数以吸附分散状态（有机质、凝胶组分、粘土矿物、含铁矿物）存在，少数是以铀矿物或类质同象矿物存在。代世峰[30]的研究表明鄂尔多斯煤中铀主要赋存于硅铝化合物和有机质中，煤层顶板中的有机质对铀的赋存状态起重要作用。同样说明铀在煤中主要以有机质和硅铝化合物结合态的形式存在。国际上，对于煤中铀的形态研究始于 1950 年，主要为对褐煤中铀的形态进行研究，且认为煤中铀的形态与有机质相关（如腐殖酸铀酰盐或被有机质吸附）[31, 32]、多以沥青铀矿的形式存在，少数可与锆石等矿物类质同象共生[33]。此外，
存在于方石英、莫来石及钾长石中，磁选后的富铁颗粒。由以上研究可知，煤灰中铀的赋存形态多以残渣态存矿物的影响，并伴有一定量的铀氧化物等化合物。有研究多针对天然煤中铀的赋存状态，且也有少量研究态，但目前对于煤在燃烧过程中铀的形态变化及控制机究尚不够完整，需要进一步分析在整个燃烧过程中铀化律，以及煤中铀在燃烧产物中的含量分布和主要影响因件以优化煤灰中铀的赋存形态，进而增加铀的回收与再程中铀的形态控制对煤燃烧过程中铀的形态变化研究较少，主要集中在对移性的研究上，并未对元素形态在燃烧过程中的控制oss 按煤中痕量元素的挥发性和在燃烧产物中的分布规元素、中等挥发元素和易挥发元素[43]。具体如图 1.3 所
【参考文献】：
期刊论文
[1]粉煤灰提铝渣对预脱硅液模数的调控[J]. 姚聪,方莉,郭彦霞,柳丹丹,程芳琴. 中北大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]机械活化黄铜矿浸出动力学研究[J]. 王兵,李育彪,张世鹏,罗立群. 中国矿业. 2018(02)
[3]燃煤过程中砷的赋存形态及其挥发特性[J]. 邹潺,王春波,郭辉,王贺飞. 化工学报. 2018(04)
[4]弱还原性气氛中碱金属盐对煤灰沾污特性的影响[J]. 陈鸿伟,张志远,何骏鹏,梁占伟,杨新. 动力工程学报. 2017(02)
[5]煤燃烧和CO2气化过程中铀的释放规律[J]. 刘东原,赵永椿,张军营,郑楚光. 燃烧科学与技术. 2016(06)
[6]基于TG-DTG热分析方法的泥炭燃烧特性研究[J]. 梁喆. 应用能源技术. 2016(11)
[7]煤中负载氢氧化钙对催化气化和甲烷化反应的影响[J]. 陈兆辉,刘雷,武恒,裴增楷,湛月平,李克忠,郑岩,吴丽锋,毕继诚. 燃料化学学报. 2016(10)
[8]表面活性剂MES协同硫酸对含铀废渣中铀的浸出动力学[J]. 申建,吕俊文,唐振平,吕洋. 科学技术与工程. 2016(11)
[9]煤中铀及其在燃烧过程中的迁移行为研究进展[J]. 刘东原,赵永椿,张军营,郑楚光. 煤炭科学技术. 2016(04)
[10]高酸耗包裹型难处理铀矿浸出方法研究[J]. 周志全,舒祖骏,赵凤岐,邓慧东,任燕,支梅峰,孟舒,张海燕. 铀矿冶. 2015(02)
博士论文
[1]云南省东部煤中铀的环境地球化学特征研究[D]. 王馨.中国矿业大学 2016
[2]表面活性剂强化铜矿石浸出的实验与理论研究[D]. 艾纯明.北京科技大学 2016
[3]蒙脱石负载纳米零价铁对水溶液中铀的去除研究[D]. 徐佳丽.中国地质大学 2014
[4]铁帽矿石的锌铁分离与回收研究[D]. 杨金林.广西大学 2012
[5]煤气化过程中微量元素的迁移转化及高温脱除的实验研究[D]. 李扬.华中科技大学 2011
[6]中国煤中微量元素分布赋存特征及其迁移规律试验研究[D]. 白向飞.煤炭科学研究总院 2003
[7]煤中氟赋存形态、燃烧转化与污染控制的基础和试验研究[D]. 齐庆杰.浙江大学 2002
硕士论文
[1]粉煤与氧化钙成型热解特性研究[D]. 陈柳池.大连理工大学 2017
[2]铁含量对高硫煤灰渣矿物组成影响研究[D]. 曾野.安徽理工大学 2016
[3]生物质中碱金属对煤气化过程促进作用的分析[D]. 任伟平.太原理工大学 2015
[4]燃煤重金属迁移转化特征及其污染控制研究[D]. 郭胜利.重庆大学 2014
[5]Shell气化炉中大块渣形成机理及析铁过程研究[D]. 张冬梅.安徽理工大学 2012
[6]碱金属碳酸盐对煤-CO2气化反应性影响的研究[D]. 殷宏彦.太原理工大学 2010
[7]分级燃烧控制无烟煤NOX排放的试验研究[D]. 周宁.浙江大学 2010
[8]纳米碳酸钙促进燃煤脱硫特性研究[D]. 任强.浙江大学 2006
本文编号：2895528
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