碘在北山花岗岩和北山土壤上的吸附行为研究

发布时间：2020-03-29 04:23

【摘要】：随着核能的迅猛发展,乏燃料后处理问题己经迫在眉睫,目前最有效的处理方式是深地质处置,经考查,甘肃北山地区成为处置库选址的重要预选址区域,甘肃北山花岗岩成为重点的预选围岩。本实验采用批次法研究碘在北山花岗岩和北山土壤上吸附行为,主要考查了实验室条件下接触时间、固液比、粒度、起始浓度、温度、离子强度、pH和腐殖酸等对吸附行为的影响。实验结果表明:①碘离子和碘酸根离子在北山花岗岩和北山土壤上的吸附差异明显,碘离子在北山土壤和北山花岗岩上的吸附基本都为0,而在碱中性条件下碘酸根离子在北山花岗岩上的吸附分配比Kd约1.0mL/g,碘酸根离子在北山土壤上的吸附分配比Kd约1.5mL/g,说明北山花岗岩和北山土壤对碘的阻滞效果非常差。②热力学参数结果表明碘酸根离子在北山土壤和北山花岗岩上的吸附都是自发的放热反应;用准二级吸附动力学模型拟合的结果都较好(R20.99);增大固液比都不能有效提高吸附量;离子强度对吸附都基本没有影响表明吸附机理不属于离子交换。③pH对碘酸根离子在北山花岗岩和北山土壤上的吸附都有显著影响,酸性条件下,北山花岗岩和北山土壤的表面电荷的分布和电性会发生改变进而增强吸附,且碘酸根离子会部分转化为碘离子;在碱中性条件下,北山花岗岩可能主要依靠其表面羟基和碘酸根离子结合,而北山土壤可能主要依靠铝氧化物、铁的氧化物、非晶体态的硅的氧化物或表面边缘的羟基和碘酸根离子结合。④PCR固态高分子对于碘酸根离子的吸附能力要远强于北山土壤和北山花岗岩,在碱中性条件下其Kd值约14mL/g,可以作为一种加入北山花岗岩裂隙或者北山土壤中的备用阻滞材料。本实验的研究结果可以为处置库的安全评价提供数据参考。
【图文】：

图３－丨接触时间对碘离子和碘酸根离子在北山花岗岩上的吸附行为的影响。实验条件为ｐＨ逡逑＝７邋±邋０．５，邋：Ｔ＝邋２９８邋Ｋ，邋ｍ／Ｖ邋＝邋２０邋ｇ邋Ｌ．１，Ｃ１，，咖尸邋２０邋ｍｇ邋Ｌ－１逡逑图３－１所示为接触时间对碘离子和碘酸根离子在北山花岗岩上的吸附行为的逡逑影响，需要注意的是接触时间还包括离心时间和静置时间。从图屮的结果可知，逡逑碘离子在北山花岗岩上的吸附非常小，其Ｋｄ＜０．１ｍＬ，而碘酸根离子的吸附相对逡逑较强，，在平衡时其Ｋｄ值约为ｌｍＬ／ｇ。由于碘离子的吸附量非常小，实验的不确逡逑定度对于其吸附行为研究的影响非常大，故其数据不能｜丨］来作为动力学研究的

本文编号：2605436