煤燃燒過程中鈾的形態(tài)控制機理研究
發(fā)布時間：2020-12-02 15:32
目前我國經(jīng)濟社會發(fā)展已進入新階段,能源發(fā)展也隨之進入新時期。在這一關鍵時期,改造傳統(tǒng)能源體系,推進能源轉(zhuǎn)型迫在眉睫。眾所周知,核能是一種相對清潔的能源,在未來十年內(nèi)需求量將更大。但因為目前的鈾礦石資源已不能滿足需求,所以開發(fā)利用非常規(guī)鈾是十分必要的。與從海水等其他非常規(guī)鈾資源中提取鈾相比,從含鈾煤中提取鈾兼有鈾含量較高和長期的開采計劃。此外,我國能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主。鈾作為核電利用的主要原料之一,雖總體上在煤中含量甚微,但亦可在特殊的地質(zhì)條件下或經(jīng)歷燃燒等過程得以富集。因此,從含鈾煤灰中提取鈾作為核電原料的補充具有一定的應用前景。在煤燃燒過程中,鈾元素容易被石英和硅酸鹽包裹而影響其回收利用效率。為提高煤灰中鈾的浸出回收量,本研究以云南臨滄含鈾煤為研究對象,采用實驗方法（燃燒實驗、逐級提取實驗和浸出實驗）和表征方法,對鈾在燃燒過程中的賦存形態(tài)進行控制,使其盡可能向活性的形態(tài)轉(zhuǎn)化,并研究其變化機理。主要研究內(nèi)容如下:（1）燃燒條件對煤灰中鈾形態(tài)的控制為研究不同燃燒條件對煤灰中鈾形態(tài)的控制效果,采用逐級提取方法對煤灰中鈾形態(tài)進行研究。結(jié)果表明,燃煤粒徑由20目降低到300目時,灰中活性鈾呈現(xiàn)先...
【文章來源】：中國地質(zhì)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：119 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
中國1949-2017年煤炭產(chǎn)量我國能源結(jié)構(gòu)較為單一，目前正面臨著供給制約較多、環(huán)境損害嚴重、技術
圖 1.2 煤中微量元素賦存形態(tài)目前國內(nèi)煤中微量元素賦存狀態(tài)的研究以 As 的研究最多，其次為 Pb、Hg、Cr、REEs、F、Cl 等元素，而對 U 等其他元素的研究較少[28]。對于煤中鈾的關注始于 1960 年左右（伊寧鈾廠），但對于煤中鈾形態(tài)的研究最早是在 1980 年左右。煤中鈾形態(tài)的研究主要集中于鈾在環(huán)境中的賦存狀態(tài)和化學結(jié)合態(tài)的研究，主要認為煤中鈾的形態(tài)與鈾的來源、有機質(zhì)、黃鐵礦、粘土礦物等有關，并根據(jù)鈾的賦存形態(tài)分析該地區(qū)沉積、成礦環(huán)境。黃文輝[13]及張淑苓[29]的研究表明，煤中鈾的形態(tài)主要是多數(shù)以吸附分散狀態(tài)（有機質(zhì)、凝膠組分、粘土礦物、含鐵礦物）存在，少數(shù)是以鈾礦物或類質(zhì)同象礦物存在。代世峰[30]的研究表明鄂爾多斯煤中鈾主要賦存于硅鋁化合物和有機質(zhì)中，煤層頂板中的有機質(zhì)對鈾的賦存狀態(tài)起重要作用。同樣說明鈾在煤中主要以有機質(zhì)和硅鋁化合物結(jié)合態(tài)的形式存在。國際上，對于煤中鈾的形態(tài)研究始于 1950 年，主要為對褐煤中鈾的形態(tài)進行研究，且認為煤中鈾的形態(tài)與有機質(zhì)相關（如腐殖酸鈾酰鹽或被有機質(zhì)吸附）[31, 32]、多以瀝青鈾礦的形式存在，少數(shù)可與鋯石等礦物類質(zhì)同象共生[33]。此外，
存在于方石英、莫來石及鉀長石中，磁選后的富鐵顆粒。由以上研究可知，煤灰中鈾的賦存形態(tài)多以殘渣態(tài)存礦物的影響，并伴有一定量的鈾氧化物等化合物。有研究多針對天然煤中鈾的賦存狀態(tài)，且也有少量研究態(tài)，但目前對于煤在燃燒過程中鈾的形態(tài)變化及控制機究尚不夠完整，需要進一步分析在整個燃燒過程中鈾化律，以及煤中鈾在燃燒產(chǎn)物中的含量分布和主要影響因件以優(yōu)化煤灰中鈾的賦存形態(tài)，進而增加鈾的回收與再程中鈾的形態(tài)控制對煤燃燒過程中鈾的形態(tài)變化研究較少，主要集中在對移性的研究上，并未對元素形態(tài)在燃燒過程中的控制oss 按煤中痕量元素的揮發(fā)性和在燃燒產(chǎn)物中的分布規(guī)元素、中等揮發(fā)元素和易揮發(fā)元素[43]。具體如圖 1.3 所
【參考文獻】：
期刊論文
[1]粉煤灰提鋁渣對預脫硅液模數(shù)的調(diào)控[J]. 姚聰,方莉,郭彥霞,柳丹丹,程芳琴. 中北大學學報(自然科學版). 2018(03)
[2]機械活化黃銅礦浸出動力學研究[J]. 王兵,李育彪,張世鵬,羅立群. 中國礦業(yè). 2018(02)
[3]燃煤過程中砷的賦存形態(tài)及其揮發(fā)特性[J]. 鄒潺,王春波,郭輝,王賀飛. 化工學報. 2018(04)
[4]弱還原性氣氛中堿金屬鹽對煤灰沾污特性的影響[J]. 陳鴻偉,張志遠,何駿鵬,梁占偉,楊新. 動力工程學報. 2017(02)
[5]煤燃燒和CO2氣化過程中鈾的釋放規(guī)律[J]. 劉東原,趙永椿,張軍營,鄭楚光. 燃燒科學與技術. 2016(06)
[6]基于TG-DTG熱分析方法的泥炭燃燒特性研究[J]. 梁喆. 應用能源技術. 2016(11)
[7]煤中負載氫氧化鈣對催化氣化和甲烷化反應的影響[J]. 陳兆輝,劉雷,武恒,裴增楷,湛月平,李克忠,鄭巖,吳麗鋒,畢繼誠. 燃料化學學報. 2016(10)
[8]表面活性劑MES協(xié)同硫酸對含鈾廢渣中鈾的浸出動力學[J]. 申建,呂俊文,唐振平,呂洋. 科學技術與工程. 2016(11)
[9]煤中鈾及其在燃燒過程中的遷移行為研究進展[J]. 劉東原,趙永椿,張軍營,鄭楚光. 煤炭科學技術. 2016(04)
[10]高酸耗包裹型難處理鈾礦浸出方法研究[J]. 周志全,舒祖駿,趙鳳岐,鄧慧東,任燕,支梅峰,孟舒,張海燕. 鈾礦冶. 2015(02)
博士論文
[1]云南省東部煤中鈾的環(huán)境地球化學特征研究[D]. 王馨.中國礦業(yè)大學 2016
[2]表面活性劑強化銅礦石浸出的實驗與理論研究[D]. 艾純明.北京科技大學 2016
[3]蒙脫石負載納米零價鐵對水溶液中鈾的去除研究[D]. 徐佳麗.中國地質(zhì)大學 2014
[4]鐵帽礦石的鋅鐵分離與回收研究[D]. 楊金林.廣西大學 2012
[5]煤氣化過程中微量元素的遷移轉(zhuǎn)化及高溫脫除的實驗研究[D]. 李揚.華中科技大學 2011
[6]中國煤中微量元素分布賦存特征及其遷移規(guī)律試驗研究[D]. 白向飛.煤炭科學研究總院 2003
[7]煤中氟賦存形態(tài)、燃燒轉(zhuǎn)化與污染控制的基礎和試驗研究[D]. 齊慶杰.浙江大學 2002
碩士論文
[1]粉煤與氧化鈣成型熱解特性研究[D]. 陳柳池.大連理工大學 2017
[2]鐵含量對高硫煤灰渣礦物組成影響研究[D]. 曾野.安徽理工大學 2016
[3]生物質(zhì)中堿金屬對煤氣化過程促進作用的分析[D]. 任偉平.太原理工大學 2015
[4]燃煤重金屬遷移轉(zhuǎn)化特征及其污染控制研究[D]. 郭勝利.重慶大學 2014
[5]Shell氣化爐中大塊渣形成機理及析鐵過程研究[D]. 張冬梅.安徽理工大學 2012
[6]堿金屬碳酸鹽對煤-CO2氣化反應性影響的研究[D]. 殷宏彥.太原理工大學 2010
[7]分級燃燒控制無煙煤NOX排放的試驗研究[D]. 周寧.浙江大學 2010
[8]納米碳酸鈣促進燃煤脫硫特性研究[D]. 任強.浙江大學 2006
本文編號：2895528
【文章來源】：中國地質(zhì)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：119 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
中國1949-2017年煤炭產(chǎn)量我國能源結(jié)構(gòu)較為單一，目前正面臨著供給制約較多、環(huán)境損害嚴重、技術
圖 1.2 煤中微量元素賦存形態(tài)目前國內(nèi)煤中微量元素賦存狀態(tài)的研究以 As 的研究最多，其次為 Pb、Hg、Cr、REEs、F、Cl 等元素，而對 U 等其他元素的研究較少[28]。對于煤中鈾的關注始于 1960 年左右（伊寧鈾廠），但對于煤中鈾形態(tài)的研究最早是在 1980 年左右。煤中鈾形態(tài)的研究主要集中于鈾在環(huán)境中的賦存狀態(tài)和化學結(jié)合態(tài)的研究，主要認為煤中鈾的形態(tài)與鈾的來源、有機質(zhì)、黃鐵礦、粘土礦物等有關，并根據(jù)鈾的賦存形態(tài)分析該地區(qū)沉積、成礦環(huán)境。黃文輝[13]及張淑苓[29]的研究表明，煤中鈾的形態(tài)主要是多數(shù)以吸附分散狀態(tài)（有機質(zhì)、凝膠組分、粘土礦物、含鐵礦物）存在，少數(shù)是以鈾礦物或類質(zhì)同象礦物存在。代世峰[30]的研究表明鄂爾多斯煤中鈾主要賦存于硅鋁化合物和有機質(zhì)中，煤層頂板中的有機質(zhì)對鈾的賦存狀態(tài)起重要作用。同樣說明鈾在煤中主要以有機質(zhì)和硅鋁化合物結(jié)合態(tài)的形式存在。國際上，對于煤中鈾的形態(tài)研究始于 1950 年，主要為對褐煤中鈾的形態(tài)進行研究，且認為煤中鈾的形態(tài)與有機質(zhì)相關（如腐殖酸鈾酰鹽或被有機質(zhì)吸附）[31, 32]、多以瀝青鈾礦的形式存在，少數(shù)可與鋯石等礦物類質(zhì)同象共生[33]。此外，
存在于方石英、莫來石及鉀長石中，磁選后的富鐵顆粒。由以上研究可知，煤灰中鈾的賦存形態(tài)多以殘渣態(tài)存礦物的影響，并伴有一定量的鈾氧化物等化合物。有研究多針對天然煤中鈾的賦存狀態(tài)，且也有少量研究態(tài)，但目前對于煤在燃燒過程中鈾的形態(tài)變化及控制機究尚不夠完整，需要進一步分析在整個燃燒過程中鈾化律，以及煤中鈾在燃燒產(chǎn)物中的含量分布和主要影響因件以優(yōu)化煤灰中鈾的賦存形態(tài)，進而增加鈾的回收與再程中鈾的形態(tài)控制對煤燃燒過程中鈾的形態(tài)變化研究較少，主要集中在對移性的研究上，并未對元素形態(tài)在燃燒過程中的控制oss 按煤中痕量元素的揮發(fā)性和在燃燒產(chǎn)物中的分布規(guī)元素、中等揮發(fā)元素和易揮發(fā)元素[43]。具體如圖 1.3 所
【參考文獻】：
期刊論文
[1]粉煤灰提鋁渣對預脫硅液模數(shù)的調(diào)控[J]. 姚聰,方莉,郭彥霞,柳丹丹,程芳琴. 中北大學學報(自然科學版). 2018(03)
[2]機械活化黃銅礦浸出動力學研究[J]. 王兵,李育彪,張世鵬,羅立群. 中國礦業(yè). 2018(02)
[3]燃煤過程中砷的賦存形態(tài)及其揮發(fā)特性[J]. 鄒潺,王春波,郭輝,王賀飛. 化工學報. 2018(04)
[4]弱還原性氣氛中堿金屬鹽對煤灰沾污特性的影響[J]. 陳鴻偉,張志遠,何駿鵬,梁占偉,楊新. 動力工程學報. 2017(02)
[5]煤燃燒和CO2氣化過程中鈾的釋放規(guī)律[J]. 劉東原,趙永椿,張軍營,鄭楚光. 燃燒科學與技術. 2016(06)
[6]基于TG-DTG熱分析方法的泥炭燃燒特性研究[J]. 梁喆. 應用能源技術. 2016(11)
[7]煤中負載氫氧化鈣對催化氣化和甲烷化反應的影響[J]. 陳兆輝,劉雷,武恒,裴增楷,湛月平,李克忠,鄭巖,吳麗鋒,畢繼誠. 燃料化學學報. 2016(10)
[8]表面活性劑MES協(xié)同硫酸對含鈾廢渣中鈾的浸出動力學[J]. 申建,呂俊文,唐振平,呂洋. 科學技術與工程. 2016(11)
[9]煤中鈾及其在燃燒過程中的遷移行為研究進展[J]. 劉東原,趙永椿,張軍營,鄭楚光. 煤炭科學技術. 2016(04)
[10]高酸耗包裹型難處理鈾礦浸出方法研究[J]. 周志全,舒祖駿,趙鳳岐,鄧慧東,任燕,支梅峰,孟舒,張海燕. 鈾礦冶. 2015(02)
博士論文
[1]云南省東部煤中鈾的環(huán)境地球化學特征研究[D]. 王馨.中國礦業(yè)大學 2016
[2]表面活性劑強化銅礦石浸出的實驗與理論研究[D]. 艾純明.北京科技大學 2016
[3]蒙脫石負載納米零價鐵對水溶液中鈾的去除研究[D]. 徐佳麗.中國地質(zhì)大學 2014
[4]鐵帽礦石的鋅鐵分離與回收研究[D]. 楊金林.廣西大學 2012
[5]煤氣化過程中微量元素的遷移轉(zhuǎn)化及高溫脫除的實驗研究[D]. 李揚.華中科技大學 2011
[6]中國煤中微量元素分布賦存特征及其遷移規(guī)律試驗研究[D]. 白向飛.煤炭科學研究總院 2003
[7]煤中氟賦存形態(tài)、燃燒轉(zhuǎn)化與污染控制的基礎和試驗研究[D]. 齊慶杰.浙江大學 2002
碩士論文
[1]粉煤與氧化鈣成型熱解特性研究[D]. 陳柳池.大連理工大學 2017
[2]鐵含量對高硫煤灰渣礦物組成影響研究[D]. 曾野.安徽理工大學 2016
[3]生物質(zhì)中堿金屬對煤氣化過程促進作用的分析[D]. 任偉平.太原理工大學 2015
[4]燃煤重金屬遷移轉(zhuǎn)化特征及其污染控制研究[D]. 郭勝利.重慶大學 2014
[5]Shell氣化爐中大塊渣形成機理及析鐵過程研究[D]. 張冬梅.安徽理工大學 2012
[6]堿金屬碳酸鹽對煤-CO2氣化反應性影響的研究[D]. 殷宏彥.太原理工大學 2010
[7]分級燃燒控制無煙煤NOX排放的試驗研究[D]. 周寧.浙江大學 2010
[8]納米碳酸鈣促進燃煤脫硫特性研究[D]. 任強.浙江大學 2006
本文編號：2895528
本文鏈接：http://www.wukwdryxk.cn/projectlw/hxgylw/2895528.html
最近更新
教材專著
