伊犁盆地烏庫爾其礦區(qū)腐殖酸-張玉燕

1、中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology伊犁盆地烏庫爾其礦區(qū)腐殖酸伊犁盆地烏庫爾其礦區(qū)腐殖酸與鈾成礦關(guān)系研究與鈾成礦關(guān)系研究中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology許多沉積巖中金屬礦床與有機(jī)質(zhì)有著密切的關(guān)系。

2、許多沉積巖中金屬礦床與有機(jī)質(zhì)有著密切的關(guān)系。涂光熾（涂光熾（1998）研究了腐殖酸與）研究了腐殖酸與Ag，Au等金屬的作用關(guān)系等金屬的作用關(guān)系, 強(qiáng)調(diào)腐殖酸與許多貴金屬元素之間的絡(luò)合反應(yīng)。強(qiáng)調(diào)腐殖酸與許多貴金屬元素之間的絡(luò)合反應(yīng)。傅家謨（傅家謨（1989）、葉連?。ǎ?、葉連俊（1998）曾在有機(jī)質(zhì)與層控礦床的）曾在有機(jī)質(zhì)與層控礦床的關(guān)系和生物有機(jī)質(zhì)成礦作用研究方面取得重大突破。關(guān)系和生物有機(jī)質(zhì)成礦作用研究方面取得重大突破。Cranger （1989）研究美國(guó)克羅拉多鈾礦床時(shí)指出）研究美國(guó)克羅拉多鈾礦床時(shí)指出,鈾礦的富鈾礦的富集與沉積巖中有機(jī)酸與集與沉積巖中有機(jī)酸與H2S的還原作用有關(guān)。的還原作

3、用有關(guān)。中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology腐殖酸腐殖酸鈾鈾？由于有機(jī)質(zhì)本身的復(fù)雜程度和研究條件所限制由于有機(jī)質(zhì)本身的復(fù)雜程度和研究條件所限制,在有在有機(jī)質(zhì)與金屬成礦關(guān)系方面機(jī)質(zhì)與金屬成礦關(guān)系方面,有關(guān)有機(jī)質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)及有關(guān)有機(jī)質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其與金屬離子作用機(jī)理方面研究力度還不足。其與金屬離子作用機(jī)理方面研究力度還不足。中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nucle

4、ar Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology地質(zhì)背景地質(zhì)背景腐殖酸的提取及表征腐殖酸的提取及表征腐殖酸對(duì)鈾的吸附實(shí)驗(yàn)腐殖酸對(duì)鈾的吸附實(shí)驗(yàn)伊犁盆地腐殖酸與鈾成礦的關(guān)系伊犁盆地腐殖酸與鈾成礦的關(guān)系匯報(bào)提綱匯報(bào)提綱中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology地質(zhì)背景伊犁盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨扳櫟V床分布示

5、意圖伊犁盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨扳櫟V床分布示意圖 烏庫爾其中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology地質(zhì)背景烏庫爾其地區(qū)鈾礦化主要分布在中、下侏羅統(tǒng)水西溝群暗色烏庫爾其地區(qū)鈾礦化主要分布在中、下侏羅統(tǒng)水西溝群暗色含煤建造中，其內(nèi)含有許多有機(jī)質(zhì)。與鈾成礦關(guān)系最密切的有含煤建造中，其內(nèi)含有許多有機(jī)質(zhì)。與鈾成礦關(guān)系最密切的有機(jī)質(zhì)是腐殖酸機(jī)質(zhì)是腐殖酸(HA)。 中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China Nat

6、ional Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology腐殖酸可在早期成腐殖酸可在早期成巖作用中產(chǎn)生，并巖作用中產(chǎn)生，并經(jīng)歷一系列生物化經(jīng)歷一系列生物化學(xué)作用。學(xué)作用。腐殖酸在導(dǎo)致礦源層的形成具有重要作用腐殖酸在導(dǎo)致礦源層的形成具有重要作用成巖作用中腐殖酸形成過程成巖作用中腐殖酸形成過程( (據(jù)據(jù)BornerBorner修改修改) )中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)

7、研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology腐殖酸在后生改造腐殖酸在后生改造,水水-巖巖反應(yīng)中起著重要作用反應(yīng)中起著重要作用鈾遷移鈾遷移氧化帶氧化帶過渡帶過渡帶原生帶原生帶鈾沉淀鈾沉淀HA絡(luò)合、吸附絡(luò)合、吸附HA吸附、還原吸附、還原中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology腐殖酸提取實(shí)驗(yàn)腐殖酸提取實(shí)驗(yàn) 提取原理提取原理 堿溶堿溶酸析酸析中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公

8、司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology腐殖酸提取實(shí)驗(yàn)腐殖酸提取實(shí)驗(yàn)流程圖流程圖去除硅酸去除硅酸鹽雜質(zhì)鹽雜質(zhì)中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology還原帶還原帶過渡帶過渡帶氧化帶氧化帶腐殖酸提取實(shí)驗(yàn)腐殖酸提取實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)編號(hào)

9、編號(hào) 巖性巖性 深度（深度（m） 分帶分帶 提取提取HA含含量（量（mg）提取率提取率（%）X1 淺紅色中砂巖淺紅色中砂巖 420 氧化帶氧化帶 10.01X2 灰色細(xì)砂巖灰色細(xì)砂巖 400 過渡帶過渡帶 180.18X3灰色泥巖灰色泥巖 412 還原帶還原帶 80.08過渡帶提取腐殖酸最多，氧化帶最少過渡帶提取腐殖酸最多，氧化帶最少中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology吸收帶位置吸收帶位置/cm-

10、1歸屬歸屬3406（35003300）締合羥基吸收峰，源于酚、醇或羧酸類締合羥基吸收峰，源于酚、醇或羧酸類OH或或酰胺酰胺NH 吸收吸收2923、2854（30002800）脂肪族脂肪族CH3、 CH2 和和CH吸收吸收1699(17201650)羧酸中羧酸中COCO振動(dòng)吸收振動(dòng)吸收，芳烴環(huán)骨架振動(dòng)、水的變，芳烴環(huán)骨架振動(dòng)、水的變形振動(dòng)及酰胺鍵的振動(dòng)，形振動(dòng)及酰胺鍵的振動(dòng)， 1608（16501600）芳烴環(huán)骨架振動(dòng)、水的變形振動(dòng)及酰胺鍵的振芳烴環(huán)骨架振動(dòng)、水的變形振動(dòng)及酰胺鍵的振動(dòng)動(dòng)1510 、 1434、1378（14001375）苯環(huán)的骨架不對(duì)稱振動(dòng)吸收峰、苯環(huán)的骨架不對(duì)稱振動(dòng)吸收峰、羧

11、酸的羧酸的C O H變形振動(dòng)變形振動(dòng)1239 、 1024 （12401200）羧酸的特征吸收羧酸的特征吸收、醇的、醇的OHOH吸收吸收腐植酸的表征腐植酸的表征- -紅外光譜分析紅外光譜分析 -COOH、-OH、多聚、多聚芳核、半醌自由基等芳核、半醌自由基等多種活性基團(tuán)多種活性基團(tuán)中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology腐植酸的表征腐植酸的表征-元素分析元素分析分帶分帶C C%過渡帶過渡帶53.74

12、53.74 4.03 4.03 1.24 1.24 39.23 39.23 1.76 1.76 腐殖酸性質(zhì)：腐殖酸性質(zhì)： 芳香度高、分子量大、腐殖化程度較低芳香度高、分子量大、腐殖化程度較低中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology離子交換作用（吸附作用）離子交換作用（吸附作用） UO22+ 交換H+而被固定在腐殖酸的表面，只發(fā)生在吸附作用的初期，隨后這些UO22+將被轉(zhuǎn)化為腐殖酸鈾酰絡(luò)合物。中國(guó)核工業(yè)

13、集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology腐殖酸對(duì)鈾的吸附實(shí)驗(yàn)腐殖酸對(duì)鈾的吸附實(shí)驗(yàn) 吸附率（吸附率（R R）計(jì)算公式為：）計(jì)算公式為： R=（1-c/c0）100 %吸附容量（吸附容量（Q Q）計(jì)算公式為：）計(jì)算公式為：Q=（c0-c）V / W實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌煌琍HPH值條件下腐殖酸對(duì)值條件下腐殖酸對(duì)U U（）的吸附能力）的吸附能力中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China Nati

14、onal Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology腐殖酸對(duì)鈾的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果腐殖酸對(duì)鈾的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果 溶液中溶液中pH值對(duì)值對(duì)HA吸附吸附U（）行為有顯著影響）行為有顯著影響腐殖酸樣品在腐殖酸樣品在PH值為值為5時(shí)達(dá)到最大吸附率和吸附容量時(shí)達(dá)到最大吸附率和吸附容量 pH值對(duì)值對(duì)HA吸附吸附U（）的影響）的影響C0()=642mg/L,m(HA)=50mg,t=24,T=20中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corpora

15、tion核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology絡(luò)合作用絡(luò)合作用 腐殖酸通過側(cè)鏈上的含氧官能團(tuán)與金屬離子形成絡(luò)合物或螯合腐殖酸通過側(cè)鏈上的含氧官能團(tuán)與金屬離子形成絡(luò)合物或螯合物物 腐殖酸的絡(luò)合能力隨著腐殖酸分子含氧官能團(tuán)增多而增加腐殖酸的絡(luò)合能力隨著腐殖酸分子含氧官能團(tuán)增多而增加鈾酰類物鈾酰類物質(zhì)吸收峰質(zhì)吸收峰羧根離子羧根離子(COO-)中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Rese

16、arch Institute of Uranium Geology腐殖酸直接固著鈾離子腐殖酸直接固著鈾離子物理吸附作用物理吸附作用 具有很大的內(nèi)表面積，具有很強(qiáng)的吸附能力具有很大的內(nèi)表面積，具有很強(qiáng)的吸附能力; 50500埃的離埃的離子組成的疏松的海綿狀結(jié)構(gòu)子組成的疏松的海綿狀結(jié)構(gòu),鈾酰離子（直徑鈾酰離子（直徑6.44埃）。埃）。絮凝作用絮凝作用 腐殖酸是粒子表面帶負(fù)電荷的膠體溶液，對(duì)含離子的電解腐殖酸是粒子表面帶負(fù)電荷的膠體溶液，對(duì)含離子的電解質(zhì)很敏感質(zhì)很敏感;對(duì)于分子量較大、溶解度小的腐殖酸在金屬離子對(duì)于分子量較大、溶解度小的腐殖酸在金屬離子的作用下容易產(chǎn)生絮凝。的作用下容易產(chǎn)生絮凝。中國(guó)

17、核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology腐殖酸對(duì)鈾的還原作用腐殖酸對(duì)鈾的還原作用l 腐殖酸中醌基具有還原作用，鈾?；衔锉贿€原，腐殖酸中醌基具有還原作用，鈾?；衔锉贿€原，同時(shí)有機(jī)質(zhì)被氧化，且釋放出一定量的同時(shí)有機(jī)質(zhì)被氧化，且釋放出一定量的H+。 2（RH）+UO22+2R0+2H+UO2l 腐殖酸在厭氧細(xì)菌的作用下可分解小分子有機(jī)物，腐殖酸在厭氧細(xì)菌的作用下可分解小分子有機(jī)物，與與SO42- 復(fù)雜反應(yīng)生成復(fù)雜反應(yīng)生成H2S, 成為成為UO22+ 的主要還的主要還原劑原劑中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司 China National Nuclear Corporation核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)北京地質(zhì)研究院Beijing Research Institute of Uranium Geology結(jié)論結(jié)論伊犁盆地可提取的腐殖酸屬于芳香度高、分子量大、腐殖化程度較低的腐殖酸，在層間氧化帶鈾礦形成中起著非常重要的作用。腐殖酸吸附、絡(luò)合和離子交換作用在鈾的遷移、富集過程是緊密聯(lián)系在一起的。黃腐酸在鈾的遷移過程中起主要作用，腐殖酸在鈾的沉淀富集過程中起著主要作用。中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)