一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于地質(zhì)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法。目的是為了定量分析砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦的關(guān)系。該方法包括：以層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶為不同亞帶選取樣品，計(jì)算三種樣品質(zhì)量及其含鈾質(zhì)量與比例；分離提純粘土礦物，并計(jì)算其質(zhì)量；分析三種樣品中粘土礦物的類型、組成及性質(zhì)；計(jì)算粘土礦物的含鈾質(zhì)量及含鈾比例；進(jìn)行粘土礦物與硝酸鈾酰的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到最有利吸附條件；在最有利吸附條件下，考察樣品中粘土礦物對(duì)鈾的二次吸附性；分析典型礦物標(biāo)樣混合物與樣品中粘土礦物吸附性差異；將區(qū)域地質(zhì)背景與最有利吸附條件相比較，判斷粘土礦物對(duì)鈾的富集作用。
【專利說明】一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地質(zhì)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾的沉淀富集關(guān)系密切，粘土礦物類型主要有高嶺石、蒙脫石、伊利石以及部分伊蒙混層。由于工業(yè)提取方式繁瑣，前人在粘土礦物對(duì)鈾的吸附富集成礦的研究較少，且多為定性研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了定量分析砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦的關(guān)系，提供一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，包括如下步驟:
[0006]步驟1:以層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶為不同亞帶選取巖芯樣品，計(jì)算三種亞帶的 巖芯樣品質(zhì)量為Q1、Q2> Q3，計(jì)算三種亞帶的巖芯樣品含鈾質(zhì)量為U”
u2、u3;
[0007]步驟2:分離提純?nèi)N亞帶巖芯樣品中的粘土礦物，并計(jì)算分離后的粘土礦物的質(zhì)量為 MQpMQ2JQ3 ；
[0008]步驟3:分析三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的類型、組成及性質(zhì)；
[0009]步驟4:計(jì)算三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質(zhì)量為BR、BU2, BU3 ;計(jì)算三種亞帶的巖芯樣品的含鈾比例嗔、u2/q2、u3/q3，以及三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾比例 BuyMQp BU2/MQ2、BU3/MQ3 ；
[0010]步驟5:進(jìn)行粘土礦物與硝酸鈾酰的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較不同類型的粘土礦物在不同初始溶液濃度、不同PH值條件下的吸附性，得到最有利吸附條件；
[0011]步驟6:在最有利吸附條件下，進(jìn)行粘土礦物與硝酸鈾酰的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質(zhì)量為AU1'AU2、AU3,計(jì)算AVMQpAU2ZiMQ^ AU3/MQ3的比值，并分別與BVMQpBUyMQ2JU3ZiMQ3進(jìn)行比較，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物對(duì)鈾的二次吸附性；
[0012]步驟7:利用典型礦物標(biāo)樣按照步驟3中的粘土礦物類型和組成進(jìn)行配比混合，獲得代表三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的混合物，將三種混合物在最有利吸附條件下進(jìn)行粘土礦物與硝酸鈾酰的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到各混合物的含鈾質(zhì)量CUp CU2, CU3，求CU1AUpcu2/au2, CU3ZAU3的比值，分析典型礦物標(biāo)樣混合物與不同亞帶中提純的粘土礦物吸附性差
巳
升;
[0013]步驟8:將區(qū)域地質(zhì)背景與最有利吸附條件相比較，判斷粘土礦物對(duì)鈾的富集作用。[0014]如上所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，其中:步驟5中，所述吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)包括:
[0015]步驟5.1，根據(jù)步驟3獲得的粘土礦物的類型選擇性質(zhì)相同的典型礦物標(biāo)樣，進(jìn)行典型礦物標(biāo)樣在不同酸堿條件下對(duì)硝酸鈾酰中的六價(jià)鈾的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較同一粘土礦物類型在不同PH值條件下的吸附率大小。
[0016]步驟5.2，進(jìn)行典型礦物標(biāo)樣在不同初始濃度的硝酸鈾酰溶液中的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較同一粘土礦物類型在不同溶液濃度條件下的吸附率大小。
[0017]步驟5.3，在相同pH值、初始溶液濃度條件下，用不同類型的典型礦物標(biāo)樣對(duì)硝酸鈾酰中的六價(jià)鈾進(jìn)行吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較不同類型的粘土礦物的吸附性強(qiáng)弱；
[0018]步驟5.4，從上述實(shí)驗(yàn)中，得到吸附率最大時(shí)的粘土礦物的類型、pH值、溶液濃度，作為粘土礦物在砂巖型鈾礦床成礦過程中富集鈾的最有利條件。
[0019]如上所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，其中:所述步驟2中粘土礦物的提純，具體包括:
[0020]步驟2.1，將巖芯樣品碎成小塊，用去離子水沖去碎塊表面吸附的粉末，用去離子水將巖芯樣品浸透，封好放入冷凍一解凍裝置中；
[0021 ] 步驟2.2，反復(fù)冷凍一解凍碎樣；
[0022]步驟2.3，化學(xué)樣品的處理；
[0023](a)除去碳酸鹽及代換性鈣鎂離子。
[0024](b)除去氧化鐵、氫氧化鐵；
[0025](C)除去二氧化硅；
[0026]步驟2.4，洗滌掉 Cl' Mg2+、Ca2+、HCl ；
[0027]步驟2.5，制備懸浮液:加入濃氫氧化銨分散劑，加去離子水輕輕攪拌，靜止；
[0028]步驟2.6，用沉降虹吸法、離心分離法和微孔濾膜過濾法分離出所需粒級(jí)的粘土礦物。
[0029]如上所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，其中:所述步驟3中，粘土礦物的類型包括下述一種或多種:高嶺石K，蒙脫石S，伊利石I，綠泥石C，伊蒙混層I/S，綠蒙混層C/S ;利用FTIR傅氏轉(zhuǎn)換紅外線光譜分析儀通過紅外光譜特征吸收和高頻區(qū)OH基吸收強(qiáng)度的差異確定粘土礦物類型；
[0030]利用X—射線衍射分析獲得的粘土礦物組成，確定不同類型的粘土礦物所占百分比；
[0031]所述粘土礦物的類型、組成及性質(zhì)包括下述一種或多種:CEC、比表面積、結(jié)構(gòu)負(fù)電荷密度及膨脹倍數(shù)。
[0032]本發(fā)明的有益效果是:
[0033]本發(fā)明的有益效果為:(I)涵蓋從野外地質(zhì)觀察采樣到實(shí)驗(yàn)內(nèi)提純模擬的各個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)定性到定量的轉(zhuǎn)變；(2)發(fā)明整個(gè)流程基于實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，使得過程規(guī)范化和可信度高；(3)提純方法合理可行，經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，利用凍溫法進(jìn)行粘土礦物的分選提純工作，這樣的可以提高粘土礦物的產(chǎn)率，并且避免其他礦物的混入；(4)對(duì)于深化砂巖型鈾成礦作機(jī)理，厘定粘土礦物與鈾成礦作用的具體關(guān)系具有重要作用。
[0034]本發(fā)明提供的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，包括野外采取實(shí)驗(yàn)樣品、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)提取粘土礦物進(jìn)行鈾成礦模擬實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明涵蓋從野外地質(zhì)觀察到實(shí)驗(yàn)內(nèi)提純模擬的各個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)定性到定量的轉(zhuǎn)變，過程規(guī)范化和可信度高，提純方法合理可行，對(duì)于深化砂巖型鈾成礦作用機(jī)理，厘定粘土礦物與鈾成礦左右的具體關(guān)系具有重要作用。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0036]實(shí)施例1:
[0037]一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，包括如下步驟:
[0038]步驟1:以層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶為不同亞帶選取巖芯樣品，計(jì)算三種亞帶的巖芯樣品質(zhì)量為Q1、Q2> Q3，計(jì)算三種亞帶的巖芯樣品含鈾質(zhì)量為U1'U2、U3;
[0039]步驟2:分離提純?nèi)N亞帶巖芯樣品中的粘土礦物，并計(jì)算分離后的粘土礦物的質(zhì)量為 MQpMQ2JQ3 ；
[0040]步驟3:分析三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的類型、組成及性質(zhì)；
[0041]步驟4:計(jì)算三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質(zhì)量為BR、BU2, BU3 ;計(jì)算三種亞帶的巖芯樣品的含鈾比例嗔、u2/q2、u3/q3，以及三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾比例 BuyMQp BU2/MQ2、BU3/MQ3 ；
[0042]步驟5:進(jìn)行粘土礦物與硝酸鈾酰的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較不同類型的粘土礦物在不同初始溶液濃度、不同PH值條件下的吸附性，得到最有利吸附條件；
[0043]步驟6:在最有利吸附條件下，進(jìn)行粘土礦物與硝酸鈾酰的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質(zhì)量為AU1'AU2、AU3,計(jì)算AVMQpAU2ZiMQ^ AU3/MQ3的比值，并分別與BVMQpBUyMQ2JU3ZiMQ3進(jìn)行比較，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物對(duì)鈾的二次吸附性，比較粘土礦物在理想狀態(tài)下與實(shí)際礦床中的物理化學(xué)條件下對(duì)鈾的吸附性差異；
[0044]步驟7:利用典型礦物標(biāo)樣按照步驟3中的粘土礦物類型和組成進(jìn)行配比混合，獲得代表三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的混合物，將三種混合物在最有利吸附條件下進(jìn)行粘土礦物與硝酸鈾酰的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到各混合物的含鈾質(zhì)量CR、CU2, CU3，求CU1AUpcu2/au2, ra3/AU3的比值，分析典型礦物標(biāo)樣混合物與不同亞帶中提純的粘土礦物吸附性差異，用以判定選取的用于吸附實(shí)驗(yàn)的粘土礦物典型礦物標(biāo)樣的可信性；
[0045]步驟8:將區(qū)域地質(zhì)背景與最有利吸附條件相比較，判斷粘土礦物對(duì)鈾的富集作用。
[0046]實(shí)施例2:
[0047]在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，步驟5中最有利吸附條件可通過如下步驟獲得:
[0048]步驟5.1，根據(jù)步驟3獲得的粘土礦物的類型選擇性質(zhì)相同的典型礦物標(biāo)樣，進(jìn)行典型礦物標(biāo)樣在不同酸堿條件下對(duì)硝酸鈾酰中的六價(jià)鈾的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較同一粘土礦物類型在不同PH值條件下的吸附率大小。
[0049]步驟5.2，進(jìn)行典型礦物標(biāo)樣在不同初始濃度的硝酸鈾酰溶液中的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較同一粘土礦物類型在不同初始溶液濃度條件下的吸附率大小。
[0050]步驟5.3，在相同pH值、初始溶液濃度條件下，用不同類型的典型礦物標(biāo)樣對(duì)硝酸鈾酰中的六價(jià)鈾進(jìn)行吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)(可選擇pH = 5，初始溶液濃度為109 μ g/L)，比較不同類型的粘土礦物的吸附性強(qiáng)弱；
[0051]步驟5.4，從上述實(shí)驗(yàn)中，得到吸附率最大時(shí)的粘土礦物的類型、pH值、初始溶液濃度，作為粘土礦物在砂巖型鈾礦床成礦過程中富集鈾的最有利條件(吸附達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的時(shí)間為最佳接觸時(shí)間)。
[0052]實(shí)施例3:
[0053]在實(shí)施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上，對(duì)于步驟2中粘土礦物的提純，可采用凍溫法，具體包括:
[0054]步驟2.1，將巖芯樣品碎成小塊，用去離子水沖去碎塊表面吸附的粉末，用去離子水將巖芯樣品浸透，封好放入冷凍一解凍裝置中；
[0055]步驟2.2，反復(fù)冷凍一解凍碎樣；
[0056]步驟2.3，樣品的化學(xué)樣品的處理；
[0057](I)除去碳酸鹽及代換性鈣鎂離子。
[0058](2)除去氧化鐵、氫氧化鐵；
[0059](3)除去二氧化硅；
[0060]步驟2.4，洗滌掉 Cl' Mg2+、Ca2+、HCl ；
[0061]步驟2.5，制備懸浮液:加入濃氫氧化銨分散劑，加去離子水輕輕攪拌，靜止。
[0062]步驟2.6，用沉降虹吸法、離心分離法和微孔濾膜過濾法分離出所需粒級(jí)的粘土礦物。
[0063]實(shí)施例4:
[0064]一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，包括如下步驟:
[0065]步驟I,選取層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶中的巖芯樣品,稱其質(zhì)量為QpQ2、Q3，并用電感耦合離子體質(zhì)譜方法測(cè)試其單位質(zhì)量巖芯樣品的含鈾質(zhì)量，得到U1H
[0066]步驟2，分離提純氧化帶、過渡帶、還原帶中的粘土礦物(例如高嶺石K，蒙脫石S，伊利石I，綠泥石C，伊蒙混層I/S，綠蒙混層C/S等)，計(jì)算分離后的粘土礦物的質(zhì)量為MQpMQ2、MQ3。
[0067]將步驟I所采集的巖芯樣品自然風(fēng)干，可利用凍溫法進(jìn)行粘土礦物的分選提純工作(常規(guī)方法先用粉碎機(jī)和磨球機(jī)將巖芯樣品粉碎成小于Imm的粒級(jí)，放入瑪瑙研缽體中，加入去離子水進(jìn)行濕磨，不可避免含鉀礦物碎屑顆粒混入)。
[0068]步驟2.1，將巖芯樣品碎成Icm左右的小塊，用去離子水沖去碎塊表面吸附的粉末，將洗好的樣品碎塊放入容器(例如IOOOml的塑料瓶)中，用去離子水將巖芯樣品浸透，封好塑料瓶，放入冷凍一解凍裝置中。
[0069]步驟2.2，反復(fù)冷凍一解凍碎樣。先降溫并恒定一段時(shí)間，使巖樣凍透，再升溫并恒定一段時(shí)間，使巖樣完全解凍，經(jīng)過反復(fù)冷凍一解凍，巖樣會(huì)被分散開。冷凍恒溫溫度控制在-10°c，解凍恒溫溫度控制在+15°C。由于不同巖樣的致密程度不同，巖樣徹底散開達(dá)到制備懸濁液的目的不同，所需時(shí)間也不盡相同。一般來說為使巖芯樣品在此溫度下充分的凍透和解凍，50g左右的巖芯樣品約需1.5h，100g左右的巖芯樣品約需2.5h，500g~600g的巖芯樣品要4h。
[0070]步驟2.3，樣品的化學(xué)樣品的處理。
[0071](I)除去碳酸鹽及代換性鈣鎂離子。用0.2mol/L鹽酸溶液反復(fù)處理含碳酸鹽及代換性鈣鎂的樣品。直至渾濁液pH為3.5左右為止。其反應(yīng)方程式為:C032_+2H+ —H2CHCO2 ?。選擇鹽酸處理碳酸鹽是因?yàn)樘妓岣x子在酸性溶液中分解為水和二氧化碳?xì)怏w，化學(xué)反應(yīng)能進(jìn)行到底，并且鹽酸是強(qiáng)酸，電離度大，其他的酸電離度小并有氧化性，因此不適用。
[0072]檢查碳酸鹽處理是否完全:用小滴管吸取一滴溶液放在pH試紙上，如果試紙變紅色，說明碳酸鹽已處理完全，可以進(jìn)行下一步工作。如果試紙變綠色或藍(lán)色，說明碳酸鹽尚未處理完全，需繼續(xù)加0.2mol/L鹽酸溶液處理，直至溶液呈酸性為止。
[0073](2)除去氧化鐵、氫氧化鐵:一般50g樣品加入0.3mol/L檸檬酸鈉溶液和lmol/L的碳酸氫鈉溶液的混合液，充分?jǐn)嚢?，放入水浴鍋中加?0°C，加入0.1g次亞硫酸鈉，不斷攪拌5分鐘，靜止，倒出清液即可。
[0074](3)除去二氧化硅:若砂巖巖芯樣品的膠結(jié)物為粘土及蛋白石或其他非晶質(zhì)二氧化硅，提取其中的粘土須用強(qiáng)堿(NaOH)溶液煮，反復(fù)處理多次。
[0075]步驟2.4，洗滌。混濁液中有大量的Cl'Mg2+、Ca2+、多余的HCl等存在時(shí)，不利于粘土分散，需把它們洗掉。一般采用抽濾方法洗滌(也可采用離心法等)。抽濾設(shè)備由抽氣泵、抽濾瓶及巴氏濾管組成，三部分依次用膠管連接起來。將巴氏濾管插入裝有渾濁液的燒杯中，接通電源，用濾管把渾濁液中液體部分吸到抽濾瓶中直至吸干，再往燒杯中加蒸餾水反復(fù)抽洗，一般抽洗5次即可。為了檢查Cl離子和Ca離子是否洗凈，取數(shù)滴濾液加兩滴5% AgNO3溶液，如無白色沉淀，說明澄清液中無Cl離子。反應(yīng)方程式如下:Cl_+Ag+ —AgCl丨(白色沉淀)
[0076]另取數(shù)滴澄清液加10% NH4OH溶液以中和濾液，再加數(shù)滴10%醋酸溶液酸化，然后加入飽和草酸銨溶液數(shù)滴，加熱，如無白色沉淀，說明無Ca離子。反應(yīng)方程式如下:Ca2++C2042 CaC2O4 I (白色沉淀)
[0077]步驟2.5，懸浮液的制備。將步驟2.4洗滌后得到的分散樣品倒入一個(gè)5000ml的大燒杯中，加入lml-3ml的濃氫氧化銨分散劑，加去離子水輕輕攪拌，靜止。
[0078]步驟2.6，分別用沉降虹吸法、離心分離法和微孔濾膜過濾法分離出不同粒級(jí)的粘土礦物(一般來說，沉降吸虹法較適合提取I μ m~2 μ m粒級(jí)的粘土組分，離心分離法適合提取0.2 μ m~I μ m粒級(jí)的粘土組分，而微孔濾膜真空抽濾法則適合更細(xì)粒的粘土組分的提取)，得到所有粒級(jí)的粘土礦物的混合物。再用分析天平稱其質(zhì)量，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的質(zhì)量分別為MQ1、MQ2、MQ3，將其質(zhì)量分別除以步驟I稱得的氧化帶、過渡帶、還原帶中的巖芯樣品質(zhì)量(Q1、Q2、Q3),得到粘土礦物所占礦物的百分含量。
[0079]步驟3，查明獲得的粘土礦物類型主要為高嶺土 K、蒙脫石S、伊利石I。及各類型所占比例及CEC、比表面積等物理性質(zhì)。并利用掃描電鏡觀察不同層間氧化帶間的粘土礦物的形態(tài)特征。
[0080]步驟3.1，利用X—射線衍射分析獲得的粘土礦物組成。確定不同類型的粘土礦物所占百分比。掃描電鏡下高嶺土多呈典型的假六方片狀，集合體則呈典型的層片狀和蠕蟲狀，多充填于粒間孔隙中，少量分布于粒表；蒙脫石多呈花朵狀、彎曲片狀、格子狀以及泥狀；伊利石形態(tài)為不規(guī)則的片絲狀、片狀或?qū)悠瑺?，形成于粒表粒間或溶孔中。
[0081]步驟3.2，利用FTIR傅氏轉(zhuǎn)換紅外線光譜分析儀通過紅外光譜特征吸收和高頻區(qū)OH基吸收強(qiáng)度的差異確定粘土礦物類型。
[0082]步驟3.3，測(cè)定不同粘土礦物的比表面積，若比表面積越大，則對(duì)鈾的吸附能力越大。
[0083]步驟4，進(jìn)行不同亞帶中粘土礦物與鈾含量的相關(guān)性分析。
[0084]步驟4.1，利用步驟I中所得到的鈾含量UpU2、U3和不同亞帶的巖芯樣品質(zhì)量％、Q2、Q3，計(jì)算并比較單位質(zhì)量不同亞帶的巖芯樣品中的鈾含量U1AlpU2A^U3ZiQ3的大小。
[0085]步驟4.2，用電感耦合等離子體質(zhì)譜方法測(cè)試步驟2獲得的粘土礦物中的鈾含量BUpBUyBUp
[0086]步驟4.3，求BUyMQpBUyMQyBU3ZiMQ3的比值，判斷氧化帶、過渡帶、還原帶巖芯樣品中粘土礦物與鈾的相關(guān)性，若比值越大說明粘土礦物對(duì)鈾的富集程度越高。
[0087]步驟5，不同類型的粘土礦物在不同溶液濃度、不同pH值條件下的吸附性比較，實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用與粘土礦物性質(zhì)相同的的典型礦物標(biāo)樣
[0088]用與粘土礦物類型相同的典型礦物標(biāo)樣與硝酸鈾酰進(jìn)行吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)反應(yīng)后的粘土礦物進(jìn)行紅外光譜特征分析，若在920CHT1處存在特征吸收峰，證實(shí)其存在鈾酰類物質(zhì)。利用鈾激光分析儀測(cè)試吸附前、后溶液中鈾酰離子的濃度變化計(jì)算粘土礦物對(duì)硝酸鈾酰的吸附率及吸附量。吸附實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)接觸時(shí)間設(shè)定為12h。
[0089]步驟5.1，通過選取與步驟3中所獲得的粘土礦物類型相同的典型礦物標(biāo)樣在不同酸堿條件下與硝酸鈾酰進(jìn)行吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，通過計(jì)算吸附前后比較同一粘土礦物類型在不同pH值條件下的吸附率大小，吸附率最大時(shí)的pH值為最佳pH值。
[0090]步驟5.2，通過選取與步驟3中所獲得的粘土礦物類型相同的典型礦物標(biāo)樣與不同初始濃度的硝酸鈾酰溶液進(jìn)行吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較同一粘土礦物類型在不同溶液濃度條件下的吸附率大小，吸附率最大時(shí)的溶液濃度為最佳溶液濃度。
[0091]步驟5.3，選取與步驟3中所獲得的粘土礦物類型相同的典型礦物標(biāo)樣對(duì)硝酸鈾酰溶液中的六價(jià)鈾進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，比較不同類型的粘土礦物的吸附性強(qiáng)弱。
[0092]步驟5.4，分析總結(jié)影響粘土礦物吸附性的主要因素為粘土礦物類型、初始溶液濃度和溶液的PH值，并判斷粘土礦物在砂巖型鈾礦床成礦過程中富集鈾的最有利條件。吸附達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的時(shí)間為最佳接觸時(shí)間。
[0093]步驟6，比較不同亞帶分離的粘土礦物與鈾的吸附實(shí)驗(yàn)。比較粘土礦物在理想狀態(tài)下與實(shí)際礦床中的物理化學(xué)條件下對(duì)鈾的吸附性差異；
[0094]步驟6.1，在步驟5得出的最有利條件下，用步驟2所獲得不同亞帶(指氧化帶、過渡帶、還原帶)的粘土礦物與硝酸鈾酰進(jìn)行吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，使其吸附性得到最優(yōu)。
[0095]步驟6.2，用電感耦合等離子體質(zhì)譜方法測(cè)試步驟6.1反應(yīng)后粘土礦物中的鈾含量 AUpAUyAU3t5
[0096]步驟6.3，求 AU1ZMQ1、AU2/MQ2、AU3/MQ3 的比值，并分別與 BU1ZMQp BU2/MQ2、BU3/MQ3進(jìn)行比較，比較不同亞帶分離的粘土礦物對(duì)鈾的二次吸附性，判斷粘土礦物在理想條件下與實(shí)際礦床中吸附性的差異。
[0097] 步驟7，粘土礦物的典型礦物標(biāo)樣與不同亞帶中提純的粘土礦物吸附性比較。[0098]步驟7.1，將粘土礦物典型礦物標(biāo)樣按照步驟3中查明的粘土礦物類型和組成配比粘土礦物的混合物。
[0099]步驟7.2，重復(fù)步驟6.1-6.2，得到反應(yīng)后粘土礦物的鈾含量⑶丨、OT2、OT3。
[0100]步驟7.3，求CU/AUp CU2/AU2、CU3ZAU3的比值，分析典型礦物標(biāo)樣混合物與不同亞帶中提純的粘土礦物吸附性差異。若結(jié)果在0.9~1.1的范圍內(nèi)，則可以判定選取的用于吸附實(shí)驗(yàn)的粘土礦物典型標(biāo)樣具有可信性，用其完成的各類型的吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有可靠性；
[0101]步驟8，將區(qū)域地質(zhì)背景與最有利吸附條件相比較，判斷粘土礦物對(duì)鈾的富集作用。。
[0102]實(shí)驗(yàn)樣品采集于新疆蒙其古爾鈾礦床，西山窯組和三工河組地層，埋藏深度在250m~370m之間，一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，包括以下步驟:
[0103]步驟I,選取層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶中的巖芯樣品，分別用分析天平稱其質(zhì)量Q1、Q2> Q3，并用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)方法測(cè)試其鈾含量，得到Up U2、U3，見下表:
[0104]
【權(quán)利要求】
1.一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，包括如下步驟: 步驟1:以層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶為不同亞帶選取巖芯樣品，計(jì)算三種亞帶的巖芯樣品質(zhì)量為Q1、Q2、Q3，計(jì)算三種亞帶的巖芯樣品含鈾質(zhì)量為U1'U2、U3 ； 步驟2:分離提純?nèi)N亞帶巖芯樣品中的粘土礦物，并計(jì)算分離后的粘土礦物的質(zhì)量為 MQpMQyMQ3 ； 步驟3:分析三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的類型、組成及性質(zhì)； 步驟4:計(jì)算三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質(zhì)量為BUp BU2、BU3 ;計(jì)算三種亞帶的巖芯樣品的含鈾比例U1ZQ1' U2/Q2、U3ZQ3,以及三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾比例 BUyMQ1、BU2/MQ2、BU3/MQ3 ； 步驟5:進(jìn)行粘土礦物與硝酸鈾酰的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較不同類型的粘土礦物在不同初始溶液濃度、不同PH值條件下的吸附性，得到最有利吸附條件； 步驟6:在最有利吸附 條件下，進(jìn)行粘土礦物與硝酸鈾酰的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質(zhì)量為AU1、AU2、AU3，計(jì)算AVMQpAU2ZiMQ^AU3ZiMQ3的比值，并分別與BUi/MQp BU2/MQ2、BU3/MQ3進(jìn)行比較，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物對(duì)鈾的二次吸附性；步驟7:利用典型礦物標(biāo)樣按照步驟3中的粘土礦物類型和組成進(jìn)行配比混合，獲得代表三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的混合物，將三種混合物在最有利吸附條件下進(jìn)行粘土礦物與硝酸鈾酰的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到各混合物的含鈾質(zhì)量CR、CU2, CU3，求CU1AUp CU2/AU2, CU3AU3的比值，分析典型礦物標(biāo)樣混合物與不同亞帶中提純的粘土礦物吸附性差異；步驟8:將區(qū)域地質(zhì)背景與最有利吸附條件相比較，判斷粘土礦物對(duì)鈾的富集作用。
2.如權(quán)利要求1所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，其特征在于:步驟5中，所述吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)包括: 步驟5.1，根據(jù)步驟3獲得的粘土礦物的類型選擇性質(zhì)相同的典型礦物標(biāo)樣，進(jìn)行典型礦物標(biāo)樣在不同酸堿條件下對(duì)硝酸鈾酰中的六價(jià)鈾的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較同一粘土礦物類型在不同PH值條件下的吸附率大小。 步驟5.2，進(jìn)行典型礦物標(biāo)樣在不同初始濃度的硝酸鈾酰溶液中的吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較同一粘土礦物類型在不同溶液濃度條件下的吸附率大小。 步驟5.3，在相同pH值、初始溶液濃度條件下，用不同類型的典型礦物標(biāo)樣對(duì)硝酸鈾酰中的六價(jià)鈾進(jìn)行吸附反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，比較不同類型的粘土礦物的吸附性強(qiáng)弱； 步驟5.4，從上述實(shí)驗(yàn)中，得到吸附率最大時(shí)的粘土礦物的類型、pH值、溶液濃度，作為粘土礦物在砂巖型鈾礦床成礦過程中富集鈾的最有利條件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，其特征在于:所述步驟2中粘土礦物的提純，具體包括: 步驟2.1，將巖芯樣品碎成小塊，用去離子水沖去碎塊表面吸附的粉末，用去離子水將巖芯樣品浸透，封好放入冷凍一解凍裝置中； 步驟2.2，反復(fù)冷凍一解凍碎樣； 步驟2.3，化學(xué)樣品的處理； (a)除去碳酸鹽及代換性鈣鎂離子。(b)除去氧化鐵、氫氧化鐵； (c)除去二氧化硅； 步驟 2.4，洗滌掉 Cl' Mg2+、Ca2+、HCl ； 步驟2.5，制備懸浮液:加入濃氫氧化銨分散劑，加去離子水輕輕攪拌，靜止；步驟2.6，用沉降虹吸法、離心分離法和微孔濾膜過濾法分離出所需粒級(jí)的粘土礦物。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關(guān)系的計(jì)算方法，其特征在于:所述步驟3中，粘土礦物的類型包括下述一種或多種:高嶺石K，蒙脫石S，伊利石I，綠泥石C，伊蒙混層I/S，綠蒙混層C/S ;利用FTIR傅氏轉(zhuǎn)換紅外線光譜分析儀通過紅外光譜特征吸收和高頻區(qū)OH基吸收強(qiáng)度的差異確定粘土礦物類型； 利用X—射線衍射分析獲得的粘土礦物組成，確定不同類型的粘土礦物所占百分比；所述粘土礦物的類型、組成及 性質(zhì)包括下述一種或多種:CEC、比表面積、結(jié)構(gòu)負(fù)電荷密度及膨脹倍數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK103954739SQ201410133465
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】修曉茜, 張玉燕, 范洪海, 劉紅旭, 所世鑫 申請(qǐng)人:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院