铀矿石及含铀岩石中四价铀和六价铀分析方法的研究

本文介绍的是测定铀矿石及含铀岩石中铀（Ⅳ）和铀（Ⅵ）的新方法。本分析方法设计了独特的样品分解体系和溶解、分离程序。从矿样在低温下（４０℃±５℃）分解、四氟化铀沉淀的形成、铀（Ⅵ）及部分干扰离子溶解进入溶液，到固、液两相的分离，整个过程在２ｍｉｎ内完成。本方法确保了样品处理过程中铀的价态不变，并使铀（Ⅵ）完全溶出，铀（Ⅳ）快速沉淀以及两者定量分离，是测定铀矿石及含铀岩石中铀（Ⅳ）和铀（Ⅵ）的简便、快速的分析方法，其准确度和精密度可满足地质科研的需要。     

微量铀与铁分离的碳酸盐法

本文就一些作者关于碳酸盐分离铀的损耗作了概述,并对微量铀与铁分离的碳酸盐法作了较全面的研究。研究证明:1.随着溶液中碳酸铵浓度的增高,溶液中铁量也增高,但氢氧化铁吸附的铀量随碳酸盐浓度增高而减少。2.当溶液中铵盐浓度>15％和碳酸盐浓度>1.0％时,溶液中铁量也显著增高。3.碳酸盐沉淀铁的pH值为3-3.5时,铁大部分仍与铀一起留于溶液中。当pH为5.0时,约有50％的铀为氢氧化铁所吸附,而当pH=7.0时,铁几乎完全沉淀,铀实际上不被沉淀所吸附。当pH=7.5-7.6时,溶液中的铁量最少。     

花岗岩铀成矿作用的模拟实验

根据花岗岩铀成矿作用的"铀预富集系"和沉淀等理论进行一系列实验模拟。对华南产铀花岗岩及其母岩进行"部分熔融实验",可知其寒武系等下古生界是形成产铀花岗岩重要母岩之一。实验表明,岩浆温度下产铀花岗岩流体(f)与共存相熔体(m)铀分配系数Kf/m测定值明显<1,这说明铀强烈趋向熔体,不断重熔会使花岗岩更富铀。岩浆结晶过程中流体(f)与结晶熔体(c)铀分配系数Kf/c随结晶作用加强而增长,说明对形成热液铀矿床有利。岩浆结晶过程中晶体与晶体共存相间铀的分配系数中,以含铁物质与铀矿物共存相间铀的分配系数为最大。此结果与产铀花岗岩含晶质铀矿,黄铁矿含铀较高,黑云母结晶捕获一定量铀的地质事实相一致。成矿前的"前提蚀变"阶段的铀活化实验得出,黑云母在白云母化时铀释出约达3%～30%;花岗岩白云母化过程中,全岩将有30%～60%的铀释出。在花岗岩白云母化时锆石迁出铀可达1.4%～21%。晶质铀矿在花岗岩白云母化时发生崩解和部分溶蚀,实验得出转入溶液的w(U)为(1.04～1.30)×10-6。大量水-岩反应的热液实验表明,在封闭体系统的溶液中,随压力(pH2O)降低,产铀花岗岩中的铀溶解增加(最高可增达2～3个数量级),从而打破了"压力降低铀沉淀"的一般传统说法。对热液铀矿成矿机理进行多次实验取得如下新认识:(1)适度脱碳酸(或脱CO2)对铀沉淀有利;也可使铀-硅-碳酸盐体系中的"铀-硅分离"沉淀;(2)成矿溶液"pH显著降低(落差)"是铀沉淀几大因素中的关键。这些实验结果证实和发展了"地层、岩石等预富集系"理论,并有重要找矿意义。     

水溶液的pH值对铀沉淀的影响

形成酸性或碱性含铀溶液,而后又发生中和作用,这是形成铀矿床的一对极有利的条件。接近中性的水介质有利于铀的沉淀。中和作用是各种铀沉淀作用的触发钮。由中和作用引起的铀的还原沉淀作用称为中和还原作用。铀的还原沉淀是在水-铀比电位值△Eh_水~U<0的条件下发生的(△Eh_水~U=Eh_水-Eh_0~U)。铀的还原沉淀不仅是依靠Eh_水的降低,同时与Eh_水~U的回升或下降速率有关。花岗岩铀矿床中往往不存在强烈的还原剂,热液上升过程中,一般很难提高它的还原能力,这时中和还原作用就显得格外重要。这是研究铀矿成矿机制和富矿条件的一条新线索。     

美国犹他州-科罗拉多州里斯本谷地区铀-钒矿床和铜矿床的相似点

在里斯本谷(Lisbon Valley)地区,科罗拉多高原上的一个铀矿区中,铀-钒矿床和铜矿床的地质相似点,以及铀、钒和铜矿物的共同产出,表明这些矿床具有共同的成因。铀-钒矿床产出在二迭纪、三迭纪和侏罗纪沉积岩中。铜矿床主要产出在白垩纪砂岩中,但也有产出在较老的地层和第三纪火成角礫岩中的。在每种围岩中,矿床的地质性状有所不同,但事实上所有矿床都呈板状矿体产出在实际上未经蚀变的砂岩中。大多数的铀-钒矿床均远离断层,但铜矿床一般只发现于断层附近的破裂岩中。金属矿物浸染砂岩和碳质物质,铜矿物也出现于小裂隙中。铀和钒矿物产于若干铜矿床内,铜矿物产于许多铀矿床中。铜矿石是由沿第三纪断层运动的低温深成溶液中沉淀出来的。铀-钒矿石可能是由沿有利岩层两侧运动从相同或相似溶液中沉淀出来的。     

论沥青铀矿-碳酸盐建造脉中铀矿化的构造-岩性控制

对矿脉中铀矿化分布规律性的研究具有重要的意义,但是到目前为止,地质人员对控制铀矿化的因素尚无一致的意见,而对铀从热液中沉淀的条件更无统一的见解。第一种人认为,铀是由于热液与含二价铁、钙、镁、钠的化学性活泼的围岩相互作用而从热液中沉淀出来的(别雷姆斯基,1959);第二种人否认围岩对热液中铀沉淀过程的影响,仅承认构造因素的作用(别捷赫京,1959);第三种人认为,化学性活泼的围岩和构造变动对矿脉中铀从溶液中的沉淀均有影响(鲁金,索纽什金,1958;纳乌莫夫,1959;雅尼舍夫斯基,康斯坦丁诺夫,1960)。     

下庄铀成矿古水热系统排泄区（减压区）铀成矿作用研究

形成于古水热系统排泄区（减压区）的下庄花岗岩型铀矿床是地下热水与岩石相互作用的产物。矿物流体包裹体水文地球化学分析表明，成矿期铀成矿古热水溶液气体成分主要为CO2，水化学类型为HCO3－Ca.Na型，F－Ca型和HCO3.F－K型。地球化学模式和热力学计算证明，热水溶液中铀的存在形式为UO2（CO3）2^2-,UO2F3^-和UO2F4^2-。热水溶液深循环过程中CO2的加入可使溶液铀沉淀临界电位值（EhC,U)明显降低，从而保持水－铀比电位值（ΔEhW,U)为正值（ΔEhW,U=EhW-EhC,U)使铀在深部相对还原的条件下仍能稳定迁移。当富铀成矿热液进入减压排泄区时，由于溶液物理－化学条件的改变，发生CO2脱气作用和中和还原作用，导致ΔEhW,U小于零，使铀沉淀、富集，最终形成花岗岩型铀矿床。     

关于碳酸盐-沥青铀矿建造矿床形成过程中铀的迁移形式问题

关于铀在热液中迁移和沉淀的形式问题,不少学者曾进行过研究;但是,至今这一问题还是铀矿地质中争论较多的问题之一。这篇文章通过取自碳酸盐-沥青铀矿建造矿床中的方解石及沥青铀矿样品的液态包裹体成分分析,进行了对成矿时期热液成分的推断和对铀在热液中迁移、沉淀形式的解释;共中着重叙述了形成碳酸盐-沥青铀矿建造矿床时含铀热液的主要成分(重碳酸盐)、铀的价数(四价及六价)、铀的络合物形式(主要是氟-碳酸盐,碳酸盐、氢氧化物)及铀的沉淀方式(主要为置换和氧化-还原反应)。     

碳酸盐预分离-紫外脉冲荧光法快速测定高硬度地下水中微量铀

建立了碳酸盐预分离-紫外脉冲荧光法快速测定高硬度地下水中微量铀的方法。试验发现,预先向20.00mL高硬度水样中加入70mg·mL~(-1)的碳酸钠溶液1.20mL,将大部分共存的Ca~(2+)和Mg~(2+)以碳酸盐沉淀的形式与UO_2(CO_3)_2~(2-)有效分离后,应用紫外脉冲荧光法测量铀浓度,不但溶液保持澄清,pH值也可保持在7~9的约束范围之内。该预处理程序简单快速,测量结果准确可靠。方法的检出限为0.02μg·L~(-1),全程加标回收率在99%~101%之间,测量结果的相对标准偏差(RSD)小于5%。     

用铀试剂Ⅲ快速萃取光电比色法测铀

在成批测定矿石、矿物、以及其他物质和成份复杂的溶液中铀时,采用快速分析法具有重大意义。不预先分离干扰元素,直接测定上述物质中的铀是最简单、最快的办法。但是目前尚没有这样的方法。为此,主要注意力就放于最大限度地縮短铀同干扰元素分离的时间上,因为,这是最繁重的操作。众所周知,萃取法是分离铀同干扰元素最快速的办法之一。使用高效应萃取剂一次萃取就可使铀同其他元素分离,如磷酸三丁酯从硝酸溶液中萃取铀就具有很高的分配系数。例如,在从2N含5毫克/毫升     

热液铀矿床铀富集的物理化学因素

通过实验地球化学方法,得出影响热液铀矿床铀沉淀的5个主要因素:温度、静压力、流体成分、溶液pH值和溶液Eh值.利用矿物包裹体气体成分热力学计算对比,得出富矿床成矿期与成矿前的溶液pH值显著降低(△pH大);fH2,fCH4和αu较高(10-2～10-4mol/1);富含Ca2+离子;具较小过饱和度、正温度梯度、少杂质(矿化度小);适当脱碳酸或CO2(促使铀沉淀和铀硅分离),相对封闭稳定、成矿温度稍高的环境等是值得重视的对成矿有利的环境.     

512矿床可地浸砂岩铀成矿环境模拟实验

本文要野外观察取样的基础上建立实验型并完成６组铀、钼、硒的深解和还原实验,取得了１７９个分析数据,实验结果表明,形成层间氧化带强氧化的溶液为酸性含氢溶液。铀沉淀的主要因素是溶液ｐＨ值的改变、ＣＨ４等气体还原及深液中ＳＯ＾２－４与ＨＣＯ＾－３浓度比值的变化。硒与铀、钼不同,可在氧化亚带中沉淀。实验还证明,５１２矿床初始含铀溶液为富钠的酸性溶液,它在强氧化亚带内“驱赶钙”（及铀、钼、硒）,保留硅、铁“     

选择性溶解-钒酸盐滴定法测定铀矿石及含铀岩石中六价铀

通过对铀矿石及含铀岩石中六价铀在碳酸盐体系中的溶解行为的试验研究,确定了矿样在密封条件下,六价铀与碳酸盐形成「ＵＯ２（ＣＯ３）３）」＾４－而转入溶液,同铀（Ⅳ）、铁（Ⅱ）、铁（Ⅲ）等分离的最佳条件。制备液用亚铁还原－钒酸盐滴定法测定。对不同类型样品中的总铀、铀（Ⅳ）和铀（Ⅵ）进行测定,结果表明,本法简便易行,结果稳定,准确度、重现性好。     

磷酸纤维素分离光度法测定矿石中铀

测定了不同浓度盐酸中铀(Ⅵ)对磷酸纤维素(PC)的分配系数,确定了用PC柱浓集分离铀的条件。用pH3至2mol·L~(-1)HCl作为流动相流经φin0.55×9cm的PC柱后,铀(Ⅵ)被定量吸附,然后以0.75—1.5％ Na_2CO_3溶液洗提铀。用偶氮胂Ⅲ光度法测定。方法已用于矿石中n×10~(-4)—n×10~(-1)％铀的测定。     

TOPO萃取光度法连续测定地球化学样品中的铀和钍

铀、钍在地壳中的含量平均约3ppm至8ppm。地球化学探矿样品一般要求测定低于地壳平均值的含量,如1—2ppm的铀或钍。在一次分离的溶液中测定两个痕量元素是最可取的。Pollock在抗坏血酸存在下以硼酸掩蔽氟,用TOPO(三辛基氧膦)的环己烷溶液一次萃取铀     

极谱法同时测定岩石中的微量铀钍

试样经过氧化钠熔融后,用硝酸溶液提取熔块,加入十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）凝聚硅胶,过滤除硅,TBP萃淋树脂分离富集铀钍。在含0．02g／L四丁基碘化铵-4g／L铜铁试剂、pH=5的乙酸-乙酸钠极谱测定体系中同时测定铀钍,铀钍的线性范围为0．001～0．500μg／10mL。本法用于含铀岩石中微量铀钍的同时测定,结果令人满意。     

美国犹他州蒙特朱玛谷地区铀-钒矿床的扩散特征

在犹他州圣胡安郡的蒙特朱玛谷(Montezuma Canyon),赋存于莫里森建造(Morrison Formation)的萨尔特·瓦什(Salt Wash)组中的铀-钒矿床具有带状分布,这种带状分布是由于扩散作用引起金属元素迁移的结果。同心圆带包括褐色非矿化核心、灰绿色矿化层和灰色非矿化外带。褐色带是铁染的多孔砂岩,常含大量的含碳物质。弯曲的矿化层由浸染砂岩的已氧化铀-钒矿物组成,它紧紧地包围着褐色带。灰色带内的岩石是由方解石紧密胶结的浅灰色砂岩,在这个带中常出现褐铁矿斑点。矿床最可能是在晚白垩纪或早三迭纪形成的。在那个时候,含矿砂岩埋藏在深处,并饱含封存水。在褐色带中有机物质的富集表明,在该带内曾经充满着含可溶性有机化合物(例如从有机物质分解出来的醇和醛)的还原溶液。另一方面,在灰色带中可能充满着含铀和钒的氧化溶液。在两种溶液相互接触的地方发生氧化还原作用,从而使低价铀和钒的矿物沉淀下来。矿层呈椭球形状,流动溶液没有任何出入口,这一切都说明,由于扩散作用,溶解的金属经过灰色带而沉淀在还原带的周围。现代风化作用和氧化作用使原来的低价矿物变成高价矿物,而矿石中的金属并没有显著的淋失。     

再论铀的中和还原成矿作用

反应指数是水文地球化学条件的实测值与水地化作用的临界值之间的相对值。中和还原沉淀作用的充分必要条件是与其有关的所有水文地球化学条件的反应指数都应符合反应指数法则。热力学计算和实验证明配位体浓度,如CO_3~(2-),F~-等,是阻碍铀还原沉淀的主要因素。降低CO_3~(2-)配位体浓度的主要作用是中和作用导致的CO_3~(2-)形式转化为CO_2逸出和CaCO_3沉淀。对相山矿田的铀成矿作用的水地球化学条件计算结果表明,中和作用是促使铀还原沉淀的促发钮,中和作用能导致与铀还原沉淀反应,有关的所有反应,有关的所有反应指数符合反应指数法则的要求。     

三辛基氧膦萃取、氟化钠反萃、荧光比色法测定天然水中微量铀

在硝酸酸化水样中。加入3％的三辛基氧膦(TOPO)-环己烷溶液萃取天然水中微量铀,然后用2％氟化钠溶液5毫升反萃取有机相中的铀。将水相蒸干制成片剂,熔融成珠球,与标准珠球系列在荧光灯下比较荧光强度,测定出铀的含量。该法灵敏度高,准确度好,操作简便、快速、成本低。可测定水样中5×10~(-8)—5×10~(-5)克/升的铀含量。     

TOPO萃取光度法连续测定地球化学样品中的铀和钍

铀、钍在地壳中的含量平均约3ppm至8ppm。地球化学探矿样品一般要求测定低于地壳平均值的含量,如1—2ppm的铀或钍。在一次分离的溶液中测定两个痕量元素是最可取的。 Pollock在抗坏血酸存在下以硼酸掩蔽氟,用TOPO(三辛基氧膦)的环已烷溶液一次萃取铀和钍;由于要分取萃出液测定,故不能充分降低检出限。陈文华等先用氟掩蔽钍TOPC萃取铀,再用铝掩蔽氟连续萃取钍,虽弥补了上文之不足,但需两次萃取。本文采取一次萃取铀、钍,然后用0.8％氟化铵的2N硝酸溶液反萃取钍,分别在有机