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第一章 溶液热力学基本知识1

第一节 水－岩作用的若干化学知识1

一、活度、活度因子及离子对1

二、质量作用定律与溶解物种浓度的计算2

三、德拜－休克尔方程3

四、电价平衡5

第二节 饱和指数SI6

第三节 氧化－还原反应7

参考文献9

第二章 常温常压下铀矿物－溶液平衡10

第一节 水的热力学稳定域11

第二节 水中铀的化学平衡11

一、纯水中铀的化学平衡12

二、天然水中铀的化学平衡17

第三节 铀矿物－溶液平衡20

一、UO2-SiO2-H2O-O2体系21

二、四价铀矿物－溶液平衡22

三、六价铀矿物－溶液平衡32

四、CO2对铀矿物－溶液平衡的影响35

一、第一类铀矿石的酸浸出36

第四节 铀矿物－溶液平衡和铀矿石湿法冶炼36

二、第二类铀矿石的酸浸出37

三、氧化剂的作用38

第五节 结论和讨论39

参考文献39

第三章 热液条件下铀矿物－溶液平衡41

第一节 水中铀的化学平衡42

一、铀溶解物种的平衡42

二、铀的固相平衡42

三、铀矿物－溶液平衡43

二、铀的固相平衡44

第二节 地下热水中铀的平衡44

一、铀溶解物种的平衡44

三、铀矿物－溶液平衡45

四、铀溶解物种的分布46

第三节 花岗岩类地区地下热水中铀的平衡46

一、铀的固相平衡46

二、铀矿物－溶液平衡47

三、铀溶解物种的分布48

第四节 不同温度压力下铀溶解物种的分布48

第五节 铀矿物－溶液平衡与核废物地质处置51

参考文献54

第四章 铀矿物－溶液平衡的实验研究55

第一节 UO2在Na2SO4溶液中的氧化溶解作用55

一、X射线光电子能谱56

二、在pH为6～11溶液中的电化学特征57

三、UO2在Na2SO4溶液中的氧化溶解作用58

第二节 UO2在碱性溶液中的氧化溶解作用60

一、电化学行为60

二、讨论63

一、电化学行为64

第三节 UO2在碳酸盐溶液中的氧化溶解作用64

二、讨论69

第四节 UO2在高温高压下的溶解度研究71

一、75 MPa压力下UO2的溶解度71

二、50 MPa氢压力下UO2的溶解度73

三、UO2在碱性热水溶液（300℃以下）中的溶解度73

四、UO2在高温高压和不同pH、不同介质条件下的溶解度75

五、UO2+x在卤水中的溶解75

第五节 α辐射分解作用与UO2的氧化作用77

一、溶解氧77

二、H 2O278

三、α辐射分解作用79

第六节 UO2溶解作用动力学80

一、Fe2+对MnO2溶解的影响81

二、MnO2溶解过程中铁离子和Eh的变化81

三、UO2的溶解过程82

四、UO2的氧化溶解速率82

五、总铁浓度对UO2溶解的影响84

第七节 六价铀矿物的溶解平衡85

一、常温下UO3·H2O在NaOH和HClO4溶液中的溶解度85

二、高温下硝酸铀酰溶液中铀的水解87

三、25～200℃碳酸铀酰溶液中铀的溶解平衡89

四、500×105.006 Pa下UO3在热液中的溶解度92

参考文献92

第五章 溶液中铀的迁移与沉淀94

第一节 铀在常温条件下溶液中的物种形成94

一、铀物种形成的计算方法94

二、某地下水中铀的物种形成97

三、海水中铀的溶存形式99

第二节 热液体系中铀的物种形成101

一、高温热力学数据的获得101

二、单个离子活度因子的计算108

三、热液体系中铀的物种形成研究实例114

第三节 热液系统中沥青铀矿沉淀的讨论118

第四节 沥青铀矿人工合成的实验模拟121

一、Miller的实验[21]121

二、赵凤民、沈才卿的实验[22.23]122

三、减压沸腾CO2逸出对铀沉淀的影响124

四、CH4对铀的还原富集作用124

参考文献125

第一节 围岩蚀变与铀矿石中铀的存在形式127

第六章 铀的吸附作用与成矿作用127

第二节 吸附等温式130

第三节 黏土矿物对溶液中铀的吸附131

一、不同种类黏土矿物对铀的吸附133

二、黏土矿物比表面与吸附能力的关系135

三、干扰离子对吸附作用的影响135

四、溶液中铀浓度的影响137

五、温度的影响138

六、pH的影响143

第四节 金属氧化物、氢氧化物对溶液中铀的吸附144

一、pH的影响145

二、阳离子的影响147

三、配合作用的影响147

四、温度的影响150

五、吸附作用动力学153

六、铀酰离子吸附反应的可逆性153

七、其他154

第五节 有机质对溶液中铀的吸附155

一、pH的影响155

二、温度的影响157

三、吸附作用速率158

四、溶液铀浓度的影响159

第六节 胶体对溶液中铀的吸附160

一、铀浓度的影响160

二、pH的影响161

第七节 吸附作用机理162

一、固－液相之间的吸附163

二、ZPC（零点电荷）166

三、吸附—浓缩—沉淀作用168

四、催化作用169

第八节 吸附作用模型170

五、吸附的分形问题170

参考文献171

第七章 含铀溶液地球化学模型及其应用173

第一节 溶液地球化学模型的现状与发展174

一、天然水溶液体系的平衡计算174

二、在均匀、静止水溶液中的化学模型175

三、在不均匀、流动水溶液中的化学模型175

一、初始用于分析化学计算的程序176

二、对天然水平衡的逐次逼近程序176

第二节 天然水溶液地球化学模型的计算机程序简介176

三、计算实验室及自然界水平衡的牛顿－拉富森程序177

四、反应途径模拟177

五、质量迁移模型178

六、常用的含铀溶液地球化学模型的计算机程序178

第三节 WATEQ4地球化学模型及平衡溶解度控制179

一、WATEQ4地球化学模型180

二、溶解度控制与实验、野外数据182

第四节 含铀溶液地球化学模型的应用199

一、饱和指数SI及其应用199

二、地球化学模型在矿床成因方面的应用201

三、地球化学模型在找矿勘探中的应用207

四、地球化学模型在地浸方面的应用215

五、WATEQ2地球化学模型的应用219

六、铀矿尾矿砂处置中的地球化学研究223

第五节 地球化学模型计算机程序的可靠性和有效性检验228

参考文献230

附录232

附录Ⅰ 本书所采用的主要符号232

附录Ⅱ 由热力学计算的不同温度下水的Eh-pH稳定场及pKw值和pH中性点值233

附录Ⅲ 25℃,101325 Pa条件下铀及其化合物的热力学数据234

附录Ⅳ 根据Langmuir,（1978）热力学数据计算的高温值237

附录Ⅴ 某些铀配合物的平衡常数与温度的关系244

附录Ⅵ 某些铀溶解物种及固体化合物的热力学数据245

附录Ⅶ 不同温度下主要的铀矿物－溶液作用平衡常数247

附录Ⅷ 铀及其化合物的热力学数据250

附录Ⅸ 298.15 K,105Pa条件下某些铀化合物（或矿物）的热力学参数259

附录Ⅹ 298.15 K,105Pa条件下一些铀溶解物种的热力学参数266

附录Ⅺ T=298.15 K及更高的温度、p=105Pa条件下，16种铀化合物的热力学参数268

附录Ⅻ 高温铀物种形成（Speciation）的热力学数据277

附录Ⅷ 东华理工学院地球化学模式程序应用论著目录284

参考文献285

后记286