本文從我國高放廢物處置庫工程屏障設計需求出發(fā),以內蒙古高廟子鈉基膨潤土和甘肅北山地下水為研究對象,運用室內試驗測試、理論分析以及數(shù)值模擬等多種研究方法,開展鈉基膨潤土與地下水水-巖作用實驗與模擬研究。主要結論如下:（1）通過開展高廟子鈉基膨潤土與不同鹽溶液相互作用L₂₅（5⁵）正交試驗研究,揭示了溶液pH值、離子濃度、溫度、固液比及時間對體系pH值、膨潤土可交換陽離子等關鍵參數(shù)的影響,認識了不同條件下膨潤土與鹽溶液主要發(fā)生的離子交換類型。結果表明,膨潤土具有很好的pH緩沖性能,在不同條件下均能維持體系處于堿性條件。（2）建立了膨潤土與北山地下水相互作用實驗技術流程,通過實驗分別獲得了膨潤土與北山地下水在常溫低氧條件下作用1年和高溫低氧條件下作用150天地球化學特征參數(shù)變化規(guī)律;確定了膨潤土在北山地下水中釋放膠體的動力學參數(shù)和熱力學參數(shù);認識了體系主要發(fā)生的離子交換反應類型,并建立了離子交換熱力學模型,結果表明膨潤土-北山地下水在實驗條件和時間范圍內可以維持相對穩(wěn)定狀態(tài)。為揭示近場地球化學環(huán)境及評價膨潤土化學性能提供了基礎數(shù)據(jù)和參考依據(jù)。（3）... 

【文章來源】：核工業(yè)北京地質研究院北京市

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

高放廢物處置庫近場及遠場核素遷移示意圖

如圖3-13 所示。鋁（鎂）氧八面體片是由兩層相對的硅氧四面體片提供四個氧原子和兩個由處于同一平面的羥基提供的氧原子所構成的八面體共棱連接形成八面體片，而金屬鋁（鎂）陽離子則位于八面體中心，從而形成鋁（鎂）氧八面體片。當三價陽離子占據(jù) 2/3 八面體空間時形成二八面體片。而當二價陽離子占據(jù)所有八面體空間時，則形成三八面體片。在蒙脫石的兩個結構單元層之間由可交換的大半徑陽離子 Na+、Ca2+、K+等填充。圖 3-13 蒙脫石晶體結構示意圖3.5.2 層間離子交換蒙脫石中的可交換性離子與液相中的離子發(fā)生的離子交換反應，可以用如下反應式表述，以可交換性 Na+被液相中 Ca2+置換為例：（3-14）平衡常數(shù) K 可以用如下表達式表述：（3-15）式中 X 是層間表面點位，[]表示膨潤土被吸收/交換的 NaX，CaX2，以及液相中 Na+，Ca2+。K 是平衡常數(shù)

本文實驗用菱鐵礦采自陜西省商洛市鎮(zhèn)安縣鐵礦，采集的樣品呈現(xiàn)灰綠色。依據(jù)《SY/T 6210-1996 沉積巖中粘土礦物總量和常見非粘土礦物 X 射線衍射定量分析方法》，采用 X-衍射測定其礦物成分含量如表 4-1和圖4-1所示。采用 X 射線熒光光譜儀測定結果見表 4-2 所示。表 4-1 試驗用菱鐵礦試樣主要礦物成分 wt %礦物 石英 白云石 菱鐵礦含量 6.4 3.2 90.4注：測試結果由核工業(yè)北京地質研究院分析測試中心提供表 4-2 試驗用菱鐵礦試樣化學成分 wt %SiO2Al2O3Fe2O3MgO CaO Na2O K2O MnO TiO2P2O5燒失量 FeO10.36 1.05 6.83 3.03 2.75 0.045 0.124 4.18 0.051 0.038 27.67 43.84注：測試結果由核工業(yè)北京地質研究院分析測試中心提供由測試結果可知，該礦石純度較高，主要礦物菱鐵礦占到 90.4%，除此之外，還含有少量的石英和白云石。主要化學成分為 FeO，占到 43.84%。

【參考文獻】：
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本文編號：2999084