砂岩铀矿原状岩心中铀的迁移模拟研究摘要
为评估CO2+O2地浸铀矿山退役后铀在砂岩含水层中的迁移规律及污染风险,需要研究铀在原状砂岩岩心中的迁移行为。鉴于直接开展岩心迁移实验存在困难,本研究通过砂岩颗粒的等温与动力学吸附实验获取吸附参数,结合格子Boltzmann方法(LBM)与三维CT数字岩心,建立了原状岩心中铀迁移的数值模型,并与岩心迁移实验进行了对比验证。结果表明,HCO-3对铀的吸附容量有显著影响;在含/不含HCO-3条件下,吸附行为均符合Langmuir等温模型与准二级动力学模型,拟合R2均高于0.97。基于D3Q19-LBM模型和吸附参数,在三维数字岩心中模拟铀迁移,结果表明,该模型能较好地再现岩心实验规律,说明在原状岩心尺度下,铀迁移仍遵循颗粒尺度吸附机制。本模型可有效替代复杂岩心实验,为含水层中铀迁移评估提供理论依据和技术支撑。
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