王 江，赵永椿，张军营

（华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室，湖北 武汉 430074）

中国富煤、少气、贫油的能源结构使得煤炭一直占据中国一次能源的主导地位[1]，并且煤炭资源主要用于燃煤发电。煤中所含元素种类繁多，其中铀属于中等挥发性的痕量元素，Yang[2]基于中国1535 个煤样中U 含量和各成煤年代煤储备吨位，估算中国煤中U 含量的平均值为2.31 mg/kg，但在云南干河、新疆伊宁等地，部分煤层中铀的含量可高达300 mg/kg[3]。煤炭经过燃烧利用后，U 会富集在粉煤灰中，灰中U 的含量至少比煤中U 含量高出4 倍[4、5]。由于U 的金属毒性和放射性，炉渣的堆积不仅会危害环境，还会影响电厂附近的居民身体健康，电厂的长期运行会使周围表层土壤的天然放射性水平增加[6]，2013 年中国煤电排放的放射性所致公众的归一化集体剂量为2.2 人Sv/GWa，同时期核电的为6.4×10−2人Sv/GWa（2011−2013），煤电是核电的34 倍[7]。此外，将高铀煤燃烧后的粉煤灰作为建筑原材料也会对人体造成伤害，居住使用高铀煤渣砖建造的房屋的居民人均附加年有效剂量平均4.0 mSv，超过了中国国标上限，且该砖厂职工肺癌发病率上升[8]。另一方面，粉煤灰中大量富集的铀是难得的核燃料资源，浸取粉煤灰中的铀将在很大程度上弥补中国铀资源匮乏的空缺。然而，目前煤灰中铀的浸取效率不高，因此研究煤中铀在利用过程中的迁移规律对U 减排和利用都有重大意义。

低阶煤中U 通常与有机质结合，高阶煤中U更常见于矿物中的同分异构体[9]。煤在燃烧过程中，与硅酸盐相关或被矿化成铀石[U(SiO4)1−x(OH)4x]的部分U 会保留在底灰中，然而与沥青铀矿有关的U 会形成诸如UO3的挥发性化合物[10]；……