铀尾矿中的有害元素的迁移扩散,特别是放射性核素的迁移扩散严重污染周边环境并对人体造成危害。本论文以我国某典型铀尾矿为研究对象,通过XRD、SEM-EDS和BCR分步提取法系统的调查了铀尾矿中U、Sr、Mn和Fe的赋存状态,并研究了其在模拟降雨条件下的迁移扩散规律,以及模拟铀尾矿中加入蒙脱石前后,放射性核素铀的迁移扩散规律,所获实验分析与计算机模拟结果为该铀尾矿中放射性核素铀污染的预防和治理提供了理论依据。铀尾矿矿物学特征研究表明,其主要矿物为石英、钠长石、微斜长石和二水石膏等,其中U、Sr、Mn和Fe赋存总量分别为30.4μg·g-1、122.0μg·g-1、523.0μg·g-1和9700.0μg·g-1,虽然U、Mn的赋存总量低但其迁移活性最强。在铀尾矿矿物学特征研究的基础上,针对研究区的实际情况和研究目的,选用半动态淋滤实验来研究U、Sr、Mn和Fe在不同p H值的淋滤液、铀尾矿粒径和环境温度条件下的迁移释放规律。结果表明,U、Sr、Mn和Fe的累计释放量均受到淋滤液的p H值、铀尾矿粒径和环境温度的影响,随着淋滤液的p H值的增加,U和Mn的累计释放量减少,Sr的增加,而Fe的相关性不强;随着铀尾矿粒径的减小,U、Sr、Mn和Fe的累计释放量均显著增加;随着环境温度的增加,除了25℃淋滤液p H=5的条件下,U的累计释放量异常外,U、Sr、Mn和Fe在不同温度条件下的累计释放规律趋势一致。淋滤液的p H值、铀尾矿粒径对于U、Sr、Mn和Fe的累计释放规律的影响要明显强于环境温度的影响。在不同淋滤因素影响下,铀尾矿中U、Sr、Mn和Fe的释放规律均可描述为:其累计释放量最初随淋滤时间增加而迅速增加,然后随淋滤时间增加而缓慢增加,最终趋于稳定。其中U在累计释放量缓慢增加阶段出现了快速释放、慢速释放的反复的过程。通过U赋存状态分析可将其释放过程解释为:随着淋滤实验的增加,酸性淋滤液使得铀尾矿中二水石膏逐步溶解,从而导致其结晶过程吸附的含U次生矿物缓慢融入到淋滤液中,使得U的释放出现了小幅度的增加。通过采用水文地球化学模拟软件PHERRQC对铀尾矿中核素铀在地下水中的赋存状态和迁移释放规律进行了模拟和预测。结果表明,地下水中铀主要以U(VI)为主,赋存形式为铀铣离子或是与地下水中SO42-和OH-结合形成相应的含铀络合物。当渗透系数为35~50 m/d时,边界处核素铀的浓度值在140~180天达到了初始污染的浓度值。在初始位置加入一定量的蒙脱石来模拟核素铀的工程阻滞效果,结果表明,加入蒙脱石泥浆后,初始位置核素铀的浓度由2.77 mg/L降低为0.5 mg/L左右,在一个模拟周期(250天)内,其迁移距离随着铀尾矿渗透系数的降低而减少,表明蒙脱石作为阻滞材料对核素铀起到良好的吸附阻滞效果,但必须引起注意的是核素铀的半衰期很长,有必要对其进行专门化的治理,以达到阻滞固化核素铀的目的。