2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——釷礦廢氣資源化學(xué)凈化治理技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題后括號內(nèi)）1.釷礦開采及冶煉過程中，最主要釋放的放射性惰性氣體是（）。A.氧化碳（CO）B.氧化氮（NOx）C.氡氣（Rn）D.二氧化硫（SO2）2.下列哪種凈化技術(shù)主要利用固體吸附劑表面活性位點捕捉廢氣中的污染物？（）A.噴淋洗滌B.布袋除塵C.吸附法D.電除塵3.處理釷礦冶煉煙氣中的酸性氣體（如SO2、HCl），最常用的化學(xué)吸收劑是（）。A.活性炭B.氫氧化鈉溶液C.濃硫酸D.氧化鈣4.在釷礦廢氣凈化過程中，若要去除粒徑小于5微米的細微粉塵，常采用的技術(shù)是（）。A.濕式洗滌B.文丘里洗滌器C.旋風分離器D.布袋除塵器5.釷及其化合物具有放射性，處理含釷廢氣后產(chǎn)生的收集物，首要的關(guān)注點是（）。A.燃燒效率B.資源回收價值C.放射性安全與處置D.設(shè)備投資成本6.利用植物修復(fù)技術(shù)吸收或積累廢氣中的放射性核素，屬于哪種凈化途徑？（）A.物理過濾B.化學(xué)吸收C.生物吸收/凈化D.高溫燃燒7.將釷礦廢氣中的污染物轉(zhuǎn)化為可溶性鹽類，再通過沉淀反應(yīng)使其從氣相轉(zhuǎn)入液相，這種方法屬于（）。A.吸附法B.催化轉(zhuǎn)化法C.化學(xué)沉淀法D.冷凝法8.評價一種釷礦廢氣凈化技術(shù)經(jīng)濟性的關(guān)鍵指標之一是（）。A.凈化效率的理論值B.投資成本和運行費用C.污染物的最終處置費用D.設(shè)備的占地面積9.釷礦廢氣中可能存在的揮發(fā)性釷化合物，其治理難度通常比固定態(tài)釷化合物更大，原因是（）。A.濃度更低B.放射性更強C.更易擴散D.更難被捕集10.在設(shè)計釷礦廢氣資源化學(xué)凈化系統(tǒng)時，優(yōu)先考慮采用哪種策略？（）A.單一高效技術(shù)B.多種技術(shù)的簡單串聯(lián)C.將污染物去除與有價元素回收相結(jié)合D.以最低運行成本為目標二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題后橫線上）1.釷礦廢氣的主要污染物通常包括_氡氣_、_氧化釷粉塵_和酸性氣體等。2.吸附法凈化廢氣是利用吸附劑表面的_化學(xué)吸附_或_物理吸附_作用捕獲污染物。3.為了防止放射性污染擴散，釷礦廢氣凈化設(shè)施必須配備完善的_密閉_和_通風_系統(tǒng)。4.濕式洗滌法凈化酸性氣體主要基于_吸收_原理，吸收劑通常為水溶液或堿性溶液。5.在釷礦廢氣資源化學(xué)凈化中，_氧化釷_等有價組分可能以_粉塵_或_氣溶膠_形態(tài)存在。6.電除塵器利用高壓電場使粉塵_電離_、_荷電_，然后在電場力作用下_沉降_。7.處理釷礦廢氣時，必須嚴格遵守相關(guān)的_放射性防護_規(guī)定，保護操作人員安全。8.選擇釷礦廢氣凈化技術(shù)時，需綜合考慮_凈化效率_、_處理能力_、_安全性_和_經(jīng)濟性_等因素。9.部分植物對放射性核素具有_富集_能力，可用于_生物修復(fù)_廢氣污染。10.釷礦廢氣凈化后產(chǎn)生的固體廢棄物，通常需要作為_放射性廢物_進行嚴格的安全處置。三、簡答題（每小題5分，共15分）1.簡述釷礦廢氣中氡氣的主要來源及其危害。2.比較物理法（如吸附法、低溫燃燒法）和化學(xué)法（如化學(xué)沉淀法、濕式洗滌法）凈化釷礦廢氣的特點。3.在釷礦廢氣資源化學(xué)凈化過程中，如何體現(xiàn)“資源化”原則？請列舉至少兩種資源回收的途徑。四、計算題（6分）某釷礦冶煉車間每小時產(chǎn)生含氧化釷（ThO2）粉塵的廢氣2000m3（標準狀況下），氧化釷粉塵的濃度為1mg/m3。采用某型號布袋除塵器處理該廢氣，除塵效率為99%。試計算：（1）每小時從廢氣中捕集的氧化釷粉塵總量是多少千克？（2）若氧化釷的回收價值為每噸5000元，則該除塵系統(tǒng)每小時帶來的直接經(jīng)濟價值是多少元？（假設(shè)回收率為100%）五、論述題（13分）論述在釷礦開采和冶煉過程中，實現(xiàn)廢氣資源化學(xué)凈化治理的重要意義，并分析當前面臨的主要挑戰(zhàn)及可能的解決方案。試卷答案一、選擇題1.C解析：釷礦開采和冶煉過程中，放射性元素釷及其衰變產(chǎn)物會釋放出氡氣（Rn-220），這是一種主要的放射性惰性氣體污染物。2.C解析：吸附法是利用固體吸附劑（如活性炭、分子篩等）表面的吸附能力，通過物理吸附或化學(xué)吸附將氣體污染物從氣相轉(zhuǎn)移到固相。3.B解析：氫氧化鈉溶液是常見的堿性吸收劑，能有效中和酸性氣體如SO2、HCl等，使其轉(zhuǎn)化為鹽類溶解于水中。4.D解析：布袋除塵器（袋式除塵器）利用濾袋過濾氣流，能夠有效捕集細小顆粒物，通常對0.1-10微米范圍的粉塵捕集效率較高。5.C解析：由于釷及其化合物具有放射性，處理含釷廢氣后產(chǎn)生的收集物（如粉塵、廢液）屬于放射性廢物，其首要關(guān)注點是防止放射性擴散和進行安全處置。6.C解析：生物吸收/凈化是指利用植物（吸收劑）直接從大氣中吸收或通過根系從土壤中吸收放射性核素，屬于生物修復(fù)技術(shù)的一種。7.C解析：化學(xué)沉淀法是通過向廢氣流中添加化學(xué)藥劑，使目標污染物轉(zhuǎn)化為溶解度較低的鹽類或其他形態(tài)，并從氣相中沉淀下來，進入液相（如洗滌液）。8.B解析：評價凈化技術(shù)的經(jīng)濟性需要綜合考慮初始投資、運行成本（能耗、藥劑消耗、維護等）以及可能產(chǎn)生的收益（資源回收價值），投資和運行費用是關(guān)鍵指標。9.C解析：揮發(fā)性釷化合物更容易隨氣流擴散，且不易被捕集，其治理難度通常比物理吸附或機械阻隔固定的固態(tài)釷化合物更大。10.C解析：資源化學(xué)專業(yè)的核心在于資源利用，因此設(shè)計釷礦廢氣凈化系統(tǒng)時，應(yīng)優(yōu)先考慮將污染物去除與有價元素（如釷、鈾等）的回收利用相結(jié)合，實現(xiàn)資源化。二、填空題1.氡氣氧化釷粉塵解析：釷礦廢氣的主要污染物按形態(tài)和性質(zhì)可分為氣體（如氡氣）和顆粒物（如氧化釷粉塵）。2.化學(xué)吸附物理吸附解析：吸附作用包括物理吸附（基于范德華力）和化學(xué)吸附（基于化學(xué)鍵），吸附劑根據(jù)污染物性質(zhì)選擇合適的吸附機制。3.密閉通風解析：防止放射性物質(zhì)擴散的關(guān)鍵措施是確保廢氣處理系統(tǒng)密閉良好，并通過通風系統(tǒng)將含有害物質(zhì)的廢氣導(dǎo)入凈化裝置。4.吸收解析：濕式洗滌法通過液體吸收劑與廢氣接觸，利用吸收原理將氣體污染物溶解或反應(yīng)生成沉淀物，從而達到凈化目的。5.氧化釷粉塵氣溶膠解析：釷在冶煉過程中可能形成氧化釷，存在于廢氣中時以固體顆粒形式存在，即粉塵或更細小的氣溶膠。6.電離荷電沉降解析：電除塵器的工作原理是利用高壓電場使氣體電離，粉塵顆粒荷電，然后在電場力作用下向集塵極運動并沉積。7.放射性防護解析：釷具有放射性，處理含釷廢氣必須嚴格遵守國家及行業(yè)的放射性防護規(guī)定，包括距離防護、時間防護、屏蔽防護等。8.凈化效率處理能力安全性經(jīng)濟性解析：選擇廢氣凈化技術(shù)需全面評估其能有效去除污染物的程度、能處理的氣量大小、運行過程的安全性以及投入和產(chǎn)出效益。9.富集生物修復(fù)解析：植物修復(fù)技術(shù)利用特定植物對放射性核素具有向根系富集的能力，從而實現(xiàn)對大氣或土壤中放射性污染的凈化。10.放射性廢物解析：釷礦廢氣凈化產(chǎn)生的固體廢棄物（如收集的粉塵、廢吸附劑、沉淀物等）因含有放射性物質(zhì)，需按放射性廢物進行管理和處置。三、簡答題1.答：釷礦中釷及其衰變產(chǎn)物（如釙-218）在冶煉加熱過程中會釋放出放射性惰性氣體氡氣（Rn-220）。氡氣具有強放射性，且易形成氡子體，吸入后會對人體肺部造成內(nèi)照射損傷，是釷礦開采和冶煉過程中主要的職業(yè)危害和環(huán)境污染物之一。2.答：物理法凈化（如吸附法、低溫燃燒法）主要利用物理過程（吸附、熱解等）去除污染物，通常不改變污染物化學(xué)性質(zhì)，吸附法設(shè)備可能二次污染，低溫燃燒法需高溫能耗高?；瘜W(xué)法凈化（如化學(xué)沉淀法、濕式洗滌法）通過化學(xué)反應(yīng)將污染物轉(zhuǎn)化為無害或低害物質(zhì)（沉淀）或溶解于液相，可同時去除多種污染物，但可能產(chǎn)生化學(xué)污泥或二次污染，需選擇合適的化學(xué)藥劑。3.答：釷礦廢氣資源化學(xué)凈化強調(diào)將污染物治理與資源回收相結(jié)合。其主要資源回收途徑包括：①從捕集的含釷粉塵中提取氧化釷或其他釷化合物；②從廢氣洗滌液或化學(xué)沉淀物中回收有價元素（如鈾、釷等）；③利用吸附劑（如活性炭）吸附的污染物進行再生或直接提取。這樣可以變廢為寶，提高資源利用率和經(jīng)濟效益。四、計算題解：（1）計算捕集的氧化釷粉塵總量：標準狀況下，1mol氣體體積為22.4L。廢氣流量：2000m3/h=2000×103L/h=2.0×10?L/h氧化釷濃度：1mg/m3=1mg/1000L=0.001mg/L捕集的氧化釷粉塵總量=廢氣流量×濃度×(1h/1000L)×(1000g/1kg)=2.0×10?L/h×0.001mg/L×(1h/1000L)×(1000g/1kg)=2.0×10?×0.001/1000g/h=2.0kg/h所以，每小時捕集的氧化釷粉塵總量為2.0千克。（2）計算直接經(jīng)濟價值：除塵效率：99%=0.99氧化釷回收率：100%=1.0實際回收的氧化釷量=捕集總量×效率×回收率=2.0kg/h×0.99×1.0=1.98kg/h經(jīng)濟價值=回收量(kg/h)×單價(元/kg)=1.98kg/h×5000元/噸×(1噸/1000kg)=1.98×5000/1000元/h=9.9元/h所以，該除塵系統(tǒng)每小時帶來的直接經(jīng)濟價值為9.9元。五、論述題論述：實現(xiàn)釷礦廢氣資源化學(xué)凈化治理具有多方面的重要意義。首先，環(huán)境意義顯著。釷礦廢氣通常含有氡氣、氧化釷粉塵等放射性物質(zhì)及酸性氣體，直接排放會嚴重污染大氣環(huán)境，危害周邊生態(tài)系統(tǒng)和人類健康。通過凈化治理，可以有效去除這些有害物質(zhì)，特別是控制放射性氡及其子體的擴散，保護環(huán)境安全和公眾健康。其次，資源意義巨大。釷是一種重要的核燃料資源，同時也是一種戰(zhàn)略金屬。釷礦廢氣中可能含有氧化釷粉塵或揮發(fā)性釷化合物。采用資源化學(xué)凈化技術(shù)，可以將廢氣中的釷捕集、回收，實現(xiàn)釷資源的循環(huán)利用，變廢為寶，提高資源利用效率，減少對原生資源的開采依賴，具有重要的戰(zhàn)略價值和經(jīng)濟意義。再次，經(jīng)濟效益可觀。雖然凈化設(shè)備投資和運行成本較高，但通過資源回收獲得的釷產(chǎn)品可以帶來直接的經(jīng)濟收益，彌補部分凈化成本。同時，達標排放可以避免環(huán)境罰款和聲譽損失，保障企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。此外，社會意義重要。有效的廢氣治理能改善礦區(qū)及周邊的空氣質(zhì)量，提升企業(yè)形象，促進社會和諧穩(wěn)定。同時，推動廢氣資源化學(xué)凈化技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，也能帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步。當前面臨的挑戰(zhàn)主要包括：一是釷及其化合物的放射性與資源回收過程結(jié)合的工藝技術(shù)難度大，需要平衡安全與效率；二是部分釷化合物揮發(fā)性強，捕集回收難度高；三是凈化過程中可能產(chǎn)生放射性固體廢物，其安全處置成本高、要求嚴；四是經(jīng)濟成本較高，投資回報周期可能較長，需