铀的提取过程

1、铀的提取过程化应1501 王樱锦 李梦妍1铀铀(Uranium)的原子序数为92的元素，其元素符号是U，是自然界中能够找到的最重元素。铀在地壳中的含量很高，平均含量约为百万分之2.5，这比钨、汞、金、银等元素的含量还高。铀的化学性质很活泼，在自然界总是以化合状态存在着。已知的铀矿物有一百七十多种，但具有工业开采价值的铀矿只有二、三十种海水中也有铀，但是浓度很低，每吨海水平均只含3.3毫克铀，但由于海水总量极大(海水中总含铀量可达 4.5109 吨)，所以也在探索海水提铀的方法2y铀的提取过程铀的浸取铀的精制浓缩分离3一、铀的浸取1、地浸法不直接将铀矿石挖出，打几口井，向地下注酸（或碱）液，在地

2、下把铀溶解出来。然后，将铀矿浆从地下抽上来，直接输运到水冶厂去加工。减少了污染环境的废石和尾矿砂的产生。但受地质水文条件限制，适用于地浸法的铀矿床并不多。2、浓酸熟化-高铁淋滤堆浸技术先将破碎矿石进行浓酸熟化预处理, 使矿石中的铁氧化为三价, 铀大部分转化为可溶性盐, 然后采用清水进行淋浸。既缩短了矿石的浸出周期, 也提高了浸出合格液的铀浓度。该研究成果目前已经进行了多年的工业应用。（中国铀矿冶生产技术进展综述，曾毅君）4一、铀的浸取3、细菌氧化堆浸技术主要是利用氧化亚铁硫杆菌对矿石中的黄铁矿或吸附尾液中的Fe2+进行氧化,使Fe2+转变成Fe3+ , 从而完成对矿石中低价铀的氧化浸出。工业试

3、验结果表明, 采用细菌氧化堆浸与常规氧化堆浸相比,硫酸消耗可降低12.5%, 浸出时间可缩短32%45%、浸出液铀浓度可提高88.2%。4、井下爆破堆浸技术对于一些品位很低的铀矿床来讲(如含铀品位低于0 .1 %), 如果由于地质、水文条件的限制,无法进行地浸开采, 将矿石采出地表处理又不经济，可以采用井下爆破堆浸提铀技术。首先在井下矿体内采切出必要的采空区, 然后采用挤压爆破的方法在落矿筑堆的同时对矿石进行破碎。降低成本的同时减少了地表放射性污染的程度。（中国铀矿冶生产技术进展综述，曾毅君）5萃取法常用方法活性炭吸附法不能完全分离离子交换法选择性沉淀法不能完全分离二、铀的精制适合低浓度浸出液

4、处理常用方法6二、铀的精制1、离子交换法 对于含铀浓度低的浸取液采用离子交换法提取铀较为合宜。离子交换法一般采用强碱性阴离子交换树脂吸附铀。按吸附液含固量的多少，吸附可分为清液吸附、混浊液吸附和矿浆吸附。当树脂吸咐饱和后，经水洗，再用淋洗剂（硫酸氯化钠、硫酸氯化铵、硝酸硝酸钠、硝酸硝酸铵、稀硫酸或稀硝酸）将铀从树脂上淋洗下来。2、萃取法常采用胺萃取法。从浸出液中把铀变成硫酸铀酰络合阴离子，在溶有胺的溶剂（有机相）里，进行选择性萃取。然后使饱和有机相与含氯化物溶液或碳酸钠溶液的的水相接触，使铀进入水相（反萃取）。（铀精制过程中按萃取法的改进，高田真吾）7三、浓缩分离 铀同位素提取技术是从含有铀2

5、35的混合物中提取铀235，由于在天然铀中主要含有铀238（含量为99.275%），而铀235的含量仅为 0.720%。因此必须通过铀同位素的分离来提高铀同位素混合物中铀235的含量。 铀分离技术起源:由于铀核裂变释放大量能量，用于二战时期制作核武器的核燃料。美国建立了以电磁分离，气体扩散，热扩散的三个工厂，其中气体扩散工业化贡献最大。8气体离心分离法同位素电磁分离法气体扩散分离法原子蒸汽激光同位素浓缩分离法同位素化学分离法气体动力学分离法三、浓缩分离等离子体分离法（国外铀分离与浓缩技术创新进展，梁进龙）激发、电离、分离溶剂萃取法离子交换法质量不同的离子磁场中圆周运动旋转半径不同（喷咀法）离子

6、回旋共振原理91、气体扩散分离法 基本原理：在分子间的相互碰撞忽略不计的情况下，气体混合物中质量不同的气体分子 (例如235U和238U的平均热运动速率与其质量二次方根成反比。当气体通过扩散膜时,速率大的轻分子(235U)通过的几率比速率小的重分子(238U)的大。 实际工业生产时，采取30004000层的串联级联装置来反复加大浓缩系数。二战期间贡献很大，是第一个商业浓缩法，同时也是目前最成熟的铀同位素提取术，缺点是耗电量极大，成本很高。102、气体离心分离法 利用在离心力的作用下，分子质量不同的流体的压强分布不同的原理分离同位素的方法。在巨大的离心力场作用下，输入离心机的六氟化铀气体中的轻分子235UF6在离心机转子中央部分加浓, 而重分子238UF6更多地趋于筒壁，造成铀同位素