海水提铀前景展望

海水提铀前景展望1Contents海水提铀国内外研究现状1海水提铀传统工艺2海水提铀存在问题3海水提铀新工艺猜想421.海水提铀国内外研究现状

近年来海水提铀课题已成为各国研究的热点。海水中含有超过40亿吨的铀资源，因此对其研究有广阔的前景。但海水中铀的浓度只有十亿分之三至十亿分之四，因此研究一个具有成本效益的海水提铀方法是一个巨大的挑战。从20世纪50年代开始，德国、意大利、日本、英国和美国相继展开了海水提铀的研究，但是到目前为止，还没有一个国家成功研究出具有商业可行性的海水提铀技术。

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日本广岛大学工学部设计了填充纤维状偕胺肟类吸附材料的浮体。1986年日本建成了年产10Kg铀的海水提铀实验工厂。美国近年海水提铀取得重大进展，橡树岭国家重点实验室研制的可重复使用的高容量吸附剂，希尔公司发明了一种高比表面积聚乙烯纤维，二者相结合，创造出一个能从水中快速、选择性地吸附微量贵重金属的吸附材料，被称为HiCap，其性能超过当前最好的吸附材料。

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我国对海水提铀的研究工作始于20世纪60年代，到80年代初海水提铀技术已有了一定的基础和水平，但由于一些原因中断。近年来，海水提铀的研究有了进一步的进展，其中国家海洋局第三研究所研制的钛型吸附剂，吸附量可达650μgU/g，华东师范大学海洋资源研究室研制的海水提铀设备方法已达到世界先进水平，但迄今我国尚未建立海水提铀工厂。52.海水提铀传统工艺

目前海水提铀的主要方法有：（1）吸附法：为了回收铀，科研工作者们尝试了很多方法，吸附法是目前最有效的方法之一；（2）石灰法：这种方法用廉价的石灰与海水的镁发生反应来提取铀；（3）生物处理法：由于有些微生物天然存在含铀的矿物或基质中，可以利用这些微生物使海水中的铀转化为不溶与水的形式；6（4）浮选法：从溶液中回收溶解态物质的浮选法有离子浮选和载体浮选；（5）超导磁分离法：利用超导磁的超导磁场（3.5~6T）以及分选腔中磁介质的高梯度，产生巨大的磁场来分选极弱的材料；（6）综合利用法：海水综合利用和海水提铀想结合，在获取化学资源与淡水的同时获取铀。

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上述方法中吸附法是目前研究最热门的方法。目前其他方法都存在着溶剂、沉淀物、表面活性剂和海洋生物的完全吸收等问题尚未解决，故不能用来大范围的海水提铀。吸附法海水提铀由吸附、脱附、浓缩、分离等工序组成，其最重要的是要有高性能的吸附剂和高效的提取工艺。8海水提铀原则流程图9现有的海水提铀装置一般有：（1）水泵方式：用装在低于海面吸附床上的水泵引导海水。其特点是吸、脱附装置简单、效率高；（2）海浪方式：这种装置可设在自然海流中或潮流中；（3）潮汐方式：在海边筑两道堤坝，利用潮水涨落差，使跟换的海水进入吸附床；（4）波力方式：吸附随波浪晃动来更换海水吸附铀，或将涌来的波浪引入吸附床来吸附铀；（5）膜方式：把海水提铀和现有的膜技术相结合起来。10吸附法海水提铀示意图11海面上漂浮吸附箱装置12海水提铀的吸附剂选择的要求：（1）吸附剂的平衡吸附量要尽可能的大；（2）吸附剂的吸附速度尽可能快；（3）吸附剂对铀酰离子的选择性要高；（4）能容易快速脱附；（5）和海水接触效率高，能充分利用自然能；（6）在海洋环境中耐腐蚀性强，使用寿命长；（7）可大量生产，制备简单、易回收且廉价；（8）吸附剂对化学、机械作用力、微生物稳定；（9）廉价海水处理装置的设计；（10）大量海水进入方式的设计等。13

海水中铀酰离子与碳酸跟离子形成极其稳定的络合物：为了达到有效地捕捉铀酰离子，我们采取平衡常数大的配位体，使反应向右移动：根据这样的分子设计，各国科研人员研制出很多吸附剂，大致分为两类：有机类和无机类。14有代表性的偕胺肟吸附剂15用于海水提铀的偕胺肟螯合纤维方案：（1）聚丙烯腈纤维直接偕胺肟基化。其工艺有：a、湿法；b、松弛浸渍焙烘法；c、紧张浸渍焙烘法。（2）在基材上接枝共聚丙烯腈后偕胺肟基化。其工艺有：a、辐射方式；b、化学方式。（3）含偕胺肟基团的复合吸附剂。163.海水提铀存在问题

海水中的铀浓度很低（3~4ppb），且有共存离子的竞争。因此，海水提铀是难度大、周期长、综合性强、涉及面广的探索性研究课题。研究海水提铀不仅可为开发新的铀资源提供理论依据和技术基础，而且也可丰富海洋化学、界面化学、低浓物理化学以及海洋化工和环境科学的内容，同时对原子能工业和其他工业的三废处置也将提供技术参考资料。17海水中有利用价值的一些元素的含量表184.海水提铀新工艺猜想

海水提铀是一个值得研究与探索的问题，对其研究有深远的意义。研发新的方法，要敢于创新，思维不能被传统所禁锢。我觉得海水提铀，与铀矿废水的处理有类似之处，二者的铀离子浓度都非常的低，因此在研究上可相互借鉴。但铀的存在形式又不尽相同，因此二者还是有区别的，废水处理方式不完全用于海水提铀。

19目前铀废水处理方面，生物处理已经有了良好的效果，其经济效果也极其可观，已有