海水提铀原理
探索海水提铀
096ENERGY 2013.08文 | 本刊记者 张慧浩瀚的大海，除了为我们提供海鲜、食盐等产品之外，还能为我们提供什么？核电科学家告诉我们，它还能提供一种名为铀的物质。
铀，为一种银白色金属，是重要的天然放射性元素。
人们熟知它，是因为它成为了目前最重要的核燃料。
而平时我们常说的天然铀，指的是天然存在于自然界中的铀。
目前，全球核电站所使用的核燃料基本来源于对陆地上天然铀矿的开采。
随着世界核电事业的蓬勃发展，全球每年所需的铀资源量也在不断增加。
虽然根据数据显示，全球铀资源量超过了1500万吨，但是，陆地已知常规天然铀储量，即开采成本低于每公斤130美元（通常指具有经济性的开采成本）的铀矿储量仅不超过500万吨。
有专家预计，低成本铀矿只可供全世界现有规模核电站使用六七十年。
在未来的几十年甚至更长时间后，陆地铀资源能否充足供应核电站运营所需，核电站的核燃料能否从别处获得？这成为不少核电专家一直思考和研究的问题。
随着研究的深入，他们惊喜地发现，海水中存在着大量的铀元素。
因此，如何从海水中提取铀化合物，且提取的成本能够被各大核电运营商所接受，便成了很多核电专家和化学家们的重要追求。
最早将目光聚焦在海水提铀的国家之一为日本。
其对铀资源的渴望非常急迫，因为它是一个极其缺乏铀资源的国家，陆地铀资源储量不足万吨。
因此，从20世纪60年代起，日本就有大批的专家在研究海水提铀的方法。
随后，美国、法国、德国、瑞典等国，也有科学家加入研究队伍中。
对于海水提铀的研究，最重要的是对吸附剂的研制、吸附装置与工程的实施两个方面。
核工程师杜铭海一直在关注各国对海水提铀的研究进展。
他认为，海探索海水提铀如果海水提铀技术能够大规模推广，人类再也不用为铀资源稀缺而担忧了。
水提铀的关键之处，是对吸附剂的研究。
因为海水中含铀浓度很低，一般只有3×10-7%，需要处理的海水量很大。
如何提高提取的效率和降低提取的成本，基本取决于吸附剂的使用。
海水提铀吸附法(3篇)
第1篇一、引言铀作为一种重要的能源资源，在全球能源结构中扮演着至关重要的角色。
随着全球能源需求的不断增长，铀资源的开发与利用成为各国关注的焦点。
传统的铀资源开发方法主要依赖于陆地铀矿的开采，然而，陆地铀矿资源日益枯竭，寻找新的铀资源开发技术显得尤为重要。
海水提铀吸附法作为一种新兴的铀资源开发技术，具有资源丰富、成本低廉、环境友好等优点，受到了广泛关注。
二、海水提铀吸附法原理海水提铀吸附法是指利用吸附剂从海水中提取铀的方法。
该方法主要包括以下步骤：1. 海水预处理：将海水进行预处理，去除其中的悬浮物、有机物等杂质，提高吸附剂与铀的接触效率。
2. 吸附：将预处理后的海水与吸附剂混合，通过吸附剂表面的官能团与铀离子发生络合作用，使铀离子被吸附在吸附剂表面。
3. 分离：将吸附了铀离子的吸附剂与海水分离，通常采用过滤、离心等方法。
4. 解吸：将吸附了铀离子的吸附剂进行解吸处理，使铀离子从吸附剂表面释放出来。
5. 铀富集：将解吸后的铀离子进行富集处理，提高铀的浓度。
6. 铀提取：将富集后的铀进行提取，通常采用离子交换、溶剂萃取等方法。
三、海水提铀吸附剂种类目前，海水提铀吸附剂主要分为以下几类：1. 有机高分子吸附剂：如聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等，具有吸附容量大、选择性好等优点。
2. 无机材料吸附剂：如活性炭、硅藻土等，具有成本低、吸附性能稳定等优点。
3. 复合型吸附剂：将有机高分子吸附剂与无机材料吸附剂进行复合，提高吸附剂的吸附性能。
四、海水提铀吸附法优势1. 资源丰富：海水是地球上最大的铀资源库，其铀资源量约为陆地铀矿的4000倍，具有巨大的开发潜力。
2. 成本低廉：海水提铀吸附法采用天然材料或低成本材料作为吸附剂，降低了铀资源开发成本。
3. 环境友好：海水提铀吸附法不会对海洋生态环境造成严重破坏，具有较高的环境友好性。
4. 可持续发展：海水提铀吸附法符合可持续发展理念，有助于缓解陆地铀矿资源枯竭的问题。
五、海水提铀吸附法挑战1. 吸附剂吸附容量有限：海水中的铀含量较低，需要提高吸附剂的吸附容量，以降低铀资源开发成本。
海水中铀的测定
海水中铀的测定
海水提铀较著名的有泵柱式、海流式和潮汐湖式。
泵柱式是把吸附剂装入吸附柱中，用水泵把海水连续不断地通入吸附柱，以使吸附剂与海水接触。
这种方法适于在实验室或试验工厂使用，其主要缺点是因海水流动阻力大，致使耗能大。
海流式是把装有吸附剂的吸附床放在有海流的地方，借助海流自然流经吸附床而使吸附剂与海水接触。
这种方法需要把装置放在离岸较远的海流流速大的海域，还要考虑防灾技术，因而投资昂贵。
潮汐湖式是把载有吸附剂的吸附床置于有潮汐涨落的上湖和下湖之间，在涨潮时把上湖水门打开让海水流进，当海水由上湖经吸附床流向下湖时，吸附剂与海水接触吸附铀，落潮时下湖水门打开，使接触过吸附剂的海水流走。
这种方案由于问题较多，至今还没进行实验。
铀的提取过程
（《铀精制过程中按萃取法的改进》，高田真吾）
三、浓缩分离
铀同位素提取技术是从含有铀235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。
· 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 4.5×10^9 吨)，所以也在探索海水提铀的 方法
铀的提取过程
铀的浸取 铀的精制
浓缩分离
y
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）
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。 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。
高中化学第二单元化学与资源开发利用课题2海水的综合利用海水提铀、重水素材新人教版选修2(new)
海水提铀、重水海水提铀的方法很多,目前最为有效的是吸附法.氢氧化钛有吸附铀的性能。
利用这一类吸附剂做成吸附器就能够进行海水提铀。
现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究。
日本已建成年产10千克铀的中试工厂，一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规模的海水提铀厂.如果将来海水中的铀能全部提取出来,所含的裂变能相当于l×1016吨优质煤，比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍.重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质，也是制造氢弹的原料,海水中含有2×1014吨重水，氘是氢的同位素。
氘的原子核除包含一个质子外，比氢多了一个中子。
氘的化学性质与氢一样，但是一个氘原子比一个氢原子重一倍，所以叫做“重氢”。
氢二氧一化合成水，重氢和氧化合成的水叫做“重水”.如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决，从海水中大规模提取重水一旦实现，海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。
蕴藏在海水中的氘有50亿吨，足够人类用上千万亿年。
实际上就是说，人类持续发展的能源问题一劳永逸地解决了。
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海水提铀吸附材料规模化制备及工程示范研究
海水提铀吸附材料规模化制备及工程示范研究以海水提铀吸附材料规模化制备及工程示范研究为标题的文章：海水中的铀资源丰富，具有巨大的潜在价值。
然而，海水中铀的浓度极低，提取成本高昂，限制了其商业化应用。
海水提铀技术是一种可行的解决方案，而吸附材料是其中关键的研究领域之一。
海水提铀吸附材料是指能够从海水中选择性吸附铀离子的材料。
目前，广泛研究的吸附材料包括有机高分子材料、无机材料和混合材料等。
这些材料具有高吸附容量、选择性和循环使用性的特点，是实现海水提铀技术的关键。
在海水提铀吸附材料的规模化制备方面，研究人员通过改进材料合成方法和工艺参数，提高了材料的吸附性能和稳定性。
例如，一种基于聚酰胺纳米纤维的吸附材料被开发出来，其具有较高的吸附容量和较好的选择性，可以在海水中高效地吸附铀离子。
此外，还有研究人员利用镁铝层状双氢氧化物等无机材料制备了高效的吸附材料，展现了良好的应用前景。
为了实现海水提铀吸附材料的工程化应用，研究人员还进行了工程示范实验。
他们设计了一种流动吸附系统，通过循环流动的方式，实现了对海水中铀离子的高效吸附和再生。
在这个系统中，吸附材料被填充在固定床中，海水经过材料床层时，铀离子被吸附下来，经过一段时间后，吸附材料容器中的铀离子达到饱和，需要进行再生。
通过调整流速和再生条件，实现了吸附材料的高效再生和循环使用。
海水提铀吸附材料的规模化制备和工程示范研究的意义在于推动海水提铀技术的实际应用。
海水提铀技术可以为核能发展提供可持续的铀资源，减少对传统铀矿石的依赖，同时降低核能发展对环境的影响。
此外，海水提铀技术还可以促进海水淡化技术的发展，提高淡水资源的利用效率。
海水提铀吸附材料的规模化制备和工程示范研究是推动海水提铀技术商业化应用的重要一步。
通过不断改进吸附材料的制备方法和工艺参数，以及开展工程示范实验，我们可以更好地理解和应用海水提铀技术，为人类社会的可持续发展做出贡献。
海水提铀的方式
海水提铀的方式1. 引言海水中含有大量的铀资源，利用海水提取铀成为了一种备受关注的技术。
海水提铀是指从海水中分离和提取出铀元素，以供后续利用。
本文将介绍海水提铀的方式，包括传统方式和新兴技术，并对其优缺点进行评估。
2. 传统方式2.1 离子交换法离子交换法是一种常见的海水提铀方式。
该方法基于离子交换树脂的特性，通过将树脂与海水接触，使树脂上的功能基团与溶液中的铀形成络合物，并通过再生过程将络合物分离出来。
该方法具有以下优点： - 已经得到广泛应用，具有成熟的工艺流程； - 提取效率较高，可以达到一定程度上的商业化规模。
然而，离子交换法也存在一些缺点： - 需要大量耗能进行再生过程； - 对于溶液中其他金属离子也具有吸附作用，难以实现高纯度分离。
2.2 溶剂萃取法溶剂萃取法是另一种常用的海水提铀方式。
该方法利用有机溶剂与海水中的铀形成络合物，并通过相分离过程将络合物从溶液中分离出来。
该方法具有以下优点： - 提取效率高，可以实现较高纯度的铀分离； - 已经在实际工业应用中得到验证。
然而，溶剂萃取法也存在一些缺点： - 需要大量有机溶剂，对环境造成一定影响；- 高纯度的铀提取需要复杂的操作步骤。
3. 新兴技术为了克服传统方式存在的问题，研究人员不断探索新的海水提铀技术。
以下介绍两种新兴技术。
3.1 磁性吸附法磁性吸附法是利用特殊吸附剂对铀进行选择性吸附，并通过外加磁场将吸附剂与溶液分离。
该方法具有以下优点： - 吸附剂可重复使用，减少了废物产生； - 对其他金属离子具有较弱吸附作用，可以实现高纯度分离； - 适用于大规模工业生产。
3.2 膜分离法膜分离法是一种基于膜的过滤技术，通过选择性渗透性膜将溶液中的铀离子与其他离子分离。
该方法具有以下优点： - 操作简单，工艺流程相对简化； - 对环境影响较小，不需要大量有机溶剂。
然而，新兴技术也存在一些挑战： - 技术仍在发展阶段，需要进一步研究和实验验证； - 成本较高，需要进一步降低成本以实现商业化规模。
海水提取铀的方法探讨
海水提取铀的方法探讨海水提取铀的方法探讨导语：铀是一种重要的核燃料资源，而海水中富含丰富的铀资源。
然而，由于海水中铀浓度极低，提取海水中的铀一直以来都是一项具有挑战性的任务。
本文将探讨目前已知的海水提取铀的方法，并对其优缺点进行评估。
通过深入讨论这些方法，我们将能更好地理解海水提取铀的可行性和前景。
第一部分：海水中铀的存在形式在探讨海水提取铀的方法之前，我们需要了解海水中铀的存在形式。
海水中的铀主要以两种形式存在：离子形式和复合形式。
离子形式的铀以U3+和UO22+的形式存在，而复合形式的铀主要与碳酸根、氢氧根等形成络合物。
第二部分：传统海水提取铀的方法1. 全量浓缩法全量浓缩法是传统的海水提取铀的方法之一。
该方法首先将大量的海水抽取到反应器中，然后通过氨盐或氨水等溶液进行浓缩，使铀离子与溶液中的草酸离子发生反应，形成不溶性的草酸铀沉淀。
最后，通过沉淀、过滤和烘干等工艺步骤，得到纯铀。
优点：全量浓缩法可以从海水中高效地提取铀，适用于大规模生产。
缺点：该方法需要大量的能源和成本，并且对环境有一定的影响。
2. 氨处理法氨处理法是另一种常见的海水提取铀的方法。
这种方法通过将海水与氨水反应，使铀形成难溶于水的氨合铀络离子，并通过沉淀和过滤获得纯铀。
优点：氨处理法操作相对简单，且与全量浓缩法相比，能够减少能源消耗和环境影响。
缺点：氨处理法的提取效率相对较低，同时还需要处理氨水的回收和再生。
第三部分：新兴的海水提取铀的方法除了传统的海水提取铀方法外，还有一些新兴的方法正在被研究和开发。
1. 吸附材料法吸附材料法是一种在海水中吸附铀的方法。
通过使用特殊的吸附材料，如有机树脂、石墨烯氧化物等，可以选择性地吸附铀离子，并通过后续步骤对吸附材料进行再生，得到高纯度的铀。
优点：吸附材料法具有高选择性和高效率的特点，并且对环境影响较小。
缺点：吸附材料的制备和再生过程还需要进一步优化，同时吸附材料的成本也是一个挑战。
2. 膜分离法膜分离法是一种利用膜的选择性渗透特性来提取铀的方法。
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海水提铀原理
海水中的铀元素含量非常微小，但是如果能够有效地提取和分离出铀，那么海水就可以成为铀资源的来源。
海水提铀技术是一种利用化学方法从海水中提取铀的方法，具有高效、经济、环保等优点，是一种非常有前途的铀矿开发技术。
海水中铀元素的含量约为3.3ppb（亿分之三），这意味着每吨海水中只有3.3毫克的铀元素。
因此，要从海水中提取铀，必须采用高效的分离和富集技术。
目前，主要的海水提铀技术是树脂吸附法、离子交换法和膜分离法。
树脂吸附法是一种利用特殊树脂材料对铀进行吸附，然后再用一定的溶液将铀从树脂上洗脱下来的方法。
这种方法具有简单、易操作、成本低等优点，但是树脂吸附的效率较低，需要大量的树脂材料才能达到一定的提铀效果。
离子交换法是一种利用离子交换树脂对海水中的铀进行富集和分离的方法。
离子交换树脂主要是指一种具有特殊结构和化学性质的高分子材料，可以通过其内部的离子交换作用来富集和分离铀元素。
这种方法具有富集效率高、寿命长、可重复利用等优点，但是需要对溶液进行准确的调节和控制，以保证其稳定性和高效性。
膜分离法是一种利用半透膜对海水中的铀进行分离和富集的方法。
半透膜是一种具有特殊结构和化学性质的薄膜材料，可以通过其特
殊的渗透和分离作用来将铀从海水中分离出来，同时保留其他有用元素。
这种方法具有分离和富集效率高、操作简单、成本低等优点，但是需要对半透膜的材料、结构和性能进行精确的控制和调节，以保证其高效性和稳定性。
无论是哪种海水提铀技术，都需要先对海水进行前处理，将其中的杂质和干扰物去除，以保证提铀的效率和纯度。
同时，还需要对提取和分离的溶液进行后处理，将其中的废弃物和污染物进行处理和处置，以保护环境和生态。
海水提铀技术具有广阔的应用前景和市场潜力，可以有效地解决铀资源短缺和环境污染等问题，同时也可以促进海洋资源的开发和利用。
未来，随着海水提铀技术的不断发展和完善，相信将会有越来越多的企业和机构投入到这一领域中来，为人类社会的发展和繁荣做出更大的贡献。