铀提取工艺学
铀水冶工艺-4.1离子交换树脂及离子交换反应
重点讨论从酸性矿浆与浸出液中提取铀的问题。
我国铀矿石的特点之一是铀的含量很低，一般情况下， 铀的品位为千分之几至万分之几。并且，随着铀工业的 发展，低品位铀矿石所占的比例将会愈来愈大。处理如 此低品位矿石，所得到的浸出液或矿浆，其中铀的浓度 也必然很低。
矿浆中所含固体颗粒的表面对有机萃取剂有吸附作用， 从而可能引起乳化，造成有机相损失。
因此，在上述情况下，应用萃取法是不经济的。反之， 如果是清液，铀浓度又高，则萃取法更合适些。
尽管离子交换法提取铀有许多优点，但是，也存在一些 问题。
例如，离子交换树脂的交换速度较萃取剂的萃取速度慢， 树脂对铀的吸附容量也较小；由于树脂在操作过程中体 积发生变化，因而会产生破裂变细，这不仅造成树脂的 损失，也增大了铀的损失，但通过树脂的不断改进，这 些问题已经得到较好的解决。
5.1.2 相关术语
尾液——指经过回收工序处理之后的浸出液， 经过什么样的工序处理，就在尾液之前冠以什 么名称的尾液，如经过吸附后的浸出液，称吸 附尾液，经过电解后的浸出液称电解尾液。
只有一个例外，就是沉淀之后的溶液称沉淀母
液，这是为了照顾我国的习惯叫法。
淋洗剂——用于淋洗富含有价金属（如铀）的饱和树脂 的液体，如：H2SO4 + NaCl + H2O等。
新树脂
用过的树脂（旧树脂）
离子交换树脂为一种带有官能团（又称为交 换基团）的三维交联的高分子聚合物，交联 的作用在于使聚合体在水溶液中成为具有一 定溶胀度的不溶性固体；官能团是决定树脂 化学活性的主要组成部分。
离子交换树脂具有强烈的亲水性，可以把在水中溶胀的树脂看 作一种高浓度的聚合电解质溶液；其中起官能作用的有机离子 基团，固定于高聚物骨架上，不能移动，故称为固定离子；与 固定离子同时存在的另一种离子，其数量与它相等，电荷种类 相反(通常称为反离子)，故树脂本身呈电中性。正是这种反离 子可以与外部溶液中带同种电荷的离子进行交换。
第二章核燃料提取与纯化
(1)铀黑
其主要化学组成为：UO3>9.8－40.4%，UO2微量 －11.7%，ThO2< 3%。 铀黑也是提取铀的重要原料，通常与原生铀矿 物一起开采。
(2)铀云母类矿物
其化学通式为： R(UO3)2· (MO4)2· n H 2O 式中，R——Ca，Cu，Fe，Ba，K等元素 M——P，As，V等元素 n——矿物结合水分子的数目 由此可见，铀云母类矿物是六价铀的磷酸盐、砷 酸盐或矾酸盐。
磨矿流程
磨矿产品的粒度由矿石中铀矿物赋存的粒度 而定。为了使铀矿物充分暴露，通常需要把铀 矿石磨到200目（0.074 mm）占50 % 以上。控 制磨矿产品的合适粒度，既避免过粉碎造成泥 化，又可以降低能耗。 30mm
粗磨 细磨 超细磨
0.15 mm ~ 3mm 0.02 mm ~0.15mm
< 10μm ，通常为0.05μm ~ 1μm
浸出体系
酸性溶液浸出
铀 矿 浸 出
碱性溶液浸出 盐溶液浸
细菌浸出
1酸法浸取
硫酸浸出
其反应式为： UO3 H 2 SO4 UO2 SO4 H 2O
UO2 SO4 SO
2 4
[UO2 (SO4 )2 ]
2
2 [UO2 (SO4 )2 ]2 SO4 [UO2 (SO4 )3 ]4
选矿
使铀矿物和脉石矿物尽可能分离，以便充分、合理 和经济地利用矿产资源。 提高需要加工的铀矿石的品位，减少需要 加工的铀矿石量，降低铀矿加工成本。 使伴生元素的矿物与铀矿物分离，达到综 合回收的目的。 减少消耗浸出剂（酸或碱）的脉石矿物，降 低浸出剂的消耗。
由铀矿物在矿 石中分布的不 均匀性决定的
选 矿 目 的
铀矿石放射性成分及核燃料提取工艺表
铀矿石放射性成分及核燃料提取工艺表
以下是铀矿石的放射性成分和核燃料提取工艺表：
铀矿石放射性成分表
注：上述含量数据仅供参考，具体数值可能因铀矿石来源和其他因素不同而有所变化。
核燃料提取工艺表
以上工艺步骤是一般用于铀矿石核燃料提取的常见方法，具体的工艺流程可能因提取方式和设备不同而有所变化。
在操作过程中应注意安全措施，并遵守相关法规和规定。
请注意，以上信息仅供参考，具体的铀矿石放射性成分和核燃料提取工艺应根据实际情况和相关法规进行确切的确认和操作。
熔融盐电解法制备铀的工艺
汇报人：可编辑 2024-01-06
• 熔融盐电解法介绍 • 制备铀的工艺流程 • 工艺参数与优化 • 安全与环保 • 未来发展与挑战
01
熔融盐电解法介绍
熔融盐电解法的定义
熔融盐电解法是一种利用熔融盐作为 电解质，通过电解作用将原料中的有 价元素还原并沉积在阴极上的一种制 备方法。
电解质组成
总结词
电解质组成对熔融盐电解法制备铀的工艺具 有重要影响。
详细描述
电解质组成直接影响到熔融盐的物理性质、 化学性质以及与电极材料的相容性，从而影 响电极反应的进行和产物的生成。合适的电 解质组成可以促进电极反应的进行，提高产 物生成效率，同时减少副反应和腐蚀问题。 因此，选择合适的电解质组成是熔融盐电解 法制备铀工艺的关键之一。
电解压力
总结词
电解压力对熔融盐电解法制备铀的工艺具有重要影响。
详细描述
电解压力的大小直接关系到电解质的蒸汽压和电极反应的气体产物。在高压下，电解质蒸汽压增大， 可能导致电解质损失和设备腐蚀。同时，高压下电极反应产生的气体产物可能难以排出，影响电极反 应的进行。因此，选择适当的电解压力对于保持工艺稳定和产品质量至关重要。
金属铀收集
电解完成后，收集阴极上 还原出的金属铀。
盐类回收
对电解质进行回收再利用 ，减少资源浪费和环境污 染。
产物纯化
对收集到的金属铀进行纯 化处理，去除其中的杂质 ，提高其品质。
03
工艺参数与优化
电解温度
总结词
电解温度对熔融盐电解法制备铀的工艺具有重要影响。
详细描述
电解温度的高低直接影响到电解质的流动性、电极反应的速率以及产物收集的难易程度。在高温下，电解质流动 性好，电极反应速率快，但过高的温度可能导致电极材料的腐蚀和挥发。因此，选择合适的电解温度是实现高效 制备的关键。
铀及其化合物的化学与工艺学
铀及其化合物的化学与工艺学
铀是一个金属元素，它在化学性质上类似于铂和锇。
铀有三个氧化态：+4、+5和+6。
在自然界中，铀存在于两种主要的同位素：铀-238和铀-235。
铀化学主要涉及铀离子的性质，例如铀-238的氧化状态为+4和+6，而铀-235的氧化态为+3、+4和+6。
铀化合物
铀的化合物因铀的氧化态不同而具有不同的性质。
铀离子相对较稳定，可以与大多数阴离子形成化合物，包括氧化物、硫化物、氯化物、溴化物、碘化物、氟化物、亚砜、亚硝酰基化合物和羰基化合物等。
铀的化合物在核工业中起着重要作用。
铀存在于燃料棒中，其氧化态和化合物的选择对燃料棒的性能和寿命有重要影响。
此外，铀的化合物还在放射性同位素制备、核燃料循环、核废料处理和核武器制造中发挥作用。
铀的工艺学
铀的工艺学涉及铀矿石从提取、加工、浓缩、精炼到转化为核燃料的过程。
矿石的提取是铀工业的第一步，它需要经过挖掘、破碎和浸出等步骤，提取出含铀的溶液。
然后通过化学和物理处理将其浓缩和纯化。
提纯后的铀可用于核燃料生产
或其他核应用。
铀的制备和循环需要遵循众多严格的规定和安全措施，以确保工作人员和环境不会受到辐射危害。
在资源和环境方面，铀工业也需要开展相关性能研究和评价。
铀提取方法材料
铀提取方法材料嘿，朋友们！今天咱就来聊聊铀提取方法材料这档子事儿。
铀啊，这可是个厉害的玩意儿，在核能领域那可是有着至关重要的地位呢！那要怎么把它从各种材料里提取出来呢？咱先说说从矿石里提取铀吧。
就好像从一大袋混合糖果里挑出你最喜欢的那颗巧克力糖一样，得有专门的办法。
矿工们先辛辛苦苦地把含有铀的矿石挖出来，这就像是找到了那袋糖果。
然后呢，通过各种复杂的工艺和化学过程，把铀给分离出来。
这过程可不简单，就像你要从一堆乱麻里找出那根关键的线。
有一种常见的方法叫溶剂萃取法。
这就好比是一场巧妙的筛选游戏，用特定的溶剂把铀给“勾引”出来，让它乖乖地从矿石的大集体里脱离出来，进入到我们想要它去的地方。
还有离子交换法，这就像是给铀设置了专门的通道，让它顺着通道走，而其他杂质就被挡在了外面。
提取铀的材料也很关键呢！就像炒菜得有好锅好铲子一样。
那些专门的化学试剂、设备，都是为了能更好地把铀给弄出来。
这些材料就像是铀的好朋友，能帮助它顺利地完成这场“分离之旅”。
想象一下，如果没有合适的方法和材料，那铀不就像迷失在茫茫大海里的小船，找不到回家的路了吗？所以啊，这铀提取方法材料可真是太重要啦！它们就像是打开核能宝库的钥匙，没有它们，我们怎么能享受到核能带来的便利和好处呢？而且啊，随着科技的不断进步，铀提取的方法和材料也在不断改进和创新呢！就像我们的手机一代代更新一样，变得越来越厉害。
说不定以后会有更加高效、环保的方法出现，让铀的提取变得更容易、更安全。
总之呢，铀提取方法材料可不是随便说说的事儿，这背后有着无数科研人员的努力和智慧呢！我们得好好珍惜他们的成果，让铀在合适的地方发挥出它最大的作用。
大家说是不是这个理儿呀！。
铀235的制造方法
铀235的制造方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铀235是一种重要的放射性同位素，其具有核裂变性质，在核能领域具有广泛的应用。
铀235的制造方法是指提取和浓缩铀235同位素，以便在核反应堆中进行核裂变反应，产生巨大的能量。
铀235的制造方法主要包括铀235的提取和浓缩两个步骤。
提取铀235的方法一般通过各种化学反应和物理分离技术进行，常见的提取方法包括溶剂萃取法、气体扩散法和离心法等。
这些方法能够有效地将含有铀235的原材料与其他同位素进行分离，使得铀235的含量得以提高。
在铀235的提取后，还需要进行浓缩。
铀235的浓缩方法主要是通过对铀235与铀238的物理和化学性质差异的利用，常见的浓缩方法有气体离心法、气体扩散法和电磁分离法等。
这些方法能够使铀235的比例进一步提高，以满足核反应堆对高浓缩铀燃料的需求。
铀235的制造方法在核能领域具有广泛的应用。
高浓缩铀燃料可用于核电站中的核反应堆，通过核裂变反应释放能量，从而产生电能。
此外，铀235还可以用于核武器的制造，核武器以其极高的能量释放造成巨大破坏力。
同时，铀235的制造方法也为核能科学研究提供了基础，有助于进一步探索和发展核能技术。
综上所述，铀235的制造方法是通过提取和浓缩铀235同位素，以满足核能领域的需求。
该方法在核电站、核武器以及核能科学研究等领域具有重要的应用价值。
对于铀235制造方法的深入研究，不仅有助于推动核能领域的发展，还能为人类社会带来可持续能源和国家安全方面的重大贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，首先对铀235的制造方法进行简要的概述，介绍其相关背景和重要性。
然后，介绍本文的结构和组织方式，包括各个章节的内容和主要观点。
最后，明确本文的目的，即通过对铀235的制造方法进行详细的分析和探讨，以期为相关领域的发展和应用提供参考。
正文部分将分为四个小节，分别是铀235的概述、铀235的提取方法、铀235的浓缩方法和铀235的制造方法的应用领域。
地浸采铀技术科普知识
地浸采铀技术科普知识地浸采铀（是原地浸出采铀的简称），是一种通过钻孔工程，借助化学试剂，从天然埋藏条件下把矿石中的铀溶解出来，而不使矿石产生位移的集采、冶于一体的铀矿开采方法。
在整个采矿过程中，不需要开凿巷道或揭开覆盖层去采出和运输矿石，基本不破坏地貌和地表景观，全流程地表作业和控制。
地浸采铀是一种安全、绿色、环保的铀矿采冶新工艺。
酸法地浸采铀过程见下图。
酸法地浸采铀过程形象图根据配制浸出剂的酸碱度不同，井场浸出工艺分为酸法、碱法和中性浸出三种：（1）酸法地浸：工程上通常采用工业浓硫酸和双氧水配制浸出剂，酸化后浸出液pH在1.5-2.5之间；溶液与矿石的化学反应强烈，浸出率和浸出液铀浓度高，原材料消耗偏高，设备材料耐腐蚀性要求高；矿石中碳酸盐矿物含量高的矿床不能用酸法浸出。
（2）碱法地浸：工程上通常采用碳酸钠、碳酸氢钠或碳酸铵、碳酸氢铵等配制溶浸液，浸出液pH在9-10之间；因含矿层化学沉淀和结垢现象突出，钻孔产能低而被废弃。
（3）中性地浸：工程上通常采用CO2和O2配制浸出剂，浸出液pH在6.5-8.0之间，溶液与矿石的化学反应温和，浸出率和浸出液铀浓度偏低，原材料消耗低；矿石中铀的浸出性能不好，含矿层地下水承压水头＜100m，不能用中性浸出。
地浸采铀过程是一个与铀的自然沉积作用相反的过程，地浸开采应具备的基本条件包括：1）矿石具有一定的渗透性，一般要求渗透系数＞0.1m/d；2）含矿层富水，且具有连续稳定的隔水顶、底板；3）矿石中铀的存在形式与赋存状态适宜于浸出。
我国于20世纪70年代初开始地浸采铀试验研究。
经过几代地浸科研人的不懈努力，目前我国已掌握了酸法地浸、第三代天然铀生产的核心技术，成功实现了酸法浸出和CO2+O2浸出的工业化应用，建成了一定规模的地浸采铀生产矿山，多数工程技术经济指标接近或达到国外先进水平。
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铀生产简史
1950年至1959年是铀生产的大发展阶段。此阶段主 要由于核电站的建设促使铀工业的大发展。另外，1945 年美国首先研制成原子弹，其后又进一步加紧了核武器 的研制，并于1952年进行了氢弹爆炸试验。随后，苏、 英、法等国也相继赶上，大量生产核燃料，发展核武器。 这一切都给铀生产的发展以巨大的刺激。
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铀提取工艺是一门综合性的技术，其基本原则是 经济的原则，也就是盈利的原则，即用最低的支出获 得最高的收入，而且收入必须大于支出，同时应当考 虑较高资源利用率的原则。因此，铀提取工艺要求被 提取的铀矿石必须有尽可能高的铀品位，工艺流程应 当尽可能短，消耗的试剂和选用的设备应当尽可能少， 操作应当简单、方便、易行，有经济合理的尾矿和废 水处理方案，并且尽可能考虑综合回收。总而言之， 采用新技术、新设备、新材料，达到降低成本的目的， 这是开发和研究铀提取工艺的基本方向。
铀的沉淀
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第1章 绪论
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第1章 绪论
1.1 铀生产简史 1.2 铀提取工艺技术的现状与发展
趋势
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产简史
从20世纪40年代初开始，就世界范围看，作为核 武器制造、核能利用计划一部分的铀工业，经历了建 立、大发展、停顿和新发展四个历史阶段。
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铀生产简史
17日又成功地进行了第一次氢弹试验。我国核能工业尽 管起步较晚，但其发展速度还是较快的。当前，在巩固 原有发展成果的同时，正在采取积极措施，以便更有效 地发展我国的核能事业。
我国核工业的创建和发展是新中国成立以来最大和 最有影响的成就之一。新中国成立以后，面对美国的核 威胁和核讹诈，毛泽东、周恩来等国家领导人高瞻远瞩、 审时度势，毅然作出了发展我国原子能事业的战略决策。 从1955年起我国开始铀矿普查勘探工作，并在1958年向 国家提交了第一批铀矿工业储量。1956年8月
1960年至1970年间，铀生产处于一个下降阶段，这 是由于铀生产的订货已超过了当时的实际需求量。
1971年到现在是铀生产的回升阶段。20世纪70年代 初期，资本主义各国普遍出现了能源短缺的情况；
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铀生产简史
另外，核电技术的新发展，使核燃料上具有了和煤、石 油等化学燃料相竞争的能力。
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1.2 铀提取工艺技术的现状与发展趋势
核能工业的发展要求铀的提取与精制工艺技术不断 地改进和革新。目前，铀提取与精制工艺技术的革新主 要着眼于简化操作、缩短流程，节省消耗、降低成本， 其进展情况概括起来有如下几个方面。
改善浸取过程的经济技术指标是减少铀生产成本的 关键一环，在这方面已取得了不少可喜的进展。
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铀生产简史
1980年以后，由于国际市场铀产品价格的不断下滑， 国内铀产品供过于求。中国的铀工业生产规模过大，采冶 失调，铀产品成本过高，必须按照 “调整、改革、整顿、 提高”的方针对铀矿冶工业进行调整。大部分用常规方法 生产的铀水冶厂由于各种原因改建、停产或退役。同时， 加强对矿石堆浸和原地浸出工艺的开发研究工作，新建了 一些用原地浸出、就地破碎浸出和地表堆浸工艺提取铀的 厂矿。目前，我国采用原地浸出、就地破碎浸出和地表堆 浸工艺生产的铀产量已占总产量的70%，其中原地浸出占 20 ~25 %，就地破碎浸出占10 ~ 15 %，地表堆浸占35 ~ 40 %。
总之，经过几十年的发展，世界铀生产工业已发展 到相当大的规模，据不完全统计，到1977年底，除已拆 除的外，国外铀水冶厂共有100余座，按U3O8计的总生 产能力在33000t·a-1以上。与此同时，随着铀生产的发 展，铀生产的工艺技术也在不断更新、改进。
随着国民经济建设的发展，我国也建立了一套完 整的原子能工业体系。1964年10月16日，我国成功地 爆炸了第一颗原子弹；仅隔两年八个月，于1967年6月
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铀生产简史
至1957年初先后确定了第一批建设的铀矿冶企业，即：三 矿（郴州铀矿、衡山大浦铀矿和上饶铀矿）一厂（衡阳铀 厂）的项目和厂址。1958年建立了主管铀矿冶工作的二机 部十二局，同时成立了新疆矿冶公司和中南矿冶公司，组 建了北京铀矿选冶研究所、铀矿冶设计研究院和铀矿开采 研究所。三矿一厂于1962年9月至1963年10月陆续建成并 顺利投产，实现了从矿石到UO2的工业生产，成功地解决 了原子能工业的原料问题，经过厂矿院所的共同努力，用 最快的速度生产出制备了第一颗原子弹需要的UO2和UF4， 为1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸成功作出了贡献。
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铀生产简史
根据我国核电发展规划，到2020年核电发电量占总 电量的4%，需要建立40座百万千瓦的核电站，这将对 核燃料铀产生巨大的需求。据2008年度中国国家原子能 机构出版的红皮书《铀资源、生产与需求四十年回顾》 报道，到2020年我国铀资源储量至少要保有4×105t。 此外，还要保障核军工发展的需要，需求量更大。2020 年以后，核军工和核电对天然铀的需求量将进一步增加， 天然铀的供需矛盾将更加突出。
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铀生产简史
1963年国家决定建立第二批铀矿冶企业。到1967年先后建成 了广东和抚州两个铀矿冶联合企业，开发建立了新的铀矿、放射 分选厂和铀水冶厂，包括：衢州铀矿、本溪铀矿、修水铀矿、兴 城铀矿和伊宁铀矿及水冶厂等。
1970年，我国铀矿冶工业受到十年动乱期间“左” 的指导思想的严重干扰，提出新建近30个铀矿山（点） 和十几个铀水冶厂的高指标、大计划，给铀矿冶工业造 成很大的浪费和极为严重的后果。在建立第三批铀矿冶 企业的过程中，铀矿冶的科研工作仍然取得一定程度的 进展。
20世纪40年代初到1949年是铀生产工业的建立阶 段。在此期间，铀的生产只是为了制造原子弹。当时， 由于时间紧迫，来不及普遍找矿，故所需铀矿石，主 要来自已知的铀矿床和以前提镭、钒的含铀尾矿。直 到1946年，有关国家的铀矿地质勘探及开采工作才普 遍开展起来。在这期间，对铀矿石的提取工艺做了许 多奠基性的研究。
核资源与核燃料工程学院
铀提取工艺 学
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南华大学核资源与核燃料工程学院 《铀提取工艺学》教学课件 课件制作 毛拥军
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总目录
• 第1章 • 第2章 • 第3章 • 第4章 • 第5章 • 第6章 • 第7章
绪论
铀及其化合物的性质 铀的浸出 矿浆的固液分离和洗涤 离子交换法提铀工艺 萃取法提铀工艺