鈾的提取過(guò)程

1、鈾的提取過(guò)程化應(yīng)1501 王櫻錦 李夢(mèng)妍1鈾鈾(Uranium)的原子序數(shù)為92的元素，其元素符號(hào)是U，是自然界中能夠找到的最重元素。鈾在地殼中的含量很高，平均含量約為百萬(wàn)分之2.5，這比鎢、汞、金、銀等元素的含量還高。鈾的化學(xué)性質(zhì)很活潑，在自然界總是以化合狀態(tài)存在著。已知的鈾礦物有一百七十多種，但具有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的鈾礦只有二、三十種海水中也有鈾，但是濃度很低，每噸海水平均只含3.3毫克鈾，但由于海水總量極大(海水中總含鈾量可達(dá) 4.5109 噸)，所以也在探索海水提鈾的方法2y鈾的提取過(guò)程鈾的浸取鈾的精制濃縮分離3一、鈾的浸取1、地浸法不直接將鈾礦石挖出，打幾口井，向地下注酸（或堿）液，在地

2、下把鈾溶解出來(lái)。然后，將鈾礦漿從地下抽上來(lái)，直接輸運(yùn)到水冶廠去加工。減少了污染環(huán)境的廢石和尾礦砂的產(chǎn)生。但受地質(zhì)水文條件限制，適用于地浸法的鈾礦床并不多。2、濃酸熟化-高鐵淋濾堆浸技術(shù)先將破碎礦石進(jìn)行濃酸熟化預(yù)處理, 使礦石中的鐵氧化為三價(jià), 鈾大部分轉(zhuǎn)化為可溶性鹽, 然后采用清水進(jìn)行淋浸。既縮短了礦石的浸出周期, 也提高了浸出合格液的鈾濃度。該研究成果目前已經(jīng)進(jìn)行了多年的工業(yè)應(yīng)用。（中國(guó)鈾礦冶生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展綜述，曾毅君）4一、鈾的浸取3、細(xì)菌氧化堆浸技術(shù)主要是利用氧化亞鐵硫桿菌對(duì)礦石中的黃鐵礦或吸附尾液中的Fe2+進(jìn)行氧化,使Fe2+轉(zhuǎn)變成Fe3+ , 從而完成對(duì)礦石中低價(jià)鈾的氧化浸出。工業(yè)試

3、驗(yàn)結(jié)果表明, 采用細(xì)菌氧化堆浸與常規(guī)氧化堆浸相比,硫酸消耗可降低12.5%, 浸出時(shí)間可縮短32%45%、浸出液鈾濃度可提高88.2%。4、井下爆破堆浸技術(shù)對(duì)于一些品位很低的鈾礦床來(lái)講(如含鈾品位低于0 .1 %), 如果由于地質(zhì)、水文條件的限制,無(wú)法進(jìn)行地浸開(kāi)采, 將礦石采出地表處理又不經(jīng)濟(jì)，可以采用井下爆破堆浸提鈾技術(shù)。首先在井下礦體內(nèi)采切出必要的采空區(qū), 然后采用擠壓爆破的方法在落礦筑堆的同時(shí)對(duì)礦石進(jìn)行破碎。降低成本的同時(shí)減少了地表放射性污染的程度。（中國(guó)鈾礦冶生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展綜述，曾毅君）5萃取法常用方法活性炭吸附法不能完全分離離子交換法選擇性沉淀法不能完全分離二、鈾的精制適合低濃度浸出液

4、處理常用方法6二、鈾的精制1、離子交換法 對(duì)于含鈾濃度低的浸取液采用離子交換法提取鈾較為合宜。離子交換法一般采用強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂吸附鈾。按吸附液含固量的多少，吸附可分為清液吸附、混濁液吸附和礦漿吸附。當(dāng)樹(shù)脂吸咐飽和后，經(jīng)水洗，再用淋洗劑（硫酸氯化鈉、硫酸氯化銨、硝酸硝酸鈉、硝酸硝酸銨、稀硫酸或稀硝酸）將鈾從樹(shù)脂上淋洗下來(lái)。2、萃取法常采用胺萃取法。從浸出液中把鈾變成硫酸鈾酰絡(luò)合陰離子，在溶有胺的溶劑（有機(jī)相）里，進(jìn)行選擇性萃取。然后使飽和有機(jī)相與含氯化物溶液或碳酸鈉溶液的的水相接觸，使鈾進(jìn)入水相（反萃?。?。（鈾精制過(guò)程中按萃取法的改進(jìn)，高田真吾）7三、濃縮分離 鈾同位素提取技術(shù)是從含有鈾2

5、35的混合物中提取鈾235，由于在天然鈾中主要含有鈾238（含量為99.275%），而鈾235的含量?jī)H為 0.720%。因此必須通過(guò)鈾同位素的分離來(lái)提高鈾同位素混合物中鈾235的含量。 鈾分離技術(shù)起源:由于鈾核裂變釋放大量能量，用于二戰(zhàn)時(shí)期制作核武器的核燃料。美國(guó)建立了以電磁分離，氣體擴(kuò)散，熱擴(kuò)散的三個(gè)工廠，其中氣體擴(kuò)散工業(yè)化貢獻(xiàn)最大。8氣體離心分離法同位素電磁分離法氣體擴(kuò)散分離法原子蒸汽激光同位素濃縮分離法同位素化學(xué)分離法氣體動(dòng)力學(xué)分離法三、濃縮分離等離子體分離法（國(guó)外鈾分離與濃縮技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)展，梁進(jìn)龍）激發(fā)、電離、分離溶劑萃取法離子交換法質(zhì)量不同的離子磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)半徑不同（噴咀法）離子

6、回旋共振原理91、氣體擴(kuò)散分離法 基本原理：在分子間的相互碰撞忽略不計(jì)的情況下，氣體混合物中質(zhì)量不同的氣體分子 (例如235U和238U的平均熱運(yùn)動(dòng)速率與其質(zhì)量二次方根成反比。當(dāng)氣體通過(guò)擴(kuò)散膜時(shí),速率大的輕分子(235U)通過(guò)的幾率比速率小的重分子(238U)的大。 實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，采取30004000層的串聯(lián)級(jí)聯(lián)裝置來(lái)反復(fù)加大濃縮系數(shù)。二戰(zhàn)期間貢獻(xiàn)很大，是第一個(gè)商業(yè)濃縮法，同時(shí)也是目前最成熟的鈾同位素提取術(shù)，缺點(diǎn)是耗電量極大，成本很高。102、氣體離心分離法 利用在離心力的作用下，分子質(zhì)量不同的流體的壓強(qiáng)分布不同的原理分離同位素的方法。在巨大的離心力場(chǎng)作用下，輸入離心機(jī)的六氟化鈾氣體中的輕分子235UF6在離心機(jī)轉(zhuǎn)子中央部分加濃, 而重分子238UF6更多地趨于筒壁，造成鈾同位素