下载文档原格式
盐湖卤水中铀的分离提取研究摘要铀是核科学中最基本、最重要的元素，是一种军民两用的战略资源。
随着核电的飞速发展，铀的需求量不断增加，而铀矿的储量是有限的。
海水中铀的总储量达45亿吨，因此海水提铀成为近年来世界各国研究的热点。
但海水中的铀浓度很低（3μg/L），提取难度大，成本高。
研究结果表明，盐湖卤水中铀的浓度是海水的100倍甚至更高。
我国盐湖资源丰富，极具开发价值，开展盐湖提铀研究符合国家重大需求。
本文以从真实盐湖水中获得常量铀产品为最终目标，选取青海尕斯库勒湖区水样开展了盐湖提铀的相关研究工作。
对盐湖不同开发阶段的卤水进行了取样分析，总结了卤水日晒蒸发过程中铀浓度的变化规律，认为盐湖钾资源开发过程中产生的老卤水是盐湖提铀的最佳水源。
用接枝法和共交联法分别合成了偕胺肟基化的介孔氧化硅材料，利用红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）和物理吸附仪对材料结构进行了详细的表征；考察了铀溶液初始pH、吸附时间、铀溶液初始浓度、吸附剂用量和共存离子等因素对铀吸附的影响。
研究表明，偕胺肟基修饰能够有效提高介孔氧化硅对铀的吸附速率和吸附容量，偕胺肟基对铀的吸附是肟基上的N和氨基上N共同作用的结果。
在此基础上，考察了偕胺肟基介孔氧化硅材料对真实盐湖卤水中铀的吸附，发现共交联法制备的材料对实际盐湖水样中铀的吸附容量最高可达3.5 mg/g，是一种具有应用前景的吸附剂。
为了进一步提高材料对铀的吸附效果，制备了咪唑介孔氧化硅并研究了其对铀的吸附行为，为偕胺肟基咪唑介孔氧化硅材料在实际盐湖提铀中的应用提供了基础数据。
实际盐湖卤水体系复杂，无机盐含量极高，即使吸附材料对铀有很好的选择性也无法完全避免其对杂质元素的吸附。
为了从盐湖中得到高纯度的铀提取物，设计了先吸附富集再萃取纯化的盐湖提铀工艺流程，以介孔氧化硅为吸附剂，优化了吸附富集过程中吸附时间、解吸剂种类、解吸剂用量等工艺条件，并以磷酸三丁酯（TBP）为萃取剂对所得铀产品进行了纯化。
核能作为目前最清洁的一种能源，在其发展过程中，我们必须从矿石中提取铀—一种能够发生核裂变并产生核聚能的金属，而铀在矿石中含量是相当低的。
铀在地球上的平均含量比较低，且很分散，这就要求我们不能像火法冶金一样，直接从矿石中提取，必须进行湿法冶金——其中包括浸出、分离、纯化、浓缩、沉淀等多个工序，制取发展核能所必须的铀制剂。
因此首先必须针对矿石的特性进行浸出，将大多数无用的杂质分离出来。
浸出就是用化学试剂将与众多矿物伴生的矿石中的有用组分—铀转化为可溶性化合物，并选择性地溶解出来，得到含金属铀的溶液，实现铀组分与杂质组分的分离过程。
随着核电的发展，需要愈来愈多的铀作为核反应堆的核燃料，因此我们要从各种不同铀矿石中采取浸出的方法提取铀，来获得我们所需要铀产品，这也是制取核燃料的第一步。
接着通过离子交换或萃取的方法制取铀的化合物，并通过沉淀的方法制取铀的浓缩物，然后通过纯化、氧化还原制取铀的氧化物，再通过冶金制取铀金属，最后制成我们所需要的核燃料。
这里所提到的浸出就是将含有溶剂的水溶液，例如酸溶液或碱溶液等，直接与矿石按一定的比例进行搅拌混合接触，使之在矿石中的铀有选择性地溶解在含有酸、碱的水溶液中，而与其它不溶解的矿物进行分离，得到含有绝大部分的铀而只含有极少部分溶解的其它矿物成分的水溶液，从而实现铀与其它矿物的分离。
浸出技术经过长期的发展，特别是我国核工业经历几十年的发展，产生许多不同的浸出的方式和方法。
浸出过程根据固液接触方式和形式是多种多样的。
影响浸出效率的高低取决于许多因素，其中最主要的就是我们所常说的浸出六大因素的研究：1）矿石的粒度；2）浸出液固比；3）浸出试剂的浓度；4）浸出时的温度；5）浸出时间的长短；6）氧化剂的用量。
浸出的机理主要是当含有浸出剂（如硫酸或碱）的溶液与含有铀的矿物接触时，溶液中的溶剂不断地通过矿石中孔隙向铀矿物表面扩散，当溶液中的溶剂与所要取得的铀矿物接触时，铀矿物就不断地扩散到溶液中与溶剂进行结合生成新的化合物，同时含有溶解铀的溶剂也不断地向矿物外的溶液中扩散，此时进入溶液中的铀矿物即是我们所要取得的目标物——铀化合物。
