离子交换法提铀
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。
铀纯化转化工艺流程
铀纯化转化工艺流程引言铀是一种重要的核燃料，广泛应用于核能发电和核武器制造等领域。
铀纯化转化工艺流程是将天然铀经过一系列的物理和化学处理，提取出纯度较高的铀化合物的过程。
本文将详细介绍铀纯化转化工艺流程及其相关技术。
二级标题1：铀矿石的处理铀矿石是铀纯化转化工艺的起始原料，其主要包括天然铀矿石和次生铀资源。
铀矿石的处理主要包括矿石选矿、破碎、磨矿等步骤。
三级标题1：矿石选矿矿石选矿是将铀矿石中的有用矿物与非有用矿物进行分离的过程。
常用的选矿方法包括浮选、重选、磁选等。
通过选矿，可以提高铀矿石的品位，减少杂质的含量。
三级标题2：破碎和磨矿破碎和磨矿是将铀矿石进行粉碎的过程，以便于后续的提取工艺。
破碎通常采用颚式破碎机、圆锥破碎机等设备，磨矿则采用球磨机、砂轮磨机等设备。
破碎和磨矿的目的是将铀矿石细化到一定的粒度，提高提取效率。
二级标题2：铀的浸取铀的浸取是将破碎和磨矿后的铀矿石中的铀溶解到溶液中的过程。
常用的浸取方法有酸浸法、碱浸法和氧化浸法等。
三级标题1：酸浸法酸浸法是将破碎和磨矿后的铀矿石与酸性溶液进行接触，使铀溶解到溶液中。
常用的酸浸剂有硫酸、盐酸等。
酸浸法的优点是操作简单、反应速度快，但同时也存在酸性废液处理难等问题。
三级标题2：碱浸法碱浸法是将破碎和磨矿后的铀矿石与碱性溶液进行接触，使铀溶解到溶液中。
常用的碱浸剂有氢氧化钠、氢氧化铵等。
碱浸法的优点是溶液中铀的浓度较高，但同时也存在碱性废液处理难等问题。
三级标题3：氧化浸法氧化浸法是将破碎和磨矿后的铀矿石与氧化剂反应，使铀氧化成可溶性的铀酸盐，再将其溶解到溶液中。
常用的氧化剂有过氧化氢、高锰酸钾等。
氧化浸法的优点是无需使用酸碱，但同时也存在氧化剂的成本较高等问题。
二级标题3：铀的纯化和转化经过浸取后的含铀溶液中仍然含有杂质，需要进行纯化处理。
纯化过程主要包括铀的沉淀、溶液的过滤和浓缩等步骤。
三级标题1：铀的沉淀铀的沉淀是将含铀溶液中的铀与沉淀剂发生反应，形成沉淀物的过程。
铀钼分离
用离子交换法从某铀钼矿浸出液中回收与分离铀钼的研究因此,选择性能较好的离子交换树脂,使之对铀、钼都具有较高的吸附效率,选择较好的铀、钼解吸剂和解吸流程,获得较高的铀、钼解吸效率以及得到较高的铀、钼分离系数,这些都是离子交换法分离铀、钼所要解决的主要问题。
某铀矿是一个铀钼共生的矿床,采用复合助浸剂浸出。
由于浸出技术有较大的突破,浸出液中的铀、钼质量浓度都有较大的提高[324],一般均在1.0g/L左右。
现以该铀钼矿的浸出液为料液,开展离子交换分离铀、钼的研究工作。
1树脂的筛选分别选择强酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂等对该浸出液进行静态吸附试验。
根据试验结果对其中2种树脂进行进一步比较,即大孔强碱性阴离子交换树脂D2A与大孔弱碱性阴离子交换树脂D2B。
根据各种树脂吸附铀、钼的情况,设想离子交换树脂吸附分离铀、钼工艺可以采用以下2种方案进行:1)用1种树脂同时吸附铀、钼,然后再分步解吸铀、钼。
使用树脂D2A或D2B都可以达到这一目的。
2)用2种树脂分别吸附铀、钼,然后再分别解吸铀、钼。
利用某几种阳离子交换树脂不吸附铀的优势,可先吸附钼,然后利用树脂D2B或D2A吸附铀,但在经过几个循环后需要对钼进行解毒。
根据上述分析,拟采用第1种方案,即用树脂D2A或树脂D2B从铀、钼的浸出液中同步吸附铀、钼,然后再分步解吸铀、钼。
试验表明,无论是吸附铀还是吸附钼树脂D2B都比树脂D2A吸附速度快,吸附铀、钼容量高。
在水解吸氯化铀酰配合物形式的铀,再用氢氧化钠溶液解吸钼时,铀、钼的解吸速度、解吸效率和解吸峰值,树脂D2B均优于树脂D2A,再加上树脂D2B又是弱碱性树脂,而树脂D2A是一种强碱性树脂,因而在解吸钼时无论是氨水还是氢氧化钠都可以灵活运用。
因而树脂D2B被采用。
2铀、钼分离的解吸流程铀、钼有效解吸分离是树脂D2B解吸流程的关键。
如果先解吸铀、且解吸铀比较完全,钼基本上或很少被解吸,则就能保证铀、钼有较高的分离系数。
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。
海水提铀原理
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。
提纯铀化学方程式
提纯铀化学方程式
提纯铀
1. 什么是提纯铀
提纯铀是指将含有杂质的铀材料经过一系列化学反应和物理操作，将杂质去除，获得纯度较高的铀金属或其化合物的过程。
2. 提纯铀的相关方程式
重水法
重水法是一种常用的提纯铀的方法。
下面是该方法中的相关方程式：
•过滤反应方程式：
2H2S + O2 -> 2H2O + 2S
•氢化铀反应方程式：
UF4 + 2D2O -> UO2 + 4DHF
•还原反应方程式：
UO2 + 2DHF -> UF4 + 2D2O
溅射离子束法
溅射离子束法是另一种常用的提纯铀的方法。
下面是该方法中的相关方程式：
•溅射反应方程式：
U + He+ -> U+ + He
3. 提纯铀的例子
离子交换法
离子交换法是提纯铀的常用方法之一。
在该方法中，通过离子交换树脂，可以将含有杂质的铀溶液中的杂质离子与树脂上的某种离子交换，实现提纯的目的。
溅射离子束法
溅射离子束法是一种使用高能离子束轰击含有铀杂质的样品，将杂质离子从样品表面移除的方法。
这可以用于提纯铀和去除表面上的杂质。
结论
提纯铀是通过一系列化学反应和物理操作，将含有杂质的铀材料去除杂质，获得纯度较高的铀金属或其化合物的过程。
重水法和溅射离子束法是常用的提纯铀的方法。
离子交换法和溅射离子束法也是提纯铀的例子。
提取铀的方法有几种原理
提取铀的方法有几种原理
提取铀的方法主要基于三种原理：
1. 萃取法：这是最常用的提取铀的方法之一。
萃取法利用特定化合物或溶剂与铀形成络合物，然后通过分离和回收这种络合物来提取铀。
常用的络合物包括有机酸、有机酮、有机酮酸和有机磷酸酯。
萃取法适用于铀矿石或废弃物中铀的分离和浓缩。
2. 溶剂萃取法：这种方法通过将铀从溶液中转移到有机溶剂中来实现提取。
溶剂萃取法的关键是选择合适的有机溶剂，以及调节溶液的pH和添加络合剂来增强铀和有机相的分配系数。
常用的有机溶剂有三十根碳原子的大体积有机相和磷酸酯类有机溶剂。
3. 离子交换法：离子交换法利用离子交换树脂的特性来提取铀。
离子交换树脂是一种具有特定功能基团的高分子材料，它能够将溶液中的铀离子吸附到树脂颗粒上，并通过更换溶液中的其他离子来实现铀的脱附。
离子交换法通常用于从稀矿浸出液或废水中回收铀。
离子交换色谱法分离铀同位素
离子交换色谱法分离铀同位素
离子交换色谱法分离铀同位素是一种常用的核素分离方法，其原理是在有机氯化物溶液中，将铀及其同位素的离子通过离子交换树脂的立体定向吸附和改变溶液pH值而达到分离同位素的目的。
1、样品前处理：将样品加入有机氯化物溶液，搅拌均匀后进行萃取，以获得一定浓度的U(VI)溶液；
2、离子交换色谱：将U(VI)溶液放入离子交换色谱系统，利用离子交换树脂实现U(VI)离子与树脂之间的立体定向吸附，使U(VI)离子从溶液中被吸附到树脂上，从而达到分离铀及其同位素的目的；
3、改变溶液pH值：改变溶液pH值，以影响离子交换树脂对U(VI)离子的吸附，从而实现U(VI)离子以及其同位素的有效分离；
4、洗脱步骤：采用梯度洗脱的方法，利用洗脱液控制离子交换树脂上的U(VI)离子及其同位素的释放，从而实现U(VI)离子及其同位素的有效分离。
铀水冶工艺-4.2离子交换过程的物理化学、离子交换吸附铀
图5-8 交换离子在溶液和树脂内的分布情况
浸出液中有不少杂质的浓度高于铀的浓度，一 部分杂质离子可能以渗透的方式进入树脂相内 部。
当用水冲洗饱和树脂时，由于在稀溶液中，唐 南排斥作用明显，因此，可以把部分杂质除去。
5.3.2.3离子交换平衡
离子交换平衡是与以上二者同时存在的另一种平 衡。如果在溶液中存在着两个以上的可交换离子， 当树脂与该溶液接触时，不同种类的可交换离子 与树脂的活性基团之间将发生不同的交换作用。
(3)可交换离子电荷多少的影响
按交换过程的电中性原则，溶液中可交换离子电荷愈多(与树脂中 可交换离子比)，则交换后它们在树脂内所形成的可交换质点数目 愈少，由它们带进树脂内部的溶剂分子的量亦少，因此，树脂的 溶胀度就愈小。
由此可以推断，对铀工艺中所使用的氯型强碱性阴离子交换树脂 来说，若在交换过程中，R+Cl-或R+NO3-的Cl-或NO3-被 UO2(SO4)34-或UO2(SO4) 22-所置换，树脂的体积应当发生收缩； 而在饱和树脂淋洗时，情况则相反，这时吸附UO2(SO4)34-和 UO2(SO4) 22-的饱和树脂被NO3-或Cl-所置换，树脂的体积将发生膨 胀。
电荷愈多，静电引力就愈大；另外，从扩散原理来分析， 趋势的大小只与浓度有关，与电荷的多少无关。
若树脂饱和度相同，则高电荷的可交换离子比低电荷的 在树脂相内的质点数要少，故离子由树脂向溶液扩散的 趋势就小。因此，高电荷的可交换离子将被优先地吸附 到树脂上。
电选择性与溶液的浓度也有关系，当溶液相浓度愈稀时， 唐南电位就愈大，电选择性就愈明显。
(3)强电解质对树脂的渗透
强电解质的渗透是发生离子交换的必要条件。如果将树脂R+Y-，用一 个具有可交换离子Y-的溶液饱和，随即将这个被Y-饱和了的阴离子交 换树脂R+Y-，放到一个强电解质A+Y-的稀溶液中，此时，树脂相内部Y的浓度大于溶液相中Y-的浓度；而溶液中A+的浓度却大于树脂相中A+ 的浓度。
离子交换设备在铀矿提取中应用论文
浅析离子交换设备在铀矿提取中的应用摘要：就我国铀水冶厂及铀矿山废水处理当中的几种离子交换设备的应有状况进行了一定的论述，其中重点对水力悬浮床离子交换设备和密实移动床离子交换设备的优缺点都进行了比较详细的论述，对若干离子交换设备在铀矿提取中的应用前景提出了一定的看法。
关键词：铀矿提取离子交换设备悬浮床空气搅拌床密实固定床中图分类号：tl2 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2011）10（c）-0000-00铀矿的加工工艺是采用湿法冶金的方式从铀矿石中提取出铀，之后经过纯化而制备出符合满足各种应用需求的铀产品。
当前我国铀水冶厂及铀矿山废水处理厂所采用的离子交换设备一般包括这样几种：水力悬浮床、空气搅拌床、密实固定床、塔式流化床以及密实移动床五种，下面将对其中的几个进行重点介绍。
1 水利悬浮床离子交换设备1.1 设备介绍水力悬浮床通常被称为悬浮床。
从广义上来讲，它是流化床的一种，而按照结构型式来讲，悬浮床属于槽式设备。
悬浮床离子交换设备一般主要用于少数早期的铀矿水冶厂中，主要用于稀矿浆的处理。
该设备的操作方式为周期循环式，属于间歇式操作的一种。
一般采用多台串联式吸附，而所串联的设备台数一般是由饱和体积和穿透体积的比值来确定的。
离子交换设备的吸附原理是，设备利用高于起始流化速度的上升矿浆流来将树脂悬浮于设备的中上部当中，即在树脂处于松散、悬浮的状态时，流体与矿浆的充分接触。
而矿浆的淋洗过程反映的则是将负载树脂冲洗脱泥之后，这时树脂是处于密实床的状态之下进行。
1.2 运行参数1.3 存在的主要问题和相应的改进情况﹙1）槽底的进、排矿浆管时常会发生堵塞，导致提取设备没有正常运转。
﹙2）上部的排浆筛网容易出现堵塞，导致浆液冒槽，使得树脂和铀发生损失，这个问题目前还没有一个完满的解决方案。
﹙3）槽底的石英层容易出现乱层，导致进矿浆时的布料出现不均匀现象，排矿浆时容易出现树脂泄漏。
我们可以采用加大石英砂的粒度、适当调整石英层的排列等措施，虽然收到了一定的效果，但是还没有得到完全的解决。
离子交换树脂浸出铀的研究
离子交换树脂浸出铀的研究离子交换树脂是一种特殊的高分子材料，以其独特的离子交换机制而著称。
近年来，离子交换树脂已经成为浸出铀的常用材料之一，其优越的分离效果和灵活的使用方式在铀冶金工业中得到了广泛的应用。
离子交换树脂浸出铀的原理离子交换树脂浸出铀的原理可以简单地描述为，通过离子交换树脂与含有铀的原料液相接触，从原料液中将铀离子吸附到树脂中。
之后，将树脂中的铀离子与溶剂交换，让铀进入到溶剂中，再通过分离过程得到铀。
离子交换树脂浸出铀的步骤一、树脂吸附在离子交换树脂浸出铀的过程中，首先需要将树脂和原料液接触。
这个过程中，离子交换树脂可以选择性地吸附原料液中的铀离子，从而将含铀液中的铀离子分离出来。
二、铀离子与溶剂交换在将铀离子从原料液中吸附到树脂中后，需要将铀离子与溶剂交换。
常见的溶剂有硝酸、氧化亚氮等。
在这样的操作中，铀离子会优先和溶剂交换，使得溶剂中的铀离子数量得以增加。
这个过程中，离子交换树脂起到了重要的作用，可以对铀离子进行选择性吸附，从而使交换过程达到更好的效果。
三、铀离子从溶剂中分离经过了上述步骤之后，铀离子就已经被交换到了溶剂中。
接下来需要进行分离，通过浓缩、萃取、电析、反渗透等方法，得到目标铀化合物或者铀金属。
离子交换树脂浸出铀的优点离子交换树脂浸出铀的方法比传统浸出方法更加灵活和高效。
离子交换树脂可以根据实际情况进行选择，广泛适用于不同种类的含铀原料，例如天然铀矿石、二次铀尾矿、废油、废水等。
与传统的浸出方法相比，使用离子交换树脂可以避免大量的尘噪、环境污染等问题，有助于提高环保水平。
离子交换树脂浸出铀的应用前景离子交换树脂浸出铀技术的应用前景非常广阔，尤其他在核工业领域的应用中具有极为广泛的前景。
例如，在核燃料加工加工和核废料处理处理领域中，离子交换树脂浸出铀技术已经成为重要的技术手段，对于提高国家核工业技术水平和核安全水平具有积极贡献。
总之，离子交换树脂是一种具有广泛应用前景的高分子材料，其在浸出铀及其他金属方面的应用将会更加深入广泛。
离子交换法提取大量钍中微量铀
１６０
核 化 学 与 放 射 化 学
第 ３８卷
钍铀 燃 料循 环 的研究 在核 能 事业 发展 中具 有 战 略性 意 义 。在 钍 铀 燃 料 循 环 中 ，可 转 换 材 料 船Ｔｈ俘 获 一个 中子 后 ，经 两 次 Ｂ衰 变得 到可 裂 变 材 料鞠。Ｕ， 。。Ｕ 再 经 过 一 系 列 核 裂 变 反 应 产 生 能 量 ，同时 产 生 的 中子 使 新 鲜 的。 Ｔｈ再 次 转 化 为 。。Ｕ，由此 进 行循 环 。因此 ，钍 铀转 化 规 律 的研 究 在钍 铀燃料循 环 中占有 重要 的地 位 ，需 通过理 论计 算及 实际辐 照实验 同时进行 。在 弛Ｔｈ靶 辐 照实验 中 ，就涉及 到辐 照产生 的铀 与钍及 裂变产 物 之间 的 分 离 。其方 法在 国内外 都有较 多研 究 ，其 中沉 淀法 步骤 较为繁琐 ，分离效果较 差＿】］。溶剂 萃取 法 比较 适用 于连续 处理 ，且 为保 证萃 取 设 备 的运 行 ，对最 低 单次处理 量有所要求 ，不适于进 行小批 量 样 品的 处 理［２。］。离子 交换 法 由于具 有 设 备结 构 简 单 、操 作 方便 、纯化 效率 高 等优 点 ，在小 批 量样 品分 离 中 有 着广泛 的应 用 。包 伯 荣 等 利 用 Ｚｅｒｏｌｉｔ ＦＦ氯 型 树脂在盐 酸体 系 中对 辐 照钍 中 的铀进 行 了分离 提 取 ，但是在 文献 中并未 给 出所处 理样 品 的组成及 处 理结果 。钍铀 乏燃 料 经溶 剂 萃取 得 到 的铀 产 品 中还含有一 定量 的钍及裂变 产物 ，也 可 以利 用离 子 交 换技术对 铀进行 进一步纯 化 ，美 国橡 树岭 国家 实 验 室＿２ 及印度 巴 巴原 子研 究 中心 对 此 开 展 了大量研 究 ，但 是 其所 用 的 Ｄｏｗｅｘ５０阳离 子 交换 树脂 对于钍 也有很 强的吸附 能力 ，为保 证树 脂 的处 理 能力 ，只适用 于处理钍 铀 比较低 的样 品 。在钍铀 样 品 的分析 中，离子交 换技术更 是样 品前处 理 的有 效 手段ｌ ＿】 。 ，但适 用 的样 品处理 量 小 ，而且 样 品 中 钍 铀 比也较 低 。
一种铀的提取方法是
一种铀的提取方法是引言铀是一种重要的放射性元素，广泛应用于核能发电、核武器制造以及医学等领域。
由于铀的获取常常涉及到复杂的物理、化学过程，因此开发出高效、可持续的铀提取方法对于人类社会的发展具有重要意义。
本文将介绍一种新的铀提取方法，主要依靠离子交换技术。
离子交换方法的原理离子交换是指在适当的条件下，溶液中的离子通过与具有相同电荷的固体颗粒表面的其他离子相互交换的过程。
该方法广泛应用于水处理、药物分离纯化以及金属离子的提取等领域。
铀的提取过程第一步：制备固相材料首先，我们需要制备一种具有高选择性的固相材料以吸附铀离子。
一种常用的材料是离子交换树脂，它可以选择性地吸附铀离子，并且可以在一定条件下进行再生。
第二步：固-液相接触制备好的固相材料与铀含有的溶液进行接触。
在适当的条件下，材料表面的功能基团将与铀离子进行离子交换，将铀吸附到固相材料上。
第三步：固相-液相分离将固相材料与溶液分离，可以通过重力过滤或离心等方式进行。
固相材料中富集的铀可以在后续步骤中进行进一步的处理。
第四步：固相再生经过多次使用后，固相材料可能会失去吸附铀的能力。
为了提高材料的使用寿命，可以对固相材料进行再生。
一种常用的再生方法是用酸性溶液进行洗脱，将吸附的铀离子释放出来，再次使固相材料具有吸附能力。
实验验证与应用为了验证该铀提取方法的可行性，在实验室中进行了一系列的实验。
通过调节操作条件和材料选择，得出了较为理想的提取效果。
实验结果表明，该铀提取方法具有较高的选择性和吸附能力，且再生效果良好。
该方法可以应用于铀矿石的提取、核废料的处理以及核燃料循环等领域。
相比传统的铀提取方法，离子交换方法的环境友好性和高效性使之成为一种优越的选择。
结论本文介绍了一种基于离子交换技术的铀提取方法。
该方法通过制备具有选择性的固相材料，使铀离子与固相材料进行离子交换，实现了铀的高效提取。
在实验室实验中，该方法显示出较高的选择性和吸附能力。
未来的研究可以进一步优化操作条件和固相材料的制备，以提高该方法在实际应用中的效果和可行性。
含铀钍氯化稀土溶液中离子交换法提铀
含铀钍氯化稀土溶液中离子交换法提铀
曹笑豪;曹令华;张海燕;李大炳;王皓;任燕;赵凤岐;舒祖骏
【期刊名称】《有色金属（冶炼部分）》
【年(卷),期】2024()7
【摘要】提出了一种利用铀酰离子与Cl^(-)的络合,从高稀土低铀的含氯体系浸出液中分离提取铀而将大部分的稀土元素和钍留在浸出液中的离子交换法。
研究了离子吸附过程中体系pH和氯离子浓度等对吸附效果的影响。
结果表明,在反应
pH=0~1、Cl^(-)浓度7 mol/L的优化条件下,饱和树脂对铀的吸附量能够达到43.34 mg/g。
后续采用7 mol/L HCl溶液酸洗和去离子水淋洗,回收钍和稀土的同时实现了铀的分离提取。
该技术不改变传统稀土提取工艺流程,仅增加铀提取工艺技术单元,可实现铀的分离与浓缩,具有工艺流程短、不影响原有稀土提取工艺和矿产最大化利用的特点。
【总页数】6页(P91-96)
【作者】曹笑豪;曹令华;张海燕;李大炳;王皓;任燕;赵凤岐;舒祖骏
【作者单位】核工业北京化工冶金研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TL212.12;TF845
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法郎组含锰岩系稀土元素和铀、钍元素的特征及意义5.盘点国外含钍和铀的主要稀土矿
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离子交换法提铀
离子交换法提铀(extraction of uranium bv ion exchange)
用离子交换树脂从铀浸出液中富集、提纯铀和制取纯铀化合物的过程。
这是一种既常用于铀富集，也常用于铀提纯的方法。
其工艺过程主要包括铀的吸附、铀的淋洗、离子交换树脂的再生等。
20世纪50年代南非的铀厂，加拿大80％的铀厂，美国和澳大利亚50％左右的铀厂都采用离子交换法提取铀。
到20世纪90年代韧，采用离子变换法的工厂约占所有铀提取厂的1／2(包括占1／4的淋萃法)。
中国于20世纪50年代、60年代相继建成矿浆吸附法和青液吸附法的铀提取厂。
离子变换树脂铀工业常用的离于交换树脂是强碱性阴离子
交换树脂，其骨架由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成，球体是多孔或大孔的、凝胶的，带有季铵基活性功能基([R4N]+X–)。
这类离子交换树脂的性质稳定，机械强度高，对铀的选择性和吸附性能都好，每克干离子交换树脂的总吸附容量为3.5～4.5毫克当量。
此离子交换树脂的氯型结构式为
这是一种空间网状结构，离子交换树脂功能基中的可交换离子，均
匀地分布在网状空间的内部。
国际上常用的离子交换树脂有安伯莱特(A mberlite)IRA–400、IRA–425，道埃克斯(Dowex)21K，神胶808和AB –17等。
中国产的型号为201×7。
铀吸附在硫酸浸出液中，铀常以[UO2]2+、UO2SO4、[UO2(SO4)2]2–和[UO
(SO4)3]4–四种形态存在。
此外，浸出液中还有大量Fe3+、Al3+、C
2
a2+、Mg2+等杂质阳离子。
阳离子交换树脂虽能吸附[UO2]2+，但吸附选择性差，在吸附[UO2]2+的同时还吸附大量杂质阳离子，从而降低了铀的吸附容量，故难以采用。
强碱性阴离子交换树脂吸附[UO2(SO4)2]2–和[UO2(SO
)3]4–配阴离子的效果较好。
4
在碳酸盐浸出液中，六价铀的存在形态为三碳酸铀酰配阴离子([UO
(CO3)3]4–)。
因此，强碱性阴离子交换树脂既能从硫酸浸出液中吸附铀，2
又能从碳酸盐浸出液中吸附铀。
其吸附反应为：
为提高离子交换树脂吸附铀的容量和吸附选择性，要先调整好酸性浸出浆液的酸度。
提高浆液的pH值有利于铀的吸附，但却会增加铀的沉淀损失和铁的吸附量，pH值一般控制在1.5～2.0。
可用清液、浑浊液或矿浆作为铀的吸附液。
清液吸附时，铀溶液要先过滤，以避免离子交换树脂床层局部堵塞，产生沟流。
矿浆吸附时，浆液须经粗砂细泥分离(见铀的粗砂细泥分离)，并保持一定的矿浆细度和浓度，以使作业能正常进行。
常用的吸附方式有固定床吸附、移动床吸附、悬浮床吸附、搅拌吸附、连续半逆流吸附和连续逆流吸附。
固定床吸附离子交换树脂颗粒之间、床层与器壁之间基本不存在相对位移的吸附方式。
但这种方式只适用于清液吸附。
固定床吸附一般用3～4个交换柱组成一组。
吸附原液进入第一个交换柱后，当流出液含铀在5mg／L。
以上时，即达到吸附穿透。
所谓吸附穿透是指离子交换区已达柱的底部。
第一交换柱的流出液进入第二交换柱进行串联吸附，当第二交换柱达到吸附穿透后，则接入第三交换柱，按此顺序依次吸附。
直至第一交换柱流出液中铀的浓度与进料原液铀浓度相等时，第一交换柱的离子交换树脂已达饱和，此时即可将第一交换柱“切出”，将吸附原液引入第二交换柱(新的“首柱”)。
第一交换柱(原“首柱”)
放料，饱和树脂经冲洗后进行淋洗。
淋洗后的贫铀交换树脂经水洗，放入“末柱”备用。
一般用2～3个交换柱串联吸附，一个交换柱淋洗及备用。
移动床吸附把离子交换树脂分别输送到分开的吸附交换柱、反洗柱和淋洗柱的吸附方式。
这种吸附方式已在加拿大、美国用于工业生产。
每排有10个交换柱，两组各3个交换柱用于吸附，一组3个柱用于淋洗，其余1个柱专供离子交换树脂输送和反洗用。
这种作业方式除2个或3个交换柱不间断地连续进行吸附和3个柱串联进行淋洗以外，移动床的工作循环情况和固定床无重大差别。
这种吸附方式能消除因阀门操作错误而引起含铀溶液和淋洗液混合的事故，铀的提取率接近99. 5％。
悬浮床吸附离子交换树脂呈悬浮状的吸附方式。
适用于含固体量较少的稀矿浆吸附(液固比8～10)，通常在几个装有离子交换树脂的串联交换柱中进行。
作业程序同固定床，但吸附矿浆是用泵从交换柱底以一定的速度均匀注入，使离子交换树脂层呈悬浮状，流出的矿浆经交换柱顶的筛网与离子交换树脂分离后排出，再用泵送入第二交换柱。
“首柱”在饱和后“切出”，经过放料、用水反冲洗离子交换树脂，再进行固定床的淋洗。
搅拌吸附用空气搅拌离子交换树脂的矿浆的吸附方式。
适用于含固体量较多的矿浆吸附。
吸附程序同固定床，排料方式同悬浮床，流出矿浆经柱顶筛网溢出。
一般用压缩空气输送矿浆。
连续半逆流吸附吸附原液从几个串联的空气搅拌交换柱内的
“首柱”进、“末柱”出的吸附方式。
操作与搅拌吸附大致相同，所不同的是贫铀离子交换树脂定量地由“末柱”供入，逐级进入“首柱”，再从“首柱”定量地排出饱和离子交换树脂，经脱泥柱洗涤后送淋洗柱淋洗，通常用移动床淋洗。
连续逆流吸附吸附原液与离子交换树脂流向相反的连续吸附方式。
这种吸附方式具有吸附过程简单、设备体积小、离子交换树脂用量少和经济有效的特点。
清液连续逆流吸附较简单，常采用移动床吸附，由吸附液与离子交换树脂逆向流动而实现。
矿浆连续逆流吸附，一般采用多层隔室构成的交换柱：离子交换树脂从上而下逐层移动，矿浆由下而上与离子交换树脂逆向流动，贫铀矿浆从交换柱顶溢流装置排出，饱和离子交换树脂从柱底抽出，经冲洗脱泥后在移动床淋洗。
贫铀离子交换树脂经水洗后返回吸附。
此法对矿浆的密度、流速及离子交换树脂粒度等要求较严，矿浆浓度不宜过高，固体含量以在8％以下为好。
常用于从浑浊的矿坑水中回收铀。
铀的淋洗从饱和离子交换树脂中把铀解吸入水相的过程，又称洗脱或解吸。
通常用硝酸盐或食盐的酸性溶液(0.9mol／L–NaCl+0.0 5mol／L H2SO4)作淋洗剂。
碱性的饱和离子交换树脂则用硝酸盐或氯化钠的碳酸钠或碳酸氢钠溶液(1.0mol／L NaCl+0.02mol／L NaHCO3)作淋洗铀，淋洗反应为：
采用固定床淋洗时，淋洗液一般分作3份。
取铀浓度最高的1份作为合格淋洗液，送沉淀铀化学浓缩物。
其余2份按其铀浓度高低，分别作为1次和2次贫淋洗液，供淋洗下一交换柱的饱和离子交换树脂。
最后用1份新淋洗剂淋洗离子交换树脂。
采用1.0mol／L H2SO4作淋洗剂，淋洗液可直接进行溶剂萃取(见铀淋革法流程)。
离子交换树脂再生离子交换树脂在铀的吸附过程中，同时吸附一些其他杂质离子，其中极大部分又和铀一起被淋洗下来。
但在通常的淋洗过程中，有的杂质离子不被一起淋洗下来，不断地积累在离子交换树脂离上，进而影响对铀的吸附。
这种现象称为离子交换树脂“中毒”。
必须采用专门试剂解毒，把这些“毒物”淋洗下来，使离子交换树脂恢复或基本恢复到原来吸附铀的功能，得到再生。
铀生产中常见的离子交换树脂中毒有硅中毒、钼中毒、有机物中毒等，一般可采用。
NaOH溶液和NaCl溶液进行解毒再生。
发展趋势离子交换法提铀不如溶剂萃取法提铀的生产效率高，但前者在处理低浓度溶液及用于矿浆吸附方面却有一定的优势。
其发展趋势是：(1)研制选择性能好、交换速度快、耐磨蚀、易分离的新型离子交换树脂，如弱碱性的大孔、多子L等阴离子交换树脂；(2)发展和应用高效连续逆流离子交换设备，如希姆斯利、NIMIX、戴维马吉
浓矿浆接触器，泵槽式接触器等类型的装置；(3)改进和推广应用淋萃流程。