海水提铀前景展望
海水提铀的最新进展
第37卷 第1期2020年2月 黑龙江大学自然科学学报JOURNALOFNATURALSCIENCEOFHEILONGJIANGUNIVERSITYVol 37No 1February,2020 DOI:10.13482/j.issn1001 7011.2019.12.125投稿网址:http://hdzrxb.cbpt.cnki.net收稿日期:2018-09-07基金项目:国家自然科学基金资助项目(51574097;51603053);黑龙江省应用技术研究与开发计划国家项目省级资助(GX16A009);黑龙江省自然科学基金资助项目(LC2016018)通讯作者:张密林(1955-),男,教授,博士,博士生导师,主要研究方向:海水提铀材料的制备及性能,E mail:zhangmilin@hrbeu.edu.cn王 君(1970-),男,教授,博士,博士生导师,主要研究方向:海洋先进材料的制备及性,E mail:zhqw1888@sohu.com引文格式:白震媛,许恒斌,王君,等.海水提铀的最新进展[J].黑龙江大学自然科学学报,2020,37(1):61-70.海水提铀的最新进展白震媛, 许恒斌, 王 君, 张密林(哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面技术教育部重点实验,哈尔滨150001)摘 要:基于铀的战略价值和铀矿资源的有限性,从海水中提取铀作为传统矿石型铀资源的补给,对支持我国核电产业的快速发展具有重要意义。
综述了近年来开发的海水铀回收材料,包括合成聚合物吸附剂、无机吸附剂和纳米结构材料等,指出了当前从海水中提取铀所面临的主要挑战。
同时,介绍了国内外实际海水提铀的工业化研究进展以及铀的后处理研究,并对今后的海水提铀工作进行了展望。
关键词:吸附材料;海水提铀面临的挑战;海试实验;铀的后处理中图分类号:Q939.97 文献标志码:A 文章编号:1001-7011(2020)01-0061-10NewdevelopmentofuraniumextractionfromseawaterBAIZhenyuan, XUHengbin, WANGJun, ZHANGMilin(KeyLaboratoryofSuperlightMaterialsandSurfaceTechnology,MinistryofEducation,CollegeofMaterialsScienceandChemicalEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Basedonthestrategicvalueofuraniumandthelimitednatureofuraniummineralresources,theextractionofuraniumfromseawaterasarechargeoftraditionalore typeuraniumresourcesisofgreatsignificancetosupporttherapiddevelopmentofChina’snuclearpowerindustry.Thisreviewcomprehen sivelysurveysrecentdevelopmentmaterialsforextractinguraniumfromseawater,includingsyntheticpol ymeradsorbents,inorganicadsorbentsandnanostructuredmaterials,andpointsoutthemainchallengesinextractinguraniumfromseawater.Furthermore,thispaperalsointroducestheindustrialresearchpro gressofpracticaluraniumextractionfromseawater,aswellastheresearchonthereprocessingofurani um.Keywords:adsorbents;challengesofworkingwithseawater;marineadsorptionexperiments;reprocess ingofuranium0 引 言铀矿是核电原料,也是大国追逐的战略资源之一。
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。
27076722_未来海水提铀的前景规划与展望
第44卷第3期核 化 学 与 放 射 化 学Vol.44No.3 2022年6月Journal of Nuclear and RadiochemistryJun.2022未来海水提铀的前景规划与展望宋 艳1,2,牛玉清1,2,宿延涛1,2,李子明1,2,常 华1,2,吴浩天1,2,李 默1,2,陈树森1,2,1.中核矿业科技集团有限公司,北京 101149;2.核工业北京化工冶金研究院中核海水提铀技术重点实验室,北京 101149摘要:作为核电运行最重要的核燃料,铀资源的安全供应是保障我国核电可持续发展的关键,海水提铀对于保障我国核能的可持续发展具有重要而长远的战略意义。
随着海水提铀技术的不断更新和发展,海水提铀研究工作面临新的机遇和挑战。
本文以国内外海水提铀的研究现状为基础,提出了中国核工业集团有限公司领衔的“海水提铀技术创新联盟”关于海水提铀的前景规划与展望,指明了未来海水提铀的研究方向,为海水提铀向工业化迈进提供了技术支撑。
关键词:海水提铀;前景规划;工业化中图分类号:TL212 文献标志码:A 文章编号:0253 9950(2022)03 0229 04犱狅犻:10.7538/hhx.2022.YX.2022035犉狌狋狌狉犲犘犾犪狀犪狀犱犘狉狅狊狆犲犮狋犳狅狉犝狉犪狀犻狌犿犈狓狋狉犪犮狋犻狅狀犉狉狅犿犛犲犪狑犪狋犲狉SONGYan1,2,NIUYu qing1,2,SUYan tao1,2,LIZi ming1,2,CHANGHua1,2,WUHao tian1,2,LIMo1,2,CHENShu sen1,2,1.ChinaNuclearMiningScienceandTechnologyCorporation,Beijing101149,China;2.ChinaNationalNuclearCorporationKeyLaboratoryonUraniumExtractionfromSeawater,BeijingResearchInstituteofChemicalEngineeringandMetallurgy,Beijing101149,China犃犫狊狋狉犪犮狋:Asthemostimportantnuclearfuelfornuclearpoweroperation,thesafesupplyofuraniumresourcesisthekeytoensurethesustainabledevelopmentofnuclearpowerinChi na.Uraniumextractionfromseawaterhasimportantandlong termstrategicsignificancetoensurethesustainabledevelopmentofnuclearpowerinChina.Withtheupdatinganddevel opmentofuraniumextractiontechnologyfromseawater,theresearchworkofuraniumextractionfromseawaterisfacingnewopportunitiesandchallenges.Basedontheresearchstatusofuraniumextractionfromseawaterathomeandabroad,thispaperputsforwardthefutureplanandprospectofuraniumextractionfromseawater,whichisproposedby“Seawa terUraniumExtractionTechnologyInnovationAlliance”ledbyChinaNationalNuclearCor poration.Itpointsouttheresearchdirectionofuraniumextractionfromseawaterinthefuture,andprovidestechnicalsupportforuraniumextractionfromseawatertoindustrialization.犓犲狔狑狅狉犱狊:uraniumextractionfromseawater;futureplan;industrialization 铀资源是核工业发展的基础,是军民两用且高度敏感的国家战略资源。
海洋化学资源
海洋矿物资源
锰结核:富含锰、铁、铜等元素的矿物团块分布广储量巨大 海底热液矿床:由海底热液作用形成的矿床主要含有铜、锌、银等金属 钴结壳:生长在海底的富钴结壳具有较高的工业价值 富钴锰结壳:富含钴和锰的结壳具有较好的开采前景
海洋生物资源
海洋生物资源包括浮游植物、 游泳动物、底栖生物等
海洋生物资源具有多样性包括 鱼类、贝类、甲壳类等
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促进经济发展:海洋化学资源在工 业、农业、医药等领域具有广泛应 用如海水淡化、海藻养殖等
推动科学研究:海洋化学资源为科 学研究提供丰富的素材有助于推动 人类对海洋的认知和探索
海水资源
海水淡化:利用海水脱盐技术 提取淡水解决人类用水需求
海水提溴:从海水中提取溴用 于化工、医药等领域
未来展望:加强国际合作共同 保护和合理利用海洋资源实现
可持续发展目标
挑战:海洋污染、过度捕捞和 气候变化对海洋生态系统的影 响
应对措施:制定合理的海洋保 护政策加强科技研发提高资源
利用效率
汇报人:
对环境的影响
海洋污染:开发过程中可能产 生污染物影响海洋生态平衡
生物多样性减少:过度开发和 污染可能导致生物种群数量减 少
气候变化:海洋化学资源开发 可能加剧全球气候变化
资源枯竭:过度开采可能导致 海洋化学资源枯竭
海洋环境的复杂性:海洋化学资源 的开发需要克服深海、高温、高压 等极端环境条件。
跨国公司在海洋化学资源开发方面展开激烈竞争争夺市场份额和资源控制权。
国际组织和机构在促进海洋化学资源开发方面发挥重要作用推动全球海洋经济的可持续 发展。
各国在海洋化学资源开发方面的技术交流与合作共同提高海洋化学资源开发利用水平。
电化学方法让海水提铀能力提升8倍
后 , 电场 使 铀离 子 迁移 到 电极 并诱 导 铀 化合 物 的 电
沉积 . 形 成 电中性 铀化 合物 。和 传 统方 法 不 同 , 电沉 积 不 受 限 于 吸 附表 面 积 的大 小 , 为 此 铀 提 取 容 量 可
易 理解 。实验 室研 究 初步 表 明 , 改进 后 的新脑 机接 口 能 同 时捕 捉大 脑 皮层 神 经簇 和 大 脑深 处 单 个 神经 元
上 1 0 0 0 0年 。
崔 屹指 出 . 目前 海水 提铀 普遍 采用 的是 物理 化学 吸 附法 。 由于 吸 附材料 的表 面积 有 限 , 而海 水 中铀浓
机 接 口能 绕 过 脊 髓 , 将 捕 捉 到 的神 经 电信 号传 到 四
肢 甚至 假 肢 , 恢复 肢体 材 料 是 薄膜
铂, 其 面 临一 大难 题 : 容 易被 腐蚀 , 导致 电极 断裂 。这 次 新研 究使 用 比薄 膜 铂 光 滑 1 0倍 的玻 璃 碳 作 为 电 极材 料 , 其更 耐腐 蚀 , 能 延长 使用 寿命 。 C S N E主任 山姆 ・ 卡塞格勒表示 , 玻璃 碳 更 具优 势还 有 一个 原 因 . 用 它能 直接 识 别 神经 递 质 信 号 , 这 样 获 得 的信 号信 噪 比提 高 了 1倍 . 因 此 更 清 晰 也 更
的神 经 信 号 . 将 帮助 科 学 家 们 更 好 地 认 识 大 脑 信 号 的复杂特 性 。
电化学方法让海水提铀 能力提升 8 倍
美 国斯坦 福 大 学教 授 崔 屹 日前 在 接 受采 访 时 透
露, 该 团 队开发 出一种 基 于半波 整流 交流 电的 电化 学 方法 . 可 从海 水 中高效 提 取铀 。 较 之 传 统 的物 理 化 学 吸 附法 。 提 取 能 力 提 升 了 8倍 , 速 度 则提 升 了 3倍 。
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。
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我国对海水提铀的研究工作始于20世纪60年 代,到80年代初海水提铀技术已有了一定的基础 和水平,但由于一些原因中断。近年来,海水提 铀的研究有了进一步的进展,其中国家海洋局第 三研究所研制的钛型吸附剂,吸附量可达 650μgU/g,华东师范大学海洋资源研究室研制的 海水提铀设备方法已达到世界先进水平,但迄今 我国尚未建立海水提铀工厂。
海水提铀原则流程图
现有的海水提铀装置一般有:
(1)水泵方式:用装在低于海面吸附床上的水泵 引导海水。其特点是吸、脱附装置简单、效率高;
(2)海浪方式:这种装置可设在自然海流中或潮 流中;
(3)潮汐方式:在海边筑两道堤坝,利用潮水涨 落差,使跟换的海水进入吸附床;
(4)波力方式:吸附随波浪晃动来更换海水吸附 铀,或将涌来的波浪引入吸附床来吸附铀;
a、湿法; b、松弛浸渍焙烘法; c、紧张浸渍焙烘法。 (2)在基材上接枝共聚丙烯腈后偕胺肟基化。其工 艺有: a、辐射方式; b、化学方式。 (3)含偕胺肟基团的复合吸附剂。
3.海水提铀存在问题
海水中的铀浓度很低(3~4ppb),且有共存 离子的竞争。因此,海水提铀是难度大、周期长、 综合性强、涉及面广的探索性研究课题。研究海 水提铀不仅可为开发新的铀资源提供理论依据和 技术基础,而且也可丰富海洋化学、界面化学、 低浓物理化学以及海洋化工和环境科学的内容, 同时对原子能工业和其他工业的三废处置也将提 供技术参考资料。
海水提铀前景展望
Contents
1 海水提铀国内外研究现状
2
海水提铀传统工艺
3
海水提铀存在问题
4
海水提铀新工艺猜想
1.海水提铀国内外研究现状
近年来海水提铀课题已成为各国研究的热 点。海水中含有超过40亿吨的铀资源,因此对 其研究有广阔的前景。但海水中铀的浓度只有 十亿分之三至十亿分之四,因此研究一个具有 成本效益的海水提铀方法是一个巨大的挑战。
功能高分子膜的制备及其对海水中铀的吸脱附过程的研究的开题报告
功能高分子膜的制备及其对海水中铀的吸脱附过程的研究的开题报告一、研究背景与意义放射性核素铀是一种广泛存在且具有高毒性和放射性的物质,对于人类和环境都有严重的威胁。
因此,对于海水中铀的污染问题的治理具有重要的现实意义和科学价值。
传统的铀污染治理技术主要包括沉淀法、离子交换法等,但这些技术存在着各种局限,例如成本高、效率低、操作复杂、废物处理成本高等问题,因此亟需开发一种高效的海水中铀去除技术。
近年来,功能高分子膜的制备技术得到了迅速的发展。
在此基础上,利用功能高分子膜对海水中铀的吸脱附具有广泛的应用前景。
功能高分子膜具有许多独特的性质,如选择性吸附、高效率、易于操作、再生和回收率高等。
因此,本研究旨在制备一种具有出色吸附性能的高分子膜,以实现对海水中铀的高效去除,为铀污染治理提供一种新的方法和技术。
二、研究内容及方法1.制备高分子膜本研究将采用自组装技术制备高分子膜。
首先,在玻璃基片上制备一层亲水性修饰的自组装单分子膜,然后通过在这层自组装膜表面沉积功能化高分子自组装单分子膜来制备复合自组装膜。
最后,通过将膜剥离到多孔载体上,形成高分子膜毛细管柱。
2.研究高分子膜对海水中铀的吸附性能及机理利用吸附实验研究高分子膜对海水中铀的吸附性能,获得吸附等温线、动力学等数据。
利用FT-IR、SEM等方法研究高分子膜对铀的吸附机理。
三、研究预期结果与意义1.制备出一种高效的吸附海水中铀的高分子膜通过本研究,预计可以制备出一种高效的吸附海水中铀的高分子膜。
该膜具有较强的选择性、吸附容量高、再生性好等特点,是一种具有广泛应用前景的新型海水中铀去除材料。
2.研究高分子膜对铀的吸附机理通过对高分子膜对铀的吸附机理的研究,可以更深入地了解高分子膜的结构、性质和吸附机理,为高分子膜的设计和优化提供重要的理论指导。
3.促进海水中铀去除技术的发展本研究的成果将为海水中铀去除技术的发展提供一种全新的思路和方法,有助于解决铀污染对人类健康和环境造成的危害问题,具有重要的应用价值和社会效益。
哈尔滨工程大学研发出“海水提铀”新材料
哈尔滨工程大学研发出“海水提铀”新材料
W.ZX
【期刊名称】《军民两用技术与产品》
【年(卷),期】2014(0)18
【摘要】哈尔滨工程大学先进海洋材料协同创新中心研发出高效“海水提铀”新材料,降低了从海水中提取铀的成本,使从海水中提取铀向经济化时代迈出了重要一步,引起了国际关注。
据介绍,铀是重要的核电原料,关系到我国核电的可持续发展,而我国陆地铀资源匮乏。
全球海水中铀的总量高达4.5×10^9t,与其它海洋化学资源相比,海水中的铀资源浓度更低,结构更复杂。
【总页数】1页(P26-26)
【关键词】哈尔滨工程大学;海水提铀;新材料;研发;可持续发展;资源匮乏;化学资源;经济化
【作者】W.ZX
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】P744
【相关文献】
1.中国工程物理研究院海水提铀最新研究进展 [J], 文君;
2.哈尔滨工程大学研发出“海水提铀”新材料/世界首个氮化钒铁生产标准发布/新型纳米光吸收材料有望大幅提高集中式太阳能发电效率/美国研究人员“铸造”出
小于25nm三维金属物件 [J],
3.一种新材料可用于高效海水提铀4年发表SCI文章20余篇 [J], 中国科技网
4.海南大学海水提铀研究取得重要突破 [J], 中国海洋报;
5.倾注匠心智造勇攀新材料顶峰——记哈尔滨工业大学材料科学与工程学院苏彦庆教授 [J], 薛明
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海水提铀 无限的资源还是不可能的愿望
海水提铀无限的资源还是不可能的愿望?一。
前言海水中的铀的含量比陆地铀要多数百倍。
但是由于海水铀的低浓度(约十亿分之三)和高盐度,提取铀用于核能发电面临着挑战。
当前基于吸附材料的方法由于其表面物理化学吸附的性质而受到限制。
近期《自然˙能源》杂志发表一篇文章《基于半波整流交流电的电化学方法进行海水提铀的研究》,可从海水中高效提取铀,较之传统的物理化学吸附法,提取能力提升了9倍,速度提升了4倍。
二。
技术发展▲图1|物理化学和HW-ACE提取方法原理图传统的物理化学吸附方法有哪些局限性?首先,由于海水中铀浓度较低,吸附剂表面上的铀酰离子扩散速度很慢。
其次,吸附的阳离子是带正电的,由于库仑排斥力的影响,因此会拒绝吸入的铀酰离子,很大一部分的表面活性位点将无法进入(图1a)。
最后,其他的阳离子,如钠和钙,浓度比铀的高多个量级,这导致了对吸附活性位点的强烈竞争。
当不需要的化合物被吸附在吸附剂表面时,将会阻止活性位点从而减少铀聚集的能力(图1b)。
半波整流交流电的电化学(HW-ACE)方法有哪些优点?(图1c)显示,使用该种方法铀提取过程的五个步骤:在步骤1中,所有离子随机分布在水溶液中。
在步骤2中,当负偏压被应用时,阳离子和阴离子开始在外部电场的影响下迁移,并在偕胺肟电极表面形成一个双电荷层(EDL)。
双电荷层内层的铀酰离子可以形成对电极表面的螯合。
在步骤3中,铀化合物进一步减少,电沉积为电中性铀化合物,如UO2。
在步骤4中,当移除偏压时,只有铀酰离子和电沉积的UO2附着在电极表面上。
其他没有特定结合的离子在电极表面重新分布,并释放表面活性位点。
在步骤5中,随着重复循环,进一步的铀酰离子附着在电极表面上,而沉积的UO2可以生成更大的颗粒。
图2显示的是碳-偕胺肟电极性能,以及物理化学法和HW-ACE法对铀提取的可视化差异。
a,扫描电子显微镜(SEM)图像显示碳-偕胺肟电极的形态b,扫描电子显微镜(SEM)图像显示碳-偕胺肟电极的活性碳表面和偕胺肟的聚合物。
海洋 铀资源
海洋铀资源海洋铀资源对于人类来说,是一种重要的战略资源。
随着能源需求的不断增长和对替代能源的迫切需求,海洋铀资源被认为是未来能源发展的重要方向之一。
海洋铀资源的开发利用不仅可以为能源安全提供更多选择,还可以有效地减少对传统化石能源的依赖,减少对环境的破坏。
因此,海洋铀资源的研究和开发显得尤为重要。
一、海洋铀资源的概念及特点海洋铀资源是指分布在海洋中的铀矿床,主要包括热液沉积铀矿床、富集型铀矿床和铁锰结壳铀矿床等。
与陆地铀资源相比,海洋铀资源的分布更加广泛,资源储量更加丰富,且开采难度相对较小。
海水中的铀浓度约为3.3μg/L,是陆地表面铀浓度的约三千倍,而且海床上的沉积物中也富含铀,这为海洋铀资源的开发提供了巨大的潜力。
二、海洋铀资源开发利用的现状及困难目前,全球对于海洋铀资源的开发利用仍处于初步阶段。
主要原因在于海洋铀资源开采技术相对较为落后,且存在一定的环境风险。
目前主要的海洋铀资源开采方式包括海床沉积物开采和海水提铀技术。
海床沉积物开采存在对海洋生态环境的破坏问题,而海水提铀技术则对于提取效率要求较高,成本相对较高。
因此,如何解决海洋铀资源开采过程中的环境问题和技术难题,是当前海洋铀资源开发利用的主要挑战之一。
三、海洋铀资源开发利用的前景及发展趋势尽管海洋铀资源的开发利用面临各种困难和挑战,但其在能源领域的巨大潜力仍然引人关注。
海洋铀资源可以为人类提供稳定可持续的能源供给,不仅可以有效减少传统化石能源的使用量,还可以为未来人类社会的可持续发展提供更多选择。
随着科技的不断进步和技术的不断成熟,相信海洋铀资源的开发利用将迎来更加广阔的前景。
四、海洋铀资源的开发利用对环境的影响及应对措施海洋铀资源的开发利用对海洋环境和生态系统可能会产生一定的影响。
在海床沉积物开采过程中,可能会对海底生物造成破坏,影响海洋生态平衡。
为了减少对环境的影响,应加强对海床沉积物资源的调查评估,合理规划开采区域,减少对生态系统的影响。
铀纯化的发展趋势
铀纯化的发展趋势近年来,能源需求的持续增长和环境保护意识的提高,使得各国对清洁能源的开发和利用越来越重视。
铀作为一种重要的核燃料资源,对于核能的发展具有重要意义。
然而,由于铀矿石中含有多种放射性元素和杂质物质,其中最主要的是铀-238、钍等,这些放射性元素对核燃料的制备和利用造成了很大的困难。
因此,铀纯化技术的发展变得尤为重要。
铀纯化技术的发展可以追溯到二战后,当时主要是为了核武器的研制和生产。
随着和平利用核能的推广,铀纯化技术在核能领域得到了广泛应用。
目前,铀纯化主要包括化学法纯化和物理法纯化两种方法。
化学法纯化是指利用化学反应将矿石中的铀和其他杂质物质进行区分和分离的方法。
目前,最常用的化学法纯化方法是浸出-吸附-洗脱法。
该方法将铀矿石粉碎与研磨后,用酸性浸出液将铀从矿石中溶解出来,然后通过吸附剂将铀吸附下来,最后通过洗脱剂洗脱得到纯铀。
这种方法简单易行,并且适用于大规模工业化生产。
然而,随着化学法纯化技术的发展,已经实现了对铀的高度纯化,难以进一步提高纯度。
物理法纯化是指利用物理性质差异实现铀与其他成分的分离。
目前,物理法纯化主要包括离心法、磁选法和气浮法等。
离心法是指利用离心机的离心力将铀与其他杂质物质分离的方法。
磁选法是指利用铀的磁性性质与其他无磁性物质的差异进行分离。
气浮法是指利用铀与其他成分在气流中的密度差异实现分离的方法。
这些物理法纯化方法相对于化学法纯化来说,纯化效果更好,但操作复杂度较高,并且适用于规模较小的试验研究。
随着科技的不断进步和发展,铀纯化技术也在不断提升。
一方面,随着核能的发展,对纯度要求更高的核燃料也越来越多。
因此,铀纯化技术需要进一步改进,以提高纯铀的纯度。
另一方面,随着矿石资源逐渐枯竭,未来的铀纯化趋势之一是从废料或低纯度铀矿中提取。
这意味着铀纯化技术需要更加高效、低成本的方法来处理这些资源。
在未来,铀纯化技术的发展趋势可能包括以下几个方面:首先,技术创新将是推动铀纯化技术发展的关键。
先进制造行业周报:海水提铀技术中长期发展规划正式发布
f 海水提铀技术中长期发展规划正式发布证券研究报告所属部门 । 行业公司部报告类别 । 行业周报所属行业। 机械装备/高端制造/先进制造 报告时间 । 2021/5/7分析师 孙灿 证书编号:S1100517100001 *************** 川财研究所 北京 西城区平安里西大街28号中海国际中心15楼,100034上海 陆家嘴环路1000号恒生大厦11楼,200120 深圳 福田区福华一路6号免税商务大厦32层,518000成都 中国(四川)自由贸易试验区成都市高新区交子大道177号中海国际中心B 座17楼,610041 ——先进制造行业周报(20210507)❖ 川财周观点 本周A 股主要指数小幅下行,机械行业排名表现一般。
我们认为2021年一季度中国经济继续恢复,出口型制造业恢复情况仍维持较好水平,政府主导的各类大型工程继续加紧推进和开工。
部分出口行业业绩修复和订单情况仍然超出预期,2021年仍重点关注确定性强的传统周期机械、业绩恢复超预期以及十四五规划继续加强的国产化替代基础件和新能源和半导体专用设备相关标的。
本周是2021年5月第1周,前期集中调整的消费、医药和新能源领导者有所反弹,但本周消费尤其是白酒以及医药都呈现继续调整态势。
消费、新能源和军工大市值的各行业领导者标的,除了宁德时代表现尚可,其他都已经或者正在走出这轮调整的新低,其估值水平也仍然位于相对高位。
我们认为短期来看,头部企业调整趋势继续,但属于抵抗式调整,可能采取退三进一的方式拉长调整的时间,目前可能即将开启第二轮调整。
而且近期除了周期以外的其他主题概念热点,特别是疫苗和医美这两个空间大市值大持续性强的热点都产生了较大分歧,近期市场调整压力比较大。
我们认为下周仍维持立足防守策略,控制仓位,优选那些20年业绩超预期,21年基本面继续改善的子行业,做中期以上的配置。
重点配置基本面良好超跌个股,关注确定性强估值合理板块。
海水提铀前景展望共23页文档
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27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢!
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海水提铀前景展望
61、辍学如磨刀之石,不见其损,日 有所亏 62、奇文共欣赞,疑义相与析。
63、暧暧远人村,依依墟里烟,狗吠 深巷中 ,鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几,倏如流电惊。 65、少无适俗韵,性本爱丘山。
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
新型材料大幅提高海水提铀效率
新型材料大幅提高海水提铀效率伍浩松;郭志锋【摘要】【本刊2013年6月综合报道】根据《麻省理工大学技术评论》(MITTechnology Review)杂志网站2013年5月16日报道,美国北卡罗莱纳大学化学教授林文斌已设计出一种可用于从海水中收集含铀离子的金属有机骨架材料。
在实验室的实验中,这种材料在人造海水中的提铀效率至少是传统塑料吸附剂的4倍。
【期刊名称】《国外核新闻》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】2页(P23-24)【关键词】海水提铀;新型材料;麻省理工大学;骨架材料;金属有机;大学化学;人造海水;实验室【作者】伍浩松;郭志锋【作者单位】不详【正文语种】中文【中图分类】O641.4【本刊2013年6月综合报道】根据《麻省理工大学技术评论》(MIT Technology Review)杂志网站2013年5月16日报道,美国北卡罗莱纳大学化学教授林文斌已设计出一种可用于从海水中收集含铀离子的金属有机骨架材料。
在实验室的实验中,这种材料在人造海水中的提铀效率至少是传统塑料吸附剂的4倍。
金属有机骨架被认为在气体贮存和化学分离等技术领域极具应用前景。
可针对不同的应用目的对这种材料的结构进行调整。
它可被制成一种孔隙率很高的材料,从而具有极高的比表面积——比沸石(一种已在许多商业吸附剂中得到应用的多孔材料)高一个数量级。
与有机高分子聚合物类似,金属有机骨架的表面经过调整可以束缚某些特定分子。
海水提铀面临的一个巨大挑战是海水中的铀含量极低,仅为十亿分之三至十亿分之四。
在已得到相当大规模验证的现有方法中,需要将大量塑料吸附剂放置在海水中,接着等待若干星期,然后再把吸附剂从海水中打捞上来,从中提取铀。
但是,海水中还含有大量同样也能被吸附在吸附剂上的其他离子,而这些离子会阻碍吸附剂对含铀离子的吸附。
美国橡树岭国家实验室(ORNL)同样也在开展海水提铀研究的Costas Tsouris表示,现有的最先进塑料材料在每次吸附时可以达到每克吸附剂3至4毫克铀的水平,而且可以重复使用。
我国海洋矿产资源开发现状及其发展趋势
我国海洋矿产资源开发现状及其发展趋势一、我国海洋矿产资源概述1.海洋是“聚宝盆”,有全人类取之不尽用之不竭的巨大财富用“聚宝盆”来形容海洋资源是再确切不过的。
单就矿产资源来说,其种类之繁多,含量之丰富,令人咋舌。
在地球上已发现的百余种元素中,有80余种在海洋中存在,其中可提取的有60余种,这些丰富的矿产资源以不同的形式存在于海洋中:海水中的“液体矿床”;海底富集的固体矿床;从海底内部滚滚而来的油气资源。
据估计海水中含有的黄金可达550万吨,银5500万吨,钡27亿吨,铀40亿吨,锌70亿吨,钼137亿吨,锂2470亿吨,钙560万亿吨,镁1767万亿吨等等。
这些资源,大都是国防、工农业生产及日常生活的必需品。
海水是宝,海洋矿砂也是宝。
海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。
它们都是在水深不超过几十米的海滩和浅海中的由矿物富集而具有工业价值的矿砂,是开采最方便的矿藏。
从这些砂子中,可以淘出黄金,而且还能淘出比金子更有价值的金刚石,以及石英、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等,所以海洋矿砂成为增加矿产储量的最大的潜在资源之一,愈来愈受到人们的重视。
这种矿砂主要分布在浅海部分,而在那深海海底处,更有着许多令人惊喜的发现:多金属结核就是其中最有经济价值的一种。
它是1872-1876年英国一艘名为“挑战者”号考察船在北大西洋的深海底处首次发现的。
这些黑乎乎的,或者呈褐色的多金属结核鹅卵团块,有的象土豆,有的象皮球,直径一般不超过20厘米,呈高度富集状态分布于3000-6000米水深的大洋底表层沉积物上。
据估计整个大洋底多金属结核的蕴藏量约3万亿吨,如果开采得当,它将是世界上一种取之不尽,用之不竭的宝贵资源。
目前,锰多金属结核矿成为世界许多国家的开发热点。
在海洋这一表层矿产中,还有许多沉积物软泥,也是一种非同小可的矿产,含有丰富的金属元素和浮游生物残骸。
例如覆盖1亿多平方公里的海底红粘土中,富含轴、铁、锰、锌、钴、银、金等,具有较大的经济价值。
抗生物污损型海水提铀材料研究进展
抗生物污损型海水提铀材料研究进展
李璐琰;文君;胡胜;汪小琳
【期刊名称】《核化学与放射化学》
【年(卷),期】2022(44)3
【摘要】随着“碳达峰”和“碳中和”两大发展目标的提出,核能作为成熟的清洁能源将在我国能源结构中扮演越来越重要的角色。
铀作为最重要的核燃料资源,是核电可持续发展的基石。
随着陆地铀矿资源的日益匮乏,为保证核燃料的长期充足供应,高效利用海洋铀资源是解决铀供应问题的有效手段之一。
然而,海洋中大量的微生物会对提铀材料的结构造成破坏并严重影响材料的吸附性能,海洋生物污损对海水提铀的实施带来了极大的挑战。
因此,开发抗生物污损型提铀材料对真实海水提铀的实施至关重要。
本文综合总结了近年来各类抗生物污损型提铀材料的研制和发展,以及不同类别的抗生物污损材料的作用机理,并结合发展现状对抗生物污损提铀材料的进一步发展提出了展望。
【总页数】15页(P299-312)
【作者】李璐琰;文君;胡胜;汪小琳
【作者单位】中国工程物理研究院核物理与化学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TL212;O615.11
【相关文献】
1.吸附法海水提铀材料研究进展
2.海水提铀的先进材料与试验装置的研究进展
3.聚胍修饰抗菌型海水提铀材料
4.超支化抗菌型海水提铀材料
5.海水提铀用偕胺肟基纤维吸附材料的研究进展
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漫谈海洋新能源的开发前景[原创][特约]
漫谈海洋新能源的开发前景□霍海洲(江苏省金湖县第二中学211600)一、海洋可再生新能源海洋可再生的新能源包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等8种。
这些能量是蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源,属新能源范畴。
所谓“可再生”是指它们可以不断得到补充,永不会枯竭,不像煤、石油等非再生能源,储量有限,开采一点就少一点。
蕴藏于海水中可再生的海洋新能源是十分巨大的,其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。
海洋可再生新能源具有以下一些特点:第一,它在海洋总水体中的蕴藏量巨大,而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。
这就是说,要想得到大能量,就得从大量的海水中获得。
第二,它具有可再生性。
海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力,只要太阳、月球等天体与地球共存,这种能源就会再生,就会取之不尽,用之不竭。
第三,海洋能有较稳定与不稳定能源之分。
较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。
不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。
属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。
人们根据潮汐潮流变化规律,编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报,预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。
潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。
既不稳定又无规律的是波浪能。
第四,海洋能属于清洁能源,也就是海洋能一旦开发后,其本身对环境污染影响很小。
海洋可再生新能源的蕴藏量是巨大的,据估计有750多亿千瓦,其中波浪能700亿千瓦,温度差能20亿千瓦,海流能10亿千瓦,盐度差能10亿千瓦。
沿海各国,特别是美国、俄罗斯、日本、法国等国都非常重视海洋能的开发。
从各国的情况看,潮汐发电技术比较成熟。
利用波能、盐度差能、温度差能等海洋能进行发电还不成熟,目前正处于研究试验阶段。
这些海洋能至今没被利用的原因主要有两方面:第一,经济效益差,成本高。
第二,一些技术问题还没有过关。
尽管如此,不少国家一面组织研究解决这些问题,一面在制定宏伟的海洋能利用规划。
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海水中铀酰离子与碳酸跟离子形成极其稳定 的络合物: 为了达到有效地捕捉铀酰离子,我们采取平 衡常数大的配位体,使反应向右移动: 根据这样的分子设计,各国科研人员研制出 很多吸附剂,大致分为两类:有机类和无机类。
有代表性的偕胺肟吸附剂
用于海水提铀的偕胺肟螯合纤维方案: (1)聚丙烯腈纤维直接偕胺肟基化。其工艺有: a、湿法; b、松弛浸渍焙烘法; c、紧张浸渍焙烘法。 (2)在基材上接枝共聚丙烯腈后偕胺肟基化。其工 艺有: a、辐射方式; b、化学方式。 (3)含偕胺肟基团的复合吸附剂。
吸附法海水提铀示意图
海面上漂浮吸附箱装置
海水提铀的吸附剂选择的要求: (1)吸附剂的平衡吸附量要尽可能的大; (2)吸附剂的吸附速度尽可能快; (3)吸附剂对铀酰离子的选择性要高; (4)能容易快速脱附; (5)和海水接触效率高,能充分利用自然能; (6)在海洋环境中耐腐蚀性强,使用寿命长; (7)可大量生产,制备简单、易回收且廉价; (8)吸附剂对化学、机械作用力、微生物稳定; (9)廉价海水处理装置的设计; (10)大量海水进入海水提铀装置一般有: (1)水泵方式:用装在低于海面吸附床上的水泵 引导海水。其特点是吸、脱附装置简单、效率高; (2)海浪方式:这种装置可设在自然海流中或潮 流中; (3)潮汐方式:在海边筑两道堤坝,利用潮水涨 落差,使跟换的海水进入吸附床; (4)波力方式:吸附随波浪晃动来更换海水吸附 铀,或将涌来的波浪引入吸附床来吸附铀; (5)膜方式:把海水提铀和现有的膜技术相结合 起来。
目前铀废水处理方面,生物处理已经有了良 好的效果,其经济效果也极其可观,已有对铀离 子吞噬能力强的生物。因此,可以寻找对海水中 的铀离子吸附能力强的生物,对其进行选择与培 育。但前人的研究成果也不能忽视。吸附法的研 究已经有了一定的进展,如果将吸附材料与生物 吞噬相结合,也许会取得意想不到的效果。
我国对海水提铀的研究工作始于20世纪60年 代,到80年代初海水提铀技术已有了一定的基础 和水平,但由于一些原因中断。近年来,海水提 铀的研究有了进一步的进展,其中国家海洋局第 三研究所研制的钛型吸附剂,吸附量可达 650μgU/g,华东师范大学海洋资源研究室研制的 海水提铀设备方法已达到世界先进水平,但迄今 我国尚未建立海水提铀工厂。
2.海水提铀传统工艺
目前海水提铀的主要方法有: (1)吸附法:为了回收铀,科研工作者们尝试了 很多方法,吸附法是目前最有效的方法之一; (2)石灰法:这种方法用廉价的石灰与海水的镁 发生反应来提取铀; (3)生物处理法:由于有些微生物天然存在含铀 的矿物或基质中,可以利用这些微生物使海水中 的铀转化为不溶与水的形式;
海水提铀前景展望
Contents
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海水提铀国内外研究现状 海水提铀传统工艺 海水提铀存在问题 海水提铀新工艺猜想
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1.海水提铀国内外研究现状 近年来海水提铀课题已成为各国研究的热 点。海水中含有超过40亿吨的铀资源,因此对 其研究有广阔的前景。但海水中铀的浓度只有 十亿分之三至十亿分之四,因此研究一个具有 成本效益的海水提铀方法是一个巨大的挑战。 从20世纪50年代开始,德国、意大利、日 本、英国和美国相继展开了海水提铀的研究, 但是到目前为止,还没有一个国家成功研究出 具有商业可行性的海水提铀技术。
日本广岛大学工学部设计了填充纤维状偕 胺肟类吸附材料的浮体。1986年日本建成了 年产10Kg铀的海水提铀实验工厂。 美国近年海水提铀取得重大进展,橡树 岭国家重点实验室研制的可重复使用的高容 量吸附剂,希尔公司发明了一种高比表面积 聚乙烯纤维,二者相结合,创造出一个能从 水中快速、选择性地吸附微量贵重金属的吸 附材料,被称为HiCap,其性能超过当前最好 的吸附材料。
(4)浮选法:从溶液中回收溶解态物质的浮选法 有离子浮选和载体浮选; (5)超导磁分离法:利用超导磁的超导磁场 (3.5~6T)以及分选腔中磁介质的高梯度,产生 巨大的磁场来分选极弱的材料; (6)综合利用法:海水综合利用和海水提铀想结 合,在获取化学资源与淡水的同时获取铀。
上述方法中吸附法是目前研究最热门的方法。 目前其他方法都存在着溶剂、沉淀物、表面活性 剂和海洋生物的完全吸收等问题尚未解决,故不 能用来大范围的海水提铀。吸附法海水提铀由吸 附、脱附、浓缩、分离等工序组成,其最重要的 是要有高性能的吸附剂和高效的提取工艺。
3.海水提铀存在问题
海水中的铀浓度很低(3~4ppb),且有共存 离子的竞争。因此,海水提铀是难度大、周期长、 综合性强、涉及面广的探索性研究课题。研究海 水提铀不仅可为开发新的铀资源提供理论依据和 技术基础,而且也可丰富海洋化学、界面化学、 低浓物理化学以及海洋化工和环境科学的内容, 同时对原子能工业和其他工业的三废处置也将提 供技术参考资料。
海水中有利用价值的一些元素的含量表
4.海水提铀新工艺猜想
海水提铀是一个值得研究与探索的问题,对 其研究有深远的意义。研发新的方法,要敢于创 新,思维不能被传统所禁锢。 我觉得海水提铀,与铀矿废水的处理有类似 之处,二者的铀离子浓度都非常的低,因此在研 究上可相互借鉴。但铀的存在形式又不尽相同, 因此二者还是有区别的,废水处理方式不完全用 于海水提铀。