铀的提取过程

二、铀的精制
1、离子交换法 对于含铀浓度低的浸取液采用 离子交换法提取铀较为合宜。离 子交换法一般采用强碱性阴离子 交换树脂吸附铀。按吸附液含固 量的多少，吸附可分为清液吸附、 混浊液吸附和矿浆吸附。当树脂 吸咐饱和后，经水洗，再用淋洗 剂（硫酸－氯化钠、硫酸－氯化 铵、硝酸－硝酸钠、硝酸－硝酸 铵、稀硫酸或稀硝酸）将铀从树 脂上淋洗下来。 2、萃取法 常采用胺萃取法。从浸出液中把铀变成 硫酸铀酰络合阴离子，在溶有胺的溶剂 （有机相）里，进行选择性萃取。然后 使饱和有机相与含氯化物溶液或碳酸钠 溶液的的水相接触，使铀进入水相（反 萃取）。
工业试验结果表明, 采用细菌氧 化堆浸与常规氧化堆浸相比,硫酸 消耗可降低12.5%, 浸出时间可缩 短32%～45%、浸出液铀浓度可 提高88.2%。
（《中国铀矿冶生产技术进展综述》，曾毅君）
二、铀的精制
离子交换法 适合低浓度浸出液处理 常用方法 萃取法 常用方法
选择性沉淀法 不能完全分离
活性炭吸附法 不能完全分离
铀的提取过程
化应1501 王樱锦 李梦妍
铀
· 铀(Uranium)的原子序数为92的元素，其元素符号 是U，是自然界中能够找到的最重元素。
· 铀在地壳中的含量很高，平均含量约为百万分之 2.5，这比钨、汞、金、银等元素的含量还高。铀 的化学性质很活泼，在自然界总是以化合状态存在 着。已知的铀矿物有一百七十多种，但具有工业开 采价值的铀矿只有二、三十种
· 海水中也有铀，但是浓度很低，每吨海水平均只 含3.3毫克铀，但由于海水总量极大(海水中总含铀 量可达 4.5×10^9 吨)，所以也在探索海水提铀的 方法
铀的提取过程
铀的浸取 铀的精制
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浓缩分离
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一、铀的浸取
1、地浸法 不直接将铀矿石挖出，打几口井， 向地下注酸（或碱）液，在地下 把铀溶解出来。然后，将铀矿浆 从地下抽上来，直接输运到水冶 厂去加工。减少了污染环境的废 石和尾矿砂的产生。但受地质水 文条件限制，适用于地浸法的铀 矿床并不多。 2、浓酸熟化-高铁淋滤堆浸技术 先将破碎矿石进行浓酸熟化预处 理, 使矿石中的铁氧化为三价, 铀 大部分转化为可溶性盐, 然后采 用清水进行淋浸。 既缩短了矿石的浸出周期, 也提 高了浸出合格液的铀浓度。该研 究成果目前已经进行了多年的工 业应用。
基本原理：在分子间的相互碰撞忽略不计的情况下，气体混合物中质量 不同的气体分子 (例如235U和238U的平均热运动速率与其质量二次方根成反 比。当气体通过扩散膜时,速率大的轻分子(235U)通过的几率比速率小的重分 子(238U)的大。 实际工业生产时，采取3000~4000层的串联级联装置来反复加大浓缩系数。 二战期间贡献很大，是第一个商业浓缩法，同时也是目前最成熟的铀同位素 提取术，缺点是耗电量极大，成本很高。
（《中国铀矿冶生产技术进展综述》，曾毅君）
一、铀的浸取
3、细菌氧化堆浸技术 主要是利用氧化亚铁硫杆菌对矿 石中的黄铁矿或吸附尾液中的 Fe2+进行氧化,使Fe2+转变成 Fe3+ , 从而完成对矿石中低价铀 的氧化浸出。 4、井下爆破堆浸技术 对于一些品位很低的铀矿床来讲 (如含铀品位低于0 .1 %), 如果由 于地质、水文条件的限制,无法进 行地浸开采, 将矿石采出地表处 理又不经济，可以采用井下爆破 堆浸提铀技术。首先在井下矿体 内采切出必要的采空区, 然后采 用挤压爆破的方法在落矿筑堆的 同时对矿石进行破碎。降低成本 的同时减少了地表放射性污染的 程度。
（《铀精制过程中按萃取法的改进》，高田真吾）
三、浓缩分离
铀同位素提取技术是从含有铀235的混合物中 提取铀235，由于在天然铀中主要含有铀238（含 量为99.275%），而铀235的含量仅为 0.720%。 因此必须通过铀同位素的分离来提高铀同位素混合 物中铀235的含量。
铀分离技术起源:由于铀核裂变释放大量能量， 用于二战时期制作核武器的核燃料。美国建立了以 电磁分离，气体扩散，热扩散的三个工厂，其中气 体扩散工业化贡献最大。
2、气体离心分离法
利用在离心力的作用下，分子质量不同的流体的压强分布不同的原理分离 同位素的方法。在巨大的离心力场作用下，输入离心机的六氟化铀气体中的 轻分子235UF6在离心机转子中央部分加浓, 而重分子238UF6更多地趋于筒壁， 造成铀同位素在径向的部分分离。 单级分离效率低，浓缩系数高，需要数量多的离心机才可以进行，目前 各国在进行大规模离心机设计。离心法所需电能仅为气体扩散法的1/20，因 此多数浓缩厂采用该法。
三、浓缩分离
气体扩散分离法 气体离心分离法 同位素电磁分离法 原子蒸汽激光同位素浓 缩分离法
激发、电离、分离 质量不同的离子磁场中 圆周运动旋转半径不同
气体动力学分离法
（喷咀法）
同位素化学分离法
溶剂萃取法 离子交换法
等离子体分离法
离子回旋共振原理
（《国外铀分离与浓缩技术创新进展》，梁进龙）
1、气体扩散分离法
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