海水提铀 百科内容来自于: 百度百科

简介

当前标准的海水提铀技术由日本研发,利用辫形塑料纤维编成的垫子,垫子中含有用于捕获铀原子的化合物。每个垫子的长度在50到100码(约合46到91米)之间,悬浮在水下100到200码(约合91到182米)。从海水中取出后,垫子用温酸溶液漂洗以获取铀,而后再次沉入海下捕获铀原子。

背景资料

核电站的运营时间达到60年或者更长时间,需要投入巨大资金建造。在建造核电站前,能源公司必须确保他们能够在未来几十年内获得价格合理的铀。陆地铀资源是否充足具有不确定性,这种不确定性一直影响着核能产业的决策。
海水中铀的蕴藏量约45亿吨,是陆地上已探明的铀矿储量的2000倍,但是浓度极低。所以海水提铀成本比陆地贫铀矿提炼成本高6倍。此外,从海水中提取铀同样在环保方面具有优势。传统的铀矿开采产生具有污染的废水,对矿工的健康构成威胁,同时也对环境产生不利影响。

开发历史

从20世纪60年代开始,日本美国法国等国家从事海水提铀的研究和试验。中国则在20世纪70年代初开始研究海水提铀。
日本是世界上第一个开发海水铀源的国家。日本是一个贫铀国,铀埋藏量仅有8000吨,因此日本把目光瞄向海洋。从1960年起,日本加快研究从海水中提取铀的方法。1971年,日本试验成功了一种新的吸附剂。除了氢氧化钛之外,这种吸附剂还包括有活性碳。这种新型吸附剂1克可以得到1毫克铀,因而用它从海水中提取铀远比从一般矿石提取铀的成本要低得多。为此,日本已于1986年4月在香川县建成了年产10千克铀的海水提取厂。同时已制定了进一步建造工业规模的海水提铀工厂的计划,预计到2000年前年产铀达1000吨。
截止到2012年8月,科学家在海水提铀方面不断取得进步,正快速朝着将海洋变成铀库的道路前进,从海水中提取铀距离具有经济可行性更近一步。铀提取技术的进步能够将成本降低近一半,即提取1磅(约合0.45公斤)铀的成本从大约560美元降至300美元。这种铀获取方式能够确保核能发电的未来。

提取工艺法

将吸附剂装入有网眼的尼龙袋中,用船拖着在海水中飘游,或将吸附剂装入吸附柱中,把海水泵入吸附柱,通过吸附剂和海水接触而吸附铀。如用水合氧化钛吸附剂,每克吸附铀量为几十至200μg。用碱性溶液(碳酸铵或碳酸钠溶液)淋洗吸附有铀的水合氧化钛,得到含铀约9mgU/L(注:U/L是:单位/公升)的淋洗液。
经过一次吸附和淋洗,铀浓度由海水中的3.3产μgU/L(注:U/L是:单位/公升)提高至淋洗液中的9mgU/L(注:U/L是:单位/公升),提高了近3000倍。但此时的铀浓度还很低,需作进一步富集。可用阴离子交换树脂进行第二次吸附,再用中性盐溶液将离子交换树脂上的铀淋洗出来。第二次淋洗液的铀浓度达3.5gU/L(注:U/L是:单位/公升)左右,可用常规方法从这种淋洗液中沉淀铀制取铀盐产品。

其他方法

1、吸附法,使用水合氧化钛、碱式碳酸锌、方铅矿石和离子交换树脂等吸附剂吸附海水中微量的铀;
2、生物富集法,使用专门培养的海藻富集海水中微量的铀。据试验,某些海藻铀的富集能力很大,其铀含量甚至超过低品位铀矿的含铀量;
3、起泡分离法,在海水中加入一定量的铀捕集剂,如氢氧化铁等,然后通气鼓泡,分离海水中的铀。

吸附剂

要具有吸附容量大、吸附速度快、选择性好、化学稳定、机械强度好、易于淋洗再生、不污染海洋等性质,且价格低廉。
最初主要研究无机吸附剂如水合氧化钛等。为获得具有一定机械强度的水合氧化钛,曾研制出钛胶一聚丙烯酰胺凝胶吸附剂、用聚乙烯醇粘合钛一碳的复合剂等。后来发现水合氧化钛吸附剂系列的机械强度都不理想,故转到主要研究有机吸附剂。研究结果表明,合成纤维工业生产中一种产品聚丙烯腈的直接衍生物——聚丙烯酰胺喔星(polyacrylamidoxine)在铀的吸附容量、吸附选择性和机械强度等性质都优于水合氧化钛。

吸附装置和工程

吸附装置应能与大量海水相接触且节能价廉。世界各国根据各自的海岸条件,研究利用天然洋流、潮汐流、波动能及泵驱动等方式,使吸附装置与大量海水接触。日本试验用机械泵把海水输送到吸附柱中,贫化海水排入大海并被洋流带走。由于这种方法需要输送大量海水,因而耗能大。德国因海岸没有暖洋流,主要研究开发在海水中移动操作的如系在船上的浮动吸附装置,以达到与洋流驱动相类似的结果。瑞典研究一种储槽利用波浪,使槽中水面比海水面海水面高,再利用水位差使海水通过吸附床。中国、美国、前苏联等也都进行着类似的工程研究。
$firstVoiceSent
- 来自原声例句
小调查
请问您想要如何调整此模块?

感谢您的反馈,我们会尽快进行适当修改!
进来说说原因吧 确定
小调查
请问您想要如何调整此模块?

感谢您的反馈,我们会尽快进行适当修改!
进来说说原因吧 确定