設計一個實驗裝置富集海水中的鈾

① 海水提鈾的介紹

海水提鈾是從海水中提取鈾化合物的過程。海水提鈾的研究，主要集中在吸附劑的研製、吸附裝置與工程實施兩個方面。這是因為海水中含鈾濃度很低，一般只有3×10-7%，需要處理的海水量很大，而其他雜質含量既雜又濃，從而要求達到較高的富集系數。

② 海水提鈾技術是怎樣提取的

海水提鈾是從海水中提取原子能工業鈾原料的技術。海水中鈾的蘊藏量約45億噸，是陸地上已探明的鈾礦儲量的2000倍，但是濃度極低。所以海水提鈾成本比陸地貧鈾礦提煉成本高6倍。從20世紀60年代開始，日本、美國、法國等國家從事海水提鈾的研究和試驗，一般採用三種方法：

（1）吸附法：使用水合氧化鈦、鹼式碳酸鋅、方鉛礦石和離子交換樹脂等吸附劑吸附海水中微量的鈾；

（2）生物富集法：使用專門培養的海藻富集海水中微量的鈾。據試驗，某些海藻鈾的富集能力很大，其鈾含量甚至超過低品位鈾礦的含鈾量；

（3）起泡分離法：在海水中加入一定量的鈾捕集劑如氫氧化鐵等，然後通氣鼓泡，分離海水中的鈾）。

日本是世界上第一個開發海水鈾源的國家。日本是一個貧鈾國，鈾埋藏量僅有8 000噸，因此日本把目光瞄向海洋。從1960年起，日本加快研究從海水中提取鈾的方法。1971年，日本試驗成功了一種新的吸附劑。除了氫氧化鈦之外，這種吸附劑還包括有活性碳。日本已於1986年4月在香川縣建成了年產10千克鈾的海水提取廠。日本還制定了進一步建造工業規模的海水提鈾工廠的計劃，到2000年前年產鈾達1 000噸。

③ 海水提鈾有哪些方法

海水提鈾是從海水中提取原子能工業鈾原料的技術。海水中鈾的蘊藏量約45億噸，是陸地上已探明的鈾礦儲量的2000倍，但是濃度極低。所以海水提鈾成本比陸地貧鈾礦提煉成本高6倍。從20世紀60年代開始，日本、美國、法國等國家從事海水提鈾的研究和試驗，一般採用三種方法：（1）吸附法：使用水合氧化鈦、鹼式碳酸鋅、方鉛礦石和離子交換樹脂等吸附劑吸附海水中微量的鈾；

（2）生物富集法：使用專門培養的海藻富集海水中微量的鈾。據試驗，某些海藻鈾的富集能力很大，其鈾含量甚至超過低品位鈾礦的含鈾量；

（3）起泡分離法：在海水中加入一定量的鈾捕集劑?如氫氧化鐵等，然後通氣鼓泡，分離海水中的鈾）。

④ 海水提鈾的提取工藝法

將吸附劑裝入有網眼的尼龍袋中，用船拖著在海水中飄游，或將吸附劑裝入吸附柱中，把海水泵入吸附柱，通過吸附劑和海水接觸而吸附鈾。如用水合氧化鈦吸附劑，每克吸附鈾量為幾十至200μg。用鹼性溶液(碳酸銨或碳酸鈉溶液)淋洗吸附有鈾的水合氧化鈦，得到含鈾約9mgU/L(註：U/L是：單位/公升)的淋洗液。
經過一次吸附和淋洗，鈾濃度由海水中的3.3產μgU/L(註：U/L是：單位/公升)提高至淋洗液中的9mgU/L(註：U/L是：單位/公升)，提高了近3000倍。但此時的鈾濃度還很低，需作進一步富集。可用陰離子交換樹脂進行第二次吸附，再用中性鹽溶液將離子交換樹脂上的鈾淋洗出來。第二次淋洗液的鈾濃度達3.5gU/L(註：U/L是：單位/公升)左右，可用常規方法從這種淋洗液中沉澱鈾製取鈾鹽產品。 1、吸附法，使用水合氧化鈦、鹼式碳酸鋅、方鉛礦石和離子交換樹脂等吸附劑吸附海水中微量的鈾；
2、生物富集法，使用專門培養的海藻富集海水中微量的鈾。據試驗，某些海藻鈾的富集能力很大，其鈾含量甚至超過低品位鈾礦的含鈾量；
3、起泡分離法，在海水中加入一定量的鈾捕集劑，如氫氧化鐵等，然後通氣鼓泡，分離海水中的鈾。 要具有吸附容量大、吸附速度快、選擇性好、化學穩定、機械強度好、易於淋洗再生、不污染海洋等性質，且價格低廉。
最初主要研究無機吸附劑如水合氧化鈦等。為獲得具有一定機械強度的水合氧化鈦，曾研製出鈦膠一聚丙烯醯胺凝膠吸附劑、用聚乙烯醇粘合鈦一碳的復合劑等。後來發現水合氧化鈦吸附劑系列的機械強度都不理想，故轉到主要研究有機吸附劑。研究結果表明，合成纖維工業生產中一種產品聚丙烯腈的直接衍生物——聚丙烯醯胺喔星(polyacrylamidoxine)在鈾的吸附容量、吸附選擇性和機械強度等性質都優於水合氧化鈦。 吸附裝置應能與大量海水相接觸且節能價廉。世界各國根據各自的海岸條件，研究利用天然洋流、潮汐流、波動能及泵驅動等方式，使吸附裝置與大量海水接觸。日本試驗用機械泵把海水輸送到吸附柱中，貧化海水排入大海並被洋流帶走。由於這種方法需要輸送大量海水，因而耗能大。德國因海岸沒有暖洋流，主要研究開發在海水中移動操作的如系在船上的浮動吸附裝置，以達到與洋流驅動相類似的結果。瑞典研究一種儲槽利用波浪，使槽中水面比海水面海水面高，再利用水位差使海水通過吸附床。中國、美國、前蘇聯等也都進行著類似的工程研究。

⑤ 怎樣在海水中提取鈾

鈾——核武器的原料，陸地上可供開採的總共不過100萬噸。於是，人們將目光移向了海洋。

海水裡，鈾的濃度雖然不高，每升海水只有3.3微克，但海洋無比巨大，海水又多，所以海洋里的鈾總量相當可觀，達45億噸，相當於陸地鈾儲量的4500倍。

體積微小的一塊鈾，可以釋放出巨大的能量

英國是最早從事海水提鈾研究的國家，日本是第一個建造海水提鈾工廠的國家。目前，世界上已有美、俄、德等近20個國家進行海水提鈾研究，但至今還沒有一個國家能夠進行大規模提鈾生產。

究其原因，主要還是技術難題和成本過高。盡管海水含鈾總量高達45億噸，但濃度極低。要想得到3千克鈾，就要處理100萬噸海水才行。處理如此巨量的海水，給提鈾生產提出了很多技術難題。據目前提鈾水平核算，成本是陸地貧鈾礦提煉成本的6倍。

盡管如此，具有聰明才智的人類，還是加快了海水提鈾研究試驗的步伐。現在最有希望的一種方法是「吸附法」，即用吸附劑吸附鈾。相信不久的一天，海水提鈾工業化生產定能實現。

⑥ 海水提鈾有哪些方法

（１）吸附法：使用水合氧化鈦、鹼式碳酸鋅、方鉛礦石和離子交換樹脂等吸附劑吸附海水中微量的鈾；

（２）生物富集法：使用專門培養的海藻富集海水中微量的鈾。據試驗，某些海藻鈾的富集能力很大，其鈾含量甚至超過低品位鈾礦的含鈾量；

（３）起泡分離法：在海水中加入一定量的鈾捕集劑?如氫氧化鐵等，然後通氣鼓泡，分離海水中的鈾）。

⑦ 在海水中要怎樣提取鈾

世界上研究和開發海水提鈾技術最早的國家是英國，第二次世界大戰結束後不久，英國就從事這項工作，先後提出了用離子交換樹脂及吸附法從海水中提鈾方案，這些都是在實驗室內進行的研究。日本在1984年建成了年產10kg鈾的海水提鈾模擬廠，這是世界上第1個海水提鈾工廠。目前，美國、德國、法國等20多個國家，都相繼進行海水提鈾研究開發工作，提取方法主要有起泡分離法、生物富集法、吸附法。
起泡分離法是將起泡劑加入海水中，再用動力鼓氣使海水起泡，起泡的物質與鈾發生化學作用，海水中的鈾就聚集在氣泡上，於是把鈾從海水中提取出來了。這種方法鈾的提取率達80%～90%，是近幾年新發展的方法，目前只限於實驗室內使用，而在工程上很難實現。
生物富集法是把經過篩選和專門培養的海藻放在海水中進行富集鈾的方法。在海洋中有些藻類富集鈾的能力很強，集鈾的濃度比海水高1萬倍，其含量達150mg/L，接近或超過陸上低品位鈾礦的含鈾量。日本研究出一種小球藻，其自然繁殖快、富集鈾量大、提取成本低，很有發展前途，在工程上是可以實現的。目前，德國也正在籌建中試生產工廠。
吸附法是最有希望的一種方法，吸鈾量較高。迄今，已研製出百種吸附劑，經常採用的有水合氧化鈦、鹼式碳酸鋅、方鋁礦石、離子交換樹脂等，其中水合氧化鈦復合吸附劑是當前國際上海水提鈾研究開發中最主要的一種，它每克可吸收500～600μg鈾，甚至高達1000μg以上。海水如何通過吸附床，是海水提鈾實現工業化生產的關鍵。

⑧ 是怎樣從海水中提鈾的

世界上研究和開發海水提鈾技術最早的國家是英國，第二次世界大戰結束後不久，英國就從事這項工作，先後提出了用離子交換樹脂及吸附法從海水中提鈾方案，這些都是在實驗室內進行的研究。日本在1984年建成了年產10kg鈾的海水提鈾模擬廠，這是世界上第1個海水提鈾工廠。目前，美國、德國、法國等20多個國家，都相繼進行海水提鈾研究開發工作，提取方法主要有起泡分離法、生物富集法、吸附法。

起泡分離法是將起泡劑加入海水中，再用動力鼓氣使海水起泡，起泡的物質與鈾發生化學作用，海水中的鈾就聚集在氣泡上，於是把鈾從海水中提取出來了。這種方法鈾的提取率達80％～90％，是近幾年新發展的方法，目前只限於實驗室內使用，而在工程上很難實現。

生物富集法是把經過篩選和專門培養的海藻放在海水中進行富集鈾的方法。在海洋中有些藻類富集鈾的能力很強，集鈾的濃度比海水高1萬倍，其含量達150mg／L，接近或超過陸上低品位鈾礦的含鈾量。日本研究出一種小球藻，其自然繁殖快、富集鈾量大、提取成本低，很有發展前途，在工程上是可以實現的。目前，德國也正在籌建中試生產工廠。

吸附法是最有希望的一種方法，吸鈾量較高。迄今，已研製出百種吸附劑，經常採用的有水合氧化鈦、鹼式碳酸鋅、方鋁礦石、離子交換樹脂等，其中水合氧化鈦復合吸附劑是當前國際上海水提鈾研究開發中最主要的一種，它每克可吸收500～600μg鈾，甚至高達1000μg以上。海水如何通過吸附床，是海水提鈾實現工業化生產的關鍵。為此，科學家們提出了一些吸附劑與海水接觸的方案，其中較著名的有泵柱式、海流式和潮汐湖式。

泵柱式是把吸附劑裝入吸附柱中，用水泵把海水連續不斷地通入吸附柱，以使吸附劑與海水接觸。這種方法適於在實驗室或試驗工廠使用，其主要缺點是因海水流動阻力大，致使耗能大。

海流式是把裝有吸附劑的吸附床放在有海流的地方，藉助海流自然流經吸附床而使吸附劑與海水接觸。這種方法需要把裝置放在離岸較遠的海流流速大的海域，還要考慮防災技術，因而投資昂貴。

潮汐湖式是把載有吸附劑的吸附床置於有潮汐漲落的上湖和下湖之間，在漲潮時把上湖水門打開讓海水流進，當海水由上湖經吸附床流向下湖時，吸附劑與海水接觸吸附鈾，落潮時下湖水門打開，使接觸過吸附劑的海水流走。這種方案由於問題較多，至今還沒進行實驗。

我國的海水提鈾技術研究與開發始於1967年，至70年代末，對鈾吸附劑進行了大量篩選研究工作。採用鈦型吸附劑，每克可從海水中穩定地吸附鈾650μg；採用有機離子交換樹脂可穩定地吸附1000μg以上。已從海水中提取了數千克鈾化合物，在提鈾設備及研究方法上達到世界先進水平，其吸附劑的吸鈾率已超過英國。目前，海水提鈾研究與開發工作仍處於實驗室內的試驗階段，要達到工業化生產水平，還必須解決吸附劑工業化基本參數的測定、總體工程和吸附工程設計，以及整個工程自動控制等技術問題。

⑨ 在海水中要怎樣提取鈾

世界上研究和開發海水提鈾技術最早的國家是英國，第二次世界大戰結束後不久，英國就從事這項工作，先後提出了用離子交換樹脂及吸附法從海水中提鈾方案，這些都是在實驗室內進行的研究。日本在1984年建成了年產10kg鈾的海水提鈾模擬廠，這是世界上第1個海水提鈾工廠。目前，美國、德國、法國等20多個國家，都相繼進行海水提鈾研究開發工作，提取方法主要有起泡分離法、生物富集法、吸附法。

起泡分離法是將起泡劑加入海水中，再用動力鼓氣使海水起泡，起泡的物質與鈾發生化學作用，海水中的鈾就聚集在氣泡上，於是把鈾從海水中提取出來了。這種方法鈾的提取率達80%～90%，是近幾年新發展的方法，目前只限於實驗室內使用，而在工程上很難實現。

生物富集法是把經過篩選和專門培養的海藻放在海水中進行富集鈾的方法。在海洋中有些藻類富集鈾的能力很強，集鈾的濃度比海水高1萬倍，其含量達150mg/L，接近或超過陸上低品位鈾礦的含鈾量。日本研究出一種小球藻，其自然繁殖快、富集鈾量大、提取成本低，很有發展前途，在工程上是可以實現的。目前，德國也正在籌建中試生產工廠。

吸附法是最有希望的一種方法，吸鈾量較高。迄今，已研製出百種吸附劑，經常採用的有水合氧化鈦、鹼式碳酸鋅、方鋁礦石、離子交換樹脂等，其中水合氧化鈦復合吸附劑是當前國際上海水提鈾研究開發中最主要的一種，它每克可吸收500～600μg鈾，甚至高達1000μg以上。海水如何通過吸附床，是海水提鈾實現工業化生產的關鍵。

⑩ 海水提鈾技術是怎樣提取的

海水提鈾是從海水中提取原子能工業鈾原料的技術。海水中鈾的蘊藏量約45億噸，是陸地上已探明的鈾礦儲量的2000倍，但是濃度極低。所以海水提鈾成本比陸地貧鈾礦提煉成本高6倍。從20世紀60年代開始，日本、美國、法國等國家從事海水提鈾的研究和試驗，一般採用三種方法：

（1）吸附法：使用水合氧化鈦、鹼式碳酸鋅、方鉛礦石和離子交換樹脂等吸附劑吸附海水中微量的鈾；

（2）生物富集法：使用專門培養的海藻富集海水中微量的鈾。據試驗，某些海藻鈾的富集能力很大，其鈾含量甚至超過低品位鈾礦的含鈾量；

（3）起泡分離法：在海水中加入一定量的鈾捕集劑?如氫氧化鐵等，然後通氣鼓泡，分離海水中的鈾）。

日本是世界上第一個開發海水鈾源的國家。日本是一個貧鈾國，鈾埋藏量僅有8 000噸，因此日本把目光瞄向海洋。從1960年起，日本加快研究從海水中提取鈾的方法。1971年，日本試驗成功了一種新的吸附劑。除了氫氧化鈦之外，這種吸附劑還包括有活性碳。日本已於1986年4月在香川縣建成了年產10千克鈾的海水提取廠。日本還制定了進一步建造工業規模的海水提鈾工廠的計劃，到2000年前年產鈾達1 000噸。