设计一个实验装置富集海水中的铀

① 海水提铀的介绍

海水提铀是从海水中提取铀化合物的过程。海水提铀的研究，主要集中在吸附剂的研制、吸附装置与工程实施两个方面。这是因为海水中含铀浓度很低，一般只有3×10-7%，需要处理的海水量很大，而其他杂质含量既杂又浓，从而要求达到较高的富集系数。

② 海水提铀技术是怎样提取的

海水提铀是从海水中提取原子能工业铀原料的技术。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。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，一般采用三种方法：

（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）。

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8 000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。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。日本还制定了进一步建造工业规模的海水提铀工厂的计划，到2000年前年产铀达1 000吨。

③ 海水提铀有哪些方法

海水提铀是从海水中提取原子能工业铀原料的技术。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。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，一般采用三种方法：（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）。

④ 海水提铀的提取工艺法

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。 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。 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。

⑤ 怎样在海水中提取铀

铀——核武器的原料，陆地上可供开采的总共不过100万吨。于是，人们将目光移向了海洋。

海水里，铀的浓度虽然不高，每升海水只有3.3微克，但海洋无比巨大，海水又多，所以海洋里的铀总量相当可观，达45亿吨，相当于陆地铀储量的4500倍。

体积微小的一块铀，可以释放出巨大的能量

英国是最早从事海水提铀研究的国家，日本是第一个建造海水提铀工厂的国家。目前，世界上已有美、俄、德等近20个国家进行海水提铀研究，但至今还没有一个国家能够进行大规模提铀生产。

究其原因，主要还是技术难题和成本过高。尽管海水含铀总量高达45亿吨，但浓度极低。要想得到3千克铀，就要处理100万吨海水才行。处理如此巨量的海水，给提铀生产提出了很多技术难题。据目前提铀水平核算，成本是陆地贫铀矿提炼成本的6倍。

尽管如此，具有聪明才智的人类，还是加快了海水提铀研究试验的步伐。现在最有希望的一种方法是“吸附法”，即用吸附剂吸附铀。相信不久的一天，海水提铀工业化生产定能实现。

⑥ 海水提铀有哪些方法

（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）。

⑦ 在海水中要怎样提取铀

世界上研究和开发海水提铀技术最早的国家是英国，第二次世界大战结束后不久，英国就从事这项工作，先后提出了用离子交换树脂及吸附法从海水中提铀方案，这些都是在实验室内进行的研究。日本在1984年建成了年产10kg铀的海水提铀模拟厂，这是世界上第1个海水提铀工厂。目前，美国、德国、法国等20多个国家，都相继进行海水提铀研究开发工作，提取方法主要有起泡分离法、生物富集法、吸附法。
起泡分离法是将起泡剂加入海水中，再用动力鼓气使海水起泡，起泡的物质与铀发生化学作用，海水中的铀就聚集在气泡上，于是把铀从海水中提取出来了。这种方法铀的提取率达80%～90%，是近几年新发展的方法，目前只限于实验室内使用，而在工程上很难实现。
生物富集法是把经过筛选和专门培养的海藻放在海水中进行富集铀的方法。在海洋中有些藻类富集铀的能力很强，集铀的浓度比海水高1万倍，其含量达150mg/L，接近或超过陆上低品位铀矿的含铀量。日本研究出一种小球藻，其自然繁殖快、富集铀量大、提取成本低，很有发展前途，在工程上是可以实现的。目前，德国也正在筹建中试生产工厂。
吸附法是最有希望的一种方法，吸铀量较高。迄今，已研制出百种吸附剂，经常采用的有水合氧化钛、碱式碳酸锌、方铝矿石、离子交换树脂等，其中水合氧化钛复合吸附剂是当前国际上海水提铀研究开发中最主要的一种，它每克可吸收500～600μg铀，甚至高达1000μg以上。海水如何通过吸附床，是海水提铀实现工业化生产的关键。

⑧ 是怎样从海水中提铀的

世界上研究和开发海水提铀技术最早的国家是英国，第二次世界大战结束后不久，英国就从事这项工作，先后提出了用离子交换树脂及吸附法从海水中提铀方案，这些都是在实验室内进行的研究。日本在1984年建成了年产10kg铀的海水提铀模拟厂，这是世界上第1个海水提铀工厂。目前，美国、德国、法国等20多个国家，都相继进行海水提铀研究开发工作，提取方法主要有起泡分离法、生物富集法、吸附法。

起泡分离法是将起泡剂加入海水中，再用动力鼓气使海水起泡，起泡的物质与铀发生化学作用，海水中的铀就聚集在气泡上，于是把铀从海水中提取出来了。这种方法铀的提取率达80％～90％，是近几年新发展的方法，目前只限于实验室内使用，而在工程上很难实现。

生物富集法是把经过筛选和专门培养的海藻放在海水中进行富集铀的方法。在海洋中有些藻类富集铀的能力很强，集铀的浓度比海水高1万倍，其含量达150mg／L，接近或超过陆上低品位铀矿的含铀量。日本研究出一种小球藻，其自然繁殖快、富集铀量大、提取成本低，很有发展前途，在工程上是可以实现的。目前，德国也正在筹建中试生产工厂。

吸附法是最有希望的一种方法，吸铀量较高。迄今，已研制出百种吸附剂，经常采用的有水合氧化钛、碱式碳酸锌、方铝矿石、离子交换树脂等，其中水合氧化钛复合吸附剂是当前国际上海水提铀研究开发中最主要的一种，它每克可吸收500～600μg铀，甚至高达1000μg以上。海水如何通过吸附床，是海水提铀实现工业化生产的关键。为此，科学家们提出了一些吸附剂与海水接触的方案，其中较著名的有泵柱式、海流式和潮汐湖式。

泵柱式是把吸附剂装入吸附柱中，用水泵把海水连续不断地通入吸附柱，以使吸附剂与海水接触。这种方法适于在实验室或试验工厂使用，其主要缺点是因海水流动阻力大，致使耗能大。

海流式是把装有吸附剂的吸附床放在有海流的地方，借助海流自然流经吸附床而使吸附剂与海水接触。这种方法需要把装置放在离岸较远的海流流速大的海域，还要考虑防灾技术，因而投资昂贵。

潮汐湖式是把载有吸附剂的吸附床置于有潮汐涨落的上湖和下湖之间，在涨潮时把上湖水门打开让海水流进，当海水由上湖经吸附床流向下湖时，吸附剂与海水接触吸附铀，落潮时下湖水门打开，使接触过吸附剂的海水流走。这种方案由于问题较多，至今还没进行实验。

我国的海水提铀技术研究与开发始于1967年，至70年代末，对铀吸附剂进行了大量筛选研究工作。采用钛型吸附剂，每克可从海水中稳定地吸附铀650μg；采用有机离子交换树脂可稳定地吸附1000μg以上。已从海水中提取了数千克铀化合物，在提铀设备及研究方法上达到世界先进水平，其吸附剂的吸铀率已超过英国。目前，海水提铀研究与开发工作仍处于实验室内的试验阶段，要达到工业化生产水平，还必须解决吸附剂工业化基本参数的测定、总体工程和吸附工程设计，以及整个工程自动控制等技术问题。

⑨ 在海水中要怎样提取铀

世界上研究和开发海水提铀技术最早的国家是英国，第二次世界大战结束后不久，英国就从事这项工作，先后提出了用离子交换树脂及吸附法从海水中提铀方案，这些都是在实验室内进行的研究。日本在1984年建成了年产10kg铀的海水提铀模拟厂，这是世界上第1个海水提铀工厂。目前，美国、德国、法国等20多个国家，都相继进行海水提铀研究开发工作，提取方法主要有起泡分离法、生物富集法、吸附法。

起泡分离法是将起泡剂加入海水中，再用动力鼓气使海水起泡，起泡的物质与铀发生化学作用，海水中的铀就聚集在气泡上，于是把铀从海水中提取出来了。这种方法铀的提取率达80%～90%，是近几年新发展的方法，目前只限于实验室内使用，而在工程上很难实现。

生物富集法是把经过筛选和专门培养的海藻放在海水中进行富集铀的方法。在海洋中有些藻类富集铀的能力很强，集铀的浓度比海水高1万倍，其含量达150mg/L，接近或超过陆上低品位铀矿的含铀量。日本研究出一种小球藻，其自然繁殖快、富集铀量大、提取成本低，很有发展前途，在工程上是可以实现的。目前，德国也正在筹建中试生产工厂。

吸附法是最有希望的一种方法，吸铀量较高。迄今，已研制出百种吸附剂，经常采用的有水合氧化钛、碱式碳酸锌、方铝矿石、离子交换树脂等，其中水合氧化钛复合吸附剂是当前国际上海水提铀研究开发中最主要的一种，它每克可吸收500～600μg铀，甚至高达1000μg以上。海水如何通过吸附床，是海水提铀实现工业化生产的关键。

⑩ 海水提铀技术是怎样提取的

海水提铀是从海水中提取原子能工业铀原料的技术。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。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，一般采用三种方法：

（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）。

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8 000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。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。日本还制定了进一步建造工业规模的海水提铀工厂的计划，到2000年前年产铀达1 000吨。