[发明专利]一种从含铀酰离子的水溶液中富集铀的方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种从含铀酰离子的水溶液中富集铀的方法。

背景技术

近年来我国的能源战略将核能作为重要组成部分，对铀的需求量将逐年增加。根据我国核电中长期发展规划，到2020年我国核电总装机容量将达到8600万千瓦，对天然铀的需求量约8500吨。而我国陆地铀矿资源不丰富，且大多是贫矿，天然铀年产量只有700吨左右。因此，到2020年，我国铀燃料缺口将达90％以上，严重依赖于进口，这对我国的核能发展形成严重的威胁。

除陆地铀矿之外，自然水体系中蕴藏着大量的铀资源。以海水和盐湖水为例：在海水中存在着很低浓度的铀，总量却达到40亿吨，约为陆地铀矿储量的一千倍。盐湖作为古老海洋经过地球运动的结果，经过数百万年的天然浓缩蒸发，铀含量为海洋水的几十到几百倍。柴达木盆地湖泊众多，其中盐湖达二十五个之多。盐湖类型齐全，成分复杂，其卤水中赋存有极其丰富的U、Th、Rb、Cs、Br和I等稀有分散元素资源，其含量之高和储量之大，在世界同类型现代盐湖中均属罕见。水体系中的这类资源如果能够富集利用，可以提供可谓取之不尽的铀资源。自然水体系中虽然铀储量丰富，然而其浓度很低，海水中铀浓度约为3.0～3.5ppb，盐湖水中铀浓度稍高但也在1000ppb以下，并与大量其他金属离子共存。如何经济、有效得从海水和盐湖水中提取铀是一个极具挑战的研究方向。

目前人们普遍认同的最有希望实现商业化的低浓度铀酰离子吸附材料是日本在1980年前后发明了一种含偕胺肟基(AO)的纤维状材料。这种含AO基的吸附纤维是在强度较好的基底材料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)纤维或无纺布上辐射接枝聚丙烯腈(AN)，再通过肟胺化反应将腈基转化为可以吸附铀的AO基。进一步的研究表明，使用丙烯酸(AA)与AN接枝共聚改性纤维，然后进行肟胺化，得到吸附材料。2003年，日本高崎研究所采用辐射接枝法制备了350公斤的高分子纤维吸附剂并在真实海水中进行吸铀试验，240天内提取了超过1公斤铀。具体参考文献如下：1、Seko,N.；Katakai,A.；Hasegawa,S.；Tamada,M.；Kasai,N.；Takeda,H.；Sugo,T.；Saito,K.Nucl Technol 2003,144,274。2、Tamada,M.Japan Atomic Energy Agency 2009。3、Takeda,T.；Saito,K.；Uezu,K.；Furusaki,S.；Sugo,T.；Okamoto,J.Industrial&Engineering Chemistry Research 1991,30,185。4、Sekiguchi,K.；Saito,K.；Konishi,S.；Furusaki,S.；Sugo,T.；Nobukawa,H.Industrial&Engineering Chemistry Research 1994,33,662。5、Kitamura,A.；Hamamoto,S.；Taniike,A.；Ohtani,Y.；Kubota,N.；Furuyama,Y.Radiation Physics and Chemistry 2004,69,171。6、Seko,N.；Tamada,M.；Yoshii,F.Nuclear Instruments&Methods in Physics Research Section B-Beam Interactions with Materials and Atoms 2005,236,21。