[发明专利]一种以C3

说明书

本发明公开了一种海水提铀的处理系统及方法，特别是一种以C₃N₄为吸附剂的海水提铀系统，包括蒸发池、海水收集箱、吸附池、光催化池、固液分离池、焚烧炉和膜分离装置；其中，所述蒸发池的海水出口与海水收集箱的第一海水进液管相对接，所述海水收集箱的第一海水出液管与吸附池的第二海水进液管相对接，所述吸附池的第二海水出液管与光催化池的第三海水进液管相对接，所述光催化池的第三海水出液管与固液分离池的第四海水进液管相对接，所述固液分离池的第四海水出液管对接至膜分离装置。本发明中还提供了一种以C₃N₄为吸附剂的海水提铀方法。与现有技术相比较，本发明海水提铀效率高，成本低，受自然环境的影响小。

技术领域

本发明涉及一种海水提铀的处理系统及方法，特别是一种以C₃N₄为吸附剂的海水提铀系统及方法。

背景技术

能源短缺是人类社会面临的重大问题，目前世界上大部分的国家都以化石燃料为主要能源，而化石燃料是不可再生能源，它的储存量可供人类使用多久取决于人类的开采率和消耗率。其他影晌使用时间的因素还有：新矿藏的发现、化石燃料回收利用的经济性和可再生能源的增长。具研究人员提出的多种消耗模型可知，我们已经发现石油储量还能支持约35年，天然气储量能支持约37年。据估计，煤的现有储量还能供人们使用约107年。按照这种趋势发展的话，2042年以后，煤就是人们唯一可使用的化石燃料了；而且煤也只能支持到2112年。同时随之而来的还有环境问题的日益突出，开发新能源就成为了一项迫在眉睫的必要使命。

目前已经投入使用的新能源有发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能等，而在此，我们把目光聚焦于核能。核能是人类历史上的一项伟大发现，它没有空气污染，使用的燃料能量密度高，核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。

但一个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倍以上。如果能够从海水中提取大量铀，就能够确保核能发电的未来。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，不仅对矿工的健康构成威胁，同时也对环境产生不利影响。所以开发海水提铀技术成为了解决此问题的重点。

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，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。

常规的海水提铀方法如下：

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9mg/L的淋洗液；

经过一次吸附和淋洗，铀浓度由海水中的3.3μg/L提高至淋洗液中的 9mg/L，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可达3.5g/L左右。

但是，上述海水提铀方法的工程实施比较困难，需要在海上操作，受海洋恶劣天气的影响较大。