海水提铀(extraction of uranium from sea water)

从海水中提取铀化合物的过程。全世界海洋中铀的储量估计有45亿t，是陆地铀储量的一千多倍。英国在20世纪50年代初开始研究从海水提铀，1984年日本建立一廖年产10kg铀的中间工厂。中国在70年代初开始研究海水提铀。此外，德国、法国、瑞典等国家也都在从事这方面的研究工作。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。

工艺   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3.3产g/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达3.5g/L左右，可用常规方法从这种淋洗液中沉淀铀制取铀盐产品。海水提铀原则流程如图。

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。

吸附装置及工程   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。