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盐湖卤水中铀的分离提取研究

文献类型:学位论文

作者殷小杰
答辩日期2018-06
文献子类博士
授予单位中国科学院大学;中国科学院近代物理研究所
授予地点北京
导师秦芝 ; 吴王锁
关键词盐湖卤水 偕胺肟基 介孔氧化硅
英文摘要

铀是核科学中最基本、最重要的元素,是一种军民两用的战略资源。随着核
电的飞速发展,铀的需求量不断增加,而铀矿的储量是有限的。海水中铀的总储
量达 45 亿吨,因此海水提铀成为近年来世界各国研究的热点。但海水中的铀浓
度很低(3 μg/L), 提取难度大,成本高。研究结果表明,盐湖卤水中铀的浓度是
海水的 100 倍甚至更高。我国盐湖资源丰富,极具开发价值,开展盐湖提铀研究
符合国家重大需求。
本文以从真实盐湖水中获得常量铀产品为最终目标,选取青海尕斯库勒湖区
水样开展了盐湖提铀的相关研究工作。对盐湖不同开发阶段的卤水进行了取样分
析,总结了卤水日晒蒸发过程中铀浓度的变化规律,认为盐湖钾资源开发过程中
产生的老卤水是盐湖提铀的最佳水源。
用接枝法和共交联法分别合成了偕胺肟基化的介孔氧化硅材料,利用红外光
谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、 X 射线光电子能谱(XPS)和物理吸附仪
对材料结构进行了详细的表征;考察了铀溶液初始 pH、吸附时间、铀溶液初始
浓度、吸附剂用量和共存离子等因素对铀吸附的影响。研究表明,偕胺肟基修饰
能够有效提高介孔氧化硅对铀的吸附速率和吸附容量,偕胺肟基对铀的吸附是肟
基上的 N 和氨基上 N 共同作用的结果。在此基础上,考察了偕胺肟基介孔氧化
硅材料对真实盐湖卤水中铀的吸附,发现共交联法制备的材料对实际盐湖水样中
铀的吸附容量最高可达 3.5 mg/g,是一种具有应用前景的吸附剂。为了进一步提
高材料对铀的吸附效果,制备了咪唑介孔氧化硅并研究了其对铀的吸附行为,为
偕胺肟基咪唑介孔氧化硅材料在实际盐湖提铀中的应用提供了基础数据。
实际盐湖卤水体系复杂,无机盐含量极高,即使吸附材料对铀有很好的选择
性也无法完全避免其对杂质元素的吸附。为了从盐湖中得到高纯度的铀提取物,
设计了先吸附富集再萃取纯化的盐湖提铀工艺流程,以介孔氧化硅为吸附剂,优
化了吸附富集过程中吸附时间、解吸剂种类、解吸剂用量等工艺条件,并以磷酸
三丁酯(TBP)为萃取剂对所得铀产品进行了纯化。基于上述工艺流程,在实验室进行了百升盐湖水中铀的提取实验,从 200 L 盐湖水样中得到了 60 mg 铀产
品,分析表明其主要成份为 UO2(NO3)2·6H2O。

语种中文
源URL[http://119.78.100.186/handle/113462/60766]  
专题近代物理研究所_嬗变化学(ADS)
推荐引用方式
GB/T 7714
殷小杰. 盐湖卤水中铀的分离提取研究[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院近代物理研究所. 2018.

入库方式: OAI收割

来源:近代物理研究所

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