[实用新型]一种高分子提铀材料合成与提铀的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高分子提铀材料合成与提铀的装置。

背景技术

核电站运营时间可达60年以上，需投入巨资建造。在建造核电站前，能源公司须 确保能在未来数十年内获得价格合理的铀。陆地铀资源具有不确定性，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，是陆地上已探明铀矿储量的 2000倍。此外，海水提铀在环保方面具有优势。传统铀矿开采产生的废水对矿工健康构 成威胁，同时也对环境产生不利影响。另外，现存的与即将产生的大量中高放含铀废水 中的铀如能得到高选择性提取，也将有利于铀资源的循环利用，并大幅度减少废水处理 成本。

从20世纪60年代开始，日、美、法等发达国家开展了大量海水提铀研究。1971 年，日本试验成功了一种含有氢氧化钛及活性炭的吸附剂，吸附容量高达1mgU·g^-1， 用它从海水中提铀的成本远低于从一般矿石中提铀。经过进一步研发，于1986年在日 本香川建成了年产10kg铀的海水提取厂。

海水提铀主要方法有吸附法、生物富集法和起泡分离法等。2013年，美国北卡罗来 纳大学林文斌等设计出的金属有机骨架配位物(MOF)能收集通常溶于海水中的含铀离 子。实验室研究证实这种材料吸附人造海水中铀的能力至少是传统纤维吸附剂的4倍。 美国最新研究成果显示，海水提铀成本已“低于”陆地开采铀成本的上限，使“一次通 过”式核燃料循环初具经济竞争力。

中科院海洋研究所等单位从20世纪70年代开始进行海水提铀研究。近年来，我国 利用偕胺肟化聚丙烯腈/蒙脱土(APAN/MMT)复合纳米吸附材料、偕胺肟基介孔SiO₂ 等手段进行了海水提铀研究。目前大都处在实验室阶段，着重于海水提铀所用吸附材料 的研究，尚未进入中试阶段。在偕胺肟基提铀高分子功能材料合成中，需要用到丙烯腈 (有毒气体)等有机试剂和溴化亚铜(极易氧化)引发剂等；在从海水或放射性废水提 铀过程中，需要特别考虑辐射防护；整个过程中需要对有毒有害气体进行处理以实现达 标排放。目前既能满足偕胺肟基提铀高分子材料合成的要求，又能满足提铀安全需求的 专用装置尚未见报道。

发明内容

本实用新型的目的在于避免偕胺肟基提铀高分子材料合成过程中极易氧化的溴化 亚铜的氧化所导致的浪费、有毒有害气体对工作人员及公众的危害及辐射损伤等，提供 了一种高分子提铀材料合成与提铀的装置。

一种高分子提铀材料合成与提铀的装置，包括通风柜支撑台面1、通风柜储物柜2、 不锈钢框架铅玻璃通风柜3、高纯气体钢瓶4和提铀装置17，提铀装置17与高分子提 铀材料合成装置并排安放在不锈钢框架铅玻璃通风柜3内的通风柜支撑台面1上；强力 小轴流风机5安装在不锈钢框架铅玻璃通风柜3顶部中央，强力小轴流风机5的出口连 接有吸附柱6，然后通过管道伸到不锈钢框架铅玻璃通风柜3外；高纯气体钢瓶4放在 不锈钢框架铅玻璃通风柜3外，并与所述高分子提铀材料合成装置连接。

不锈钢框架铅玻璃通风柜3的柜体玻璃为具有抗α、β及γ射线辐射防护性能的铅 玻璃板7。

所述高分子提铀材料合成装置包括三口烧瓶9和磁力加热搅拌反应器8，三口烧瓶 9置于磁力加热搅拌反应器8上，三口烧瓶9中放入用于高分子提铀材料合成试样13 混匀的搅拌磁子10和防止暴沸的沸石11，冷凝装置12安放在三口烧瓶9中央，冷凝装 置12连接有进水水龙头15和下水孔16。

所述磁力加热搅拌反应器8内盛装液体石蜡加热介质。

上述高分子提铀材料合成与提铀的装置，所述强力小轴流风机5与不锈钢框架铅玻 璃通风柜3接触面设密封旋钮，并在不锈钢框架铅玻璃通风柜3及铅玻璃板7之间加有 密封圈。

上述高分子提铀材料合成与提铀的装置，所述不锈钢框架铅玻璃通风柜3的柜体上 设有灯具14。

所述高纯气体钢瓶4内充有N₂或Ar气。