[发明专利]一种利用共沉淀法从卤水中分离微量铀的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学分离技术领域，具体涉及一种利用共沉淀法从卤水中分离微量铀的方法。

背景技术

随着国内外对能源的需求不断增长以及能源缺口的不断增大，当今世界以石油、煤炭等传统能源为主的能源结构必然发生改变。核能作为一种人类最具希望的未来能源之一，将发挥重大作用；据国际原子能机构预测到2030年世界核动力至少占全部动力的25%，最大的增长可能达到100%。

铀作为目前最重要的核能资源，必然在未来经济建设和国防建设中发挥重要作用。但是国内铀矿总体储量并不丰富，且分布极不均匀。海水中蕴含有丰富的铀，据估计，海水中溶解的铀的数量可达45亿吨，但是海水中铀的含量极低，如果将铀从海水中提取出，需要处理大量的海水，技术工艺也较复杂。盐湖卤水与海洋相比，因其流入/蒸发比高于海洋，其中铀含量通常会比海水高，可以达到几十甚至上万倍；地下卤水情况与盐湖卤水情况类似，地下盐矿形成于各个地质时代的地壳活动、海进海退，卤水经浓缩最终成矿，其中的铀含量也通常会高于海水。

目前，铀的来源主要有陆地矿石、海水和盐湖卤水。地下卤水作为一种非常规铀资源，还鲜有开发利用。中国是个地下卤水丰富的国家，且分布地层层位多、地域广、储量大，随着现阶段国家及企业对地下卤水资源的使用与勘探，对于高矿度卤水微量铀元素的回收提取，逐渐提上日程，引起了大家的重视。本发明针对氯化钠型地下卤水，利用共沉淀法将其中的铀分离富集，起到回收铀资源的作用。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种从地下卤水中分离富集铀的工艺。

来自地下的卤水资源中，含有各种杂质金属离子，如钙、镁、锶、锰、铬等，其中主要含有钙、镁杂质离子，在共沉淀法富集铀的过程中，合理利用卤水中的钙镁离子与铀元素一起沉淀富集析出，达到分离富集的目的。

本发明为实现上述目的所采用的工艺方案如下：

一种利用共沉淀法从卤水中分离微量铀的方法，包括以下步骤：向卤水中加入沉淀剂水溶性氢氧化物或水溶性碳酸盐，或两者组合，直至生成铀的共沉淀，然后通过微孔膜过滤即完成铀与卤水的分离；或将生成沉淀的卤水加压溶气，通过浮上澄清法，使铀的共沉淀与卤水分离；或将上述两种分离方法组合使用。

所述水溶性氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾与氢氧化钙中的任一种或两种组合；碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾。

采用加压溶气前向卤水中加入絮凝剂，絮凝剂为FeCl₃、硫酸铁、三氯化铝、明矾、聚合氯化铝、聚合硫酸铝或聚合氯化铝铁。

絮凝剂为FeCl₃或硫酸铁时，加入后卤水中Fe含量为0.02-10mg/L；絮凝剂为三氯化铝、聚合氯化铝或聚合硫酸铝时，加入后卤水中Al含量为5-20mg/L；絮凝剂为明矾或聚合氯化铝铁时，加入后卤水中Al含量为2-10mg/L。

加入氢氧化物调节卤水pH至9-12.5。

卤水中加入的碳酸盐过碱量为0.1-10g/L。

所述微孔膜为0.1-2um。

卤水通过加压溶气使每立方米卤水中溶解空气4-6L，通过浮上澄清法形成上浮泥和下沉泥沉淀。

一种利用共沉淀法从卤水中分离微量铀的方法，优选的，向卤水中加入氢氧化钠，生成沉淀以后，再加入FeCl₃，反应完全后通过浮上澄清法分离铀的共沉淀和卤水，取分离后的卤水加入碳酸钠，生成沉淀以后，通过微孔滤膜过滤，完成铀的共沉淀与卤水分离。

一种利用共沉淀法从卤水中分离微量铀的方法，优选的，向卤水中加入氢氧化钠，生成沉淀以后，再向卤水中加入碳酸钠，再次生成沉淀以后，通过微孔滤膜过滤，完成铀的共沉淀与卤水分离。

本发明采用共沉淀法富集卤水中的铀元素，通过利用卤水自身所含的杂质离子（钙、镁等），于其中加入沉淀剂（如碳酸钠、氢氧化钠）以及絮凝剂如FeCl₃，使杂质离子形成沉淀，在沉淀过程中，溶液中的铀与氢氧化镁沉淀、碳酸钙沉淀形成共沉淀，从而能够将铀元素从卤水中进行富集分离，之后再通过预处理（浮上澄清法）以及过滤操作，将沉淀物与卤水进行分离。采用本发明共沉淀法富集分离卤水中的铀，分离效果好，铀回收率最高可达到99.85%，便于大规模应用，工艺技术便于推广。

具体实施方式

实施例1