[实用新型]一种吸附铀的装置

说明书

本实用新型提供了一种吸附铀的装置，所述装置包括至少一个依次设置的吸附单元，所述吸附单元包括依次设置的海水导流层、吸附膜面保护层、吸附层；本实用新型提供的吸附铀的装置，应用于海水提铀时，可单次吸附金属铀大于6mg/g，能够经受海水冲击、温度变化和海中藻类及其他的污染，尤其是能够经受住大海水浪的冲击，循环重复使用上百次仍具有良好的性能；本实用新型所提供的吸附铀的装置，节能价廉，耐酸碱耐海水侵蚀，在保护吸附材料的效率及技术上领先于传统的如水泵方式、潮汐方式等技术，具有非常高的应用价值。

技术领域

本实用新型属于分离设备领域，涉及一种吸附铀的装置。

背景技术

铀资源是核能事业发展的战略性原材料。根据规划，到2020年我国运行核电装机容量将达到5800万千瓦，在建核电装机容量为3000万千瓦。由此，2020年当年我国核电发电需天然铀11500吨，当年需要消耗铀资源16400吨。我国已探明铀矿储量约为10万吨，但这些铀矿资源的开采相对低效。据彭博统计，2014年我国铀产量为1500吨，远低于需求。根据国际原子能机构的统计，全球铀矿资源储量为1238万吨，已探明547万吨，近来我国已被视为铀矿现货市场上的主要买家。

海水中含有丰富的铀。据文献报道，海水中约含45亿吨铀，是陆地储量的1000余倍，是潜在的天然铀资源宝库。海水提铀是从海水中提取原子能工业铀原料的技术。如果我们能从海水中把它们提取出来为核电厂发电的话，足够全世界用上一万年。半个世纪以来，全世界的研究人员都在尝试从海洋里提取铀，但是成功者寥寥。因为海水中的铀含量却非常低(～3.3μg/L)，这也使得提铀成为极具挑战性的技术。从20世纪60年代开始，日本、美国、法国等国家从事海水提铀的研究和试验，一般采用三种方法：吸附法，生物富集法，起泡分离法。近年，海水提铀报道较多的是英国和德国，其他国家相关报道较少。相比日本和美国，欧洲海水提铀研究相对落后。

我国对海水提铀的研究工作始于20世纪60年代，到80年代初海水提铀技术已有了一定的基础和水平，但由于一些原因中断。近年来，海水提铀的研究有了进一步的进展，国家海洋局第三研究所、中科院上海应用物理研究所、核工业北京化工研究院和中国海洋大学等机构都在开展海水提铀的研究，绝大部分研究还是集中在提铀材料的研发上。但迄今我国尚未建立海水提铀工厂。

海水铀吸附法的核心技术在于吸附装置和吸附剂。吸附装置应能与大量海水相接触且节能价廉，现有的装置主要有：水泵方式；海浪方式：潮汐方式：波力方式：膜方式。膜方式就是把海水提铀和现有的膜技术相结合起来设计出合适于海水中安全吸附铀的装置。

目前，不管是日本的技术还是美国的工艺，在海水提铀中，他们在实际天然海水环境下，吸附剂的吸附容量还达不到6克铀/每千克吸附剂，由于吸附剂的使用不同，其重复利用的能力不强，距商业利用还有一段距离。而我国是铀矿资源不甚丰富的一个国家，据如今我国向国际原子能机构陆续提供的一批铀矿田的储量推算，我国铀矿探明储量居世界第10位之后，不能适应发展核电的长远需要。

海水中的铀浓度很低(3～4ppb)，且有共存离子的竞争。因此，海水提铀是难度大、周期长、综合性强、涉及面广的探索性研究课题。研究海水提铀不仅可为开发新的铀资源提供理论依据和技术基础，而且也可丰富海洋化学、界面化学、低浓物理化学以及海洋化工和环境科学的内容，同时对原子能工业和其他工业的三废处置也将提供技术参考资料。

CN107475798A公开了一种用于海水提铀的纳米纤维材料的制备方法，包括以下步骤：将聚丙烯腈偕胺肟化处理后得到偕胺肟化聚丙烯腈；利用压缩气流将偕胺肟化聚丙烯腈溶液吹拉为纳米纤维，后用接收装置收集；偕胺肟化聚丙烯腈的溶液浓度为5wt％-20wt％。此方法条件温和、过程简便、成本低廉，克服了先制备聚丙烯腈纤维再胺肟化改性所导致的纤维严重收缩、脆断等问题，克服了熔喷工艺中复杂的高温熔融加热组件及其高能耗缺陷，但是此方法的吸附效率仍不高，需要进一步提升。