一种无催化剂分离提取水中铀的方法

本发明涉及水中提取铀的，尤其涉及一种无催化剂分离提取水中铀的方法。

背景技术：

1、众所周知，社会的发展，急需大量能源。而使用传统化石能源易带来严重的环境污染。作为一种极具替代潜力的能源方式——核能的关键元素为铀。而在使用核能过程中，铀的来源和废水排放是当前亟待研究和解决的问题。一方面，陆地铀资源有限，亟需发展海水提铀新技术，另一方含铀废水的排放，易于造成了环境污染和资源浪费。有鉴于此，发展水中铀的分离提取研究具有重要意义。

2、然而，当前采用的方法主要包括化学法、吸附法和催化法等。几乎所有的方法都面临着设备复杂、需额外添加化学试剂或者催化剂/吸附剂等，这造成了水中提铀的成本提高，并带来了二次污染问题。因此，提供一种清洁、高效的水中提铀的新技术是本发明技术方案的关键。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种无催化剂分离提取水中铀的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

3、一种无催化剂分离提取水中铀的方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、第一步装料：选择具有一定容积的超声机，将目标含铀液体倒入超声机容器内；

5、第二步协同催化：打开超声机，利用搅拌装置进行搅拌，可以直接分解水产生的大量活性氧，这些活性氧可以与水中的铀发生化学反应，产生片状固相过氧化铀或羟基氧化铀；

6、第三步固液分离：反应一段时间后，将溶液与生成的固体进行分离；

7、第四步温度控制：整个反应过程温度控制在0～100℃。

8、优选的，所述第一步中，超声机的容积范围为20ml～10l，目标含铀液体的浓度范围为0～1mol。

9、优选的，所述第二步中，超声功率/频率范围分别为0～10kw/20-80khz。

10、优选的，所述第二步中，搅拌可以是磁力搅拌或机械搅拌，搅拌速度范围为0～5000rpm。

11、优选的，所述第二步中，需进行3min～24h的超声及搅拌。

12、优选的，所述第二步中，片状固相过氧化铀或羟基氧化铀的长为100～300nm，宽为50～100nm。

13、优选的，所述第三步中，利用离心机或者工业滤头进行分离，其中，离心机的转速为3000～12000rpm、离心时间为5～20min，工业滤头的孔径为22～45um。

14、优选的，反应后生成过氧化物和氢氧化物，并由机械搅拌或磁力搅拌方式进行控制，可以通过改变搅拌过程的磁场，对产物成分进行调节。

15、优选的，反应过程中不需添加催化剂或其他化学药品，整个过程无二次污染。

16、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

17、1、本发明提出的提取方法具有较宽的使用范围，温度范围宽0～100℃、浓度范围宽0～1mol、超声功率/频率范围宽0～10kw/20-80khz、搅拌速度范围宽0～6000rpm；

18、2、可以通过改变搅拌过程的磁场，对产物成分进行调节；

19、3、不引入催化剂，不添加化学原料，无二次污染；

20、4、不依赖光照，与天气情况无关。

技术特征：

1.一种无催化剂分离提取水中铀的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种无催化剂分离提取水中铀的方法，其特征在于，所述第一步中，超声机的容积范围为20ml～10l，目标含铀液体的浓度范围为0～1mol。

3.根据权利要求1所述的一种无催化剂分离提取水中铀的方法，其特征在于，所述第二步中，超声功率/频率范围分别为0～10kw/20-80khz。

4.根据权利要求1所述的一种无催化剂分离提取水中铀的方法，其特征在于，所述第二步中，搅拌可以是磁力搅拌或机械搅拌，搅拌速度范围为0～5000rpm。

5.根据权利要求1所述的一种无催化剂分离提取水中铀的方法，其特征在于，所述第二步中，需进行3min～24h的超声及搅拌。

6.根据权利要求1所述的一种无催化剂分离提取水中铀的方法，其特征在于，所述第二步中，片状固相过氧化铀或羟基氧化铀的长为100～300nm，宽为50～100nm。

7.根据权利要求1所述的一种无催化剂分离提取水中铀的方法，其特征在于，所述第三步中，利用离心机或者工业滤头进行分离，其中，离心机的转速为3000～12000rpm、离心时间为5～20min，工业滤头的孔径为22～45um。

8.根据权利要求1所述的一种无催化剂分离提取水中铀的方法，其特征在于，反应后生成过氧化物和氢氧化物，并由机械搅拌或磁力搅拌方式进行控制，可以通过改变搅拌过程的磁场，对产物成分进行调节。

9.根据权利要求1所述的一种无催化剂分离提取水中铀的方法，其特征在于，反应过程中不需添加催化剂或其他化学药品，整个过程无二次污染。

技术总结
本发明公开了一种无催化剂分离提取水中铀的方法，包括以下步骤：第一步装料：选择具有一定容积的超声机，将目标含铀液体倒入超声机容器内；第二步协同催化：打开超声机，利用搅拌装置进行搅拌，可以直接分解水产生的大量活性氧，这些活性氧可以与水中的铀发生化学反应，产生片状固相过氧化铀或羟基氧化铀；第三步固液分离：反应一段时间后，将溶液与生成的固体进行分离；第四步温度控制：整个反应过程温度控制在0～100℃。本发明首次提出无催化剂、无外加药品、无光照水中提铀的新技术，对解决水中铀的分离提取带来的二次污染具有重要的意义。

技术研发人员：方明,张硕,谭小丽
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9