铀的提取和纯化铀的提取和纯化是指从铀矿石中提取铀直到制成核纯（见放射性核素纯度）铀化合物 的工艺过程，是天然铀生产的重要步骤。正文主要产品有重铀酸铵（俗称黄饼）和三碳酸铀酰铵等。纯化（又称精制）后的铀化合物产 品，必须达到核纯的要求。精制的产品进一步干燥、煅烧，加工成二氧化铀或八氧化三铀 供制作反应堆元件或六氟化铀（用于铀235的同位素分离）用。整个过程须经下述单元操 作：铀矿石的破碎和磨细、铀矿石的浸取、矿浆的固液分离、离子交换和溶剂萃取法提取铀 浓缩物、溶剂萃取法纯化铀浓缩物。可根据矿石种类、产品要求等不同情况，选择由上述单 元操作所组成的适当流程。破碎和磨细 破碎是将矿石经颚式破碎机、圆维破碎机或锤式破碎机粗碎、中碎和细碎 以达到所要求的粒度。然后进行细磨，以达到浸取工序所要求的粒度。浸取 用溶剂将矿石中的铀选择性地溶解。铀矿石经浸取后，铀与大部分脉石分离，浸 取液中铀与杂质的比例比原矿石中约提高1030倍，因此，浸取过程也是铀与杂质初步分 离的过程。铀矿石浸取方法一般有酸法和碱法两种。多数铀水冶厂采用酸浸取法少数厂用碱浸取 法，只有个别厂同时采用酸、碱两种浸取流程。酸浸取法一般用硫酸作浸取剂，矿石中的铀 和硫酸反应,生成可溶的铀酰离子（UO卂）和硫酸铀酰离子【UO（SO）】；浸取时常加入氧化 剂（常用二氧化锰、氯酸钠），以保持适宜的氧化还原电势（约450毫伏），使四价铀氧 化成六价，以提高铀的浸出率。含碳酸盐的铀矿石主要用碱法浸取，常用的浸取剂为碳酸钠 和碳酸氢钠的水溶液，在鼓入空气的条件下，矿石中的铀与碳酸钠生成碳酸铀酰钠Na 【UO（CO）】，溶于浸取液。矿浆的固液分离矿石浸取后所得到的酸性或碱性矿浆（包括含铀溶液、部分杂质及固 体矿渣）中的溶液和矿渣须经分离。根据需要也可进行粗矿分级，以除去+20040目的粗 砂,得到细泥矿浆。常用的固液分离设备有过滤机、沉降槽（浓密机）；分级设备有螺旋分 级机、水力旋流器。中国还采用流态化塔进行分级和洗涤。分离出的溶液可用离子交换法分离铀，也可用溶剂萃取法分离和纯化铀，或将铀从含铀 溶液中沉淀出来。离子交换法提取铀 固液分离后的浸取液中八氧化三铀的含量大致为5001000毫克/ 升。对于含铀浓度低的浸取液采用离子交换法提取铀较为合宜。离子交换法一般采用强碱性 阴离子交换树脂吸附铀。按吸附液含固量的多少，吸附可分为清液吸附、混浊液吸附和矿浆 吸附。当树脂吸咐饱和后，经水洗，再用淋洗剂（硫酸一氯化钠、硫酸一氯化铵、硝酸一硝 酸钠、硝酸一硝酸铵、稀硫酸或稀硝酸）将铀从树脂上淋洗下来。萃取法提取和精制铀铀水冶厂处理的溶液是体积大、铀浓度低、杂质含量高的稀溶液， 须将铀与杂质分离并初步使铀浓缩，而在精制工艺中，处理的是高浓度的含铀溶液，产品质 量要求达到核纯。在铀的萃取工艺中常用的有机膦与烷基胺类萃取剂有磷酸三丁酯（TBP）、（2乙基己基）磷酸、三辛胺等。在铀水冶厂，硫酸体系的萃取多采用磷类和胺类两种萃取工艺（碱性体系的萃取常用季 铵盐萃取工艺），如烷基膦萃取工艺和胺类萃取工艺流程，后者在世界上应用较多。中国应 用较多的是淋萃流程。淋萃过程的原则流程见图1。吸附铀的饱和树脂，用1摩/升硫酸淋洗，随后对此淋洗液进行萃取。例如淋萃流程所用的萃取剂是0.2摩/升二 （2-乙基己基）磷酸-0.1摩/升三烷基氧膦体系有机相的饱和度控制在85%以上，经水洗后，用碳酸铵结晶反萃取，可得核纯三碳酸铀酰。此流程中淋洗与萃取结合，使萃取所处理的液量减少，金属回收率高，节省试剂，产品纯度也高。铀的提取和纯化铀的提取和纯化雹WA J j flLfe |工耳肝 话fl铀的提取和纯化铀的提取和纯化铀水冶厂生产的产品一般为工业铀浓缩物，仍含有硫酸盐、硅、钙、镁等杂质，须进 一步精制，才能得到核纯产品。精制过程中最常用的是TBP萃取工艺，TBP对铀饱和容量 大，可处理含铀量高的溶液，在有机相接近饱和的条件下，对杂质元素有较高的净化能力。 TBP精制工业铀浓缩物的典型流程见图2。从含铀溶液中沉淀铀 在浸取所得溶液中，也可将铀以不溶性化合物的状态分离出来; 并可通过对沉淀物的多次溶解及再沉淀而进行纯化。主要有碱中和法和过氧化氢沉淀法：碱中和法将碱性沉淀剂如氨水、氧化镁、气态氨等加入到酸性含铀溶液中，并控制最终pH值为6.58.0,铀以重铀酸盐形式完全沉淀出来。对碱性浸取液主要采用氢氧化钠 沉淀剂，得铀酸钠或重铀酸钠沉淀。如果从纯化过的酸性溶液中沉淀铀，则其沉淀物重铀酸 铵的纯度较高。过氧化氢沉淀法将含铀溶液的pH调至2.54.0,缓慢加入比化学计算量过量的 30%过氧化氢，再加入适量的氨水，以中和反应过程生成的酸，使最终pH达2.8，生成铀 的过氧化物(UOHO)沉淀。过氧化氢沉淀法对铀选择性高，并可获得晶状、易处理的产品, 也具有工业意义。