概述
铀是自然界中原子序数最大的元素。它是一种钢灰色金属，在地壳中含量为四百万分之一，具有放射性。它由德国化学家克拉普罗特（Ｍ．Ｈ．Ｋｌａｐｒｏｔｈ）１７８９年从沥青铀矿中分离出。１９３９年，哈恩（Ｏ．Ｈａｈｎ）和斯特拉斯曼（Ｆ．Ｓｔｒａｓｓｍａｎｎ）发现了铀的核裂变现象。
铀主要含三种同位素，即铀２３８、铀２３５和铀２３４。其中铀２３４不会发生核裂变，铀２３８在通常情况下也不会发生核裂变，而只有铀２３５能够轻易发生核裂变，或者说，做核燃料的实际上是铀２３５。
根据国际原子能机构的定义，丰度为３％的铀２３５为核电站发电用低浓缩铀，铀２３５丰度大于８０％的铀为高浓缩铀，其中丰度大于９０％的称为武器级高浓缩铀，主要用于制造核武器。
在天然矿石中铀的三种同位素共生，其中铀２３５的含量非常低，只有约０．７％。为满足核武器和核动力的需求，一些国家建造了铀浓缩厂，以天然铀矿作原料，运用同位素分离法（扩散法、离心法和激光法等）使天然铀的三种同位素分离，以提高铀２３５的丰度，提炼浓缩铀。
获得铀是非常复杂的系列工艺，要经过探矿、开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等流程，而浓缩分离是其中最后的流程，需要很高的科技水平。获得１公斤武器级铀２３５需要２００吨铀矿石。
技术原理
a) 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。
b) 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10～30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【UO2(SO4)x】;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 Na4【UO2(CO3)3】,溶于浸取液
c) 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＋200～40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
d) 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500～1000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－氯化钠、硫酸－氯化铵、硝酸－硝酸钠、硝酸－硝酸铵、稀硫酸或稀硝酸）将铀从树脂上淋洗下来。
e) 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)、二（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。
溶剂萃取法中, 在煤油稀释过程中用三胺 (tertiary amines)，各相逆流运动： 2R3N + H2SO4 ====> (R3NH)2SO4 2 (R3NH)2SO4 + UO2(SO4)34− ====> (R3NH)4UO2(SO4)3 + 2SO42−
f) 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：
①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6.5～8.0,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。
②过氧化氢沉淀法将含铀溶液的 pH调至2.5～4.0，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(UO4•xH2O)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。
国内发展和应用现状
中国的铀矿资源比较丰富，几乎各省或自治区均发现了有工业价值的铀矿床，能满足我国核工业中期发展的需要。目前，中国已探明的铀矿类型按其赋存的岩石种类划分，主要有花岗岩型、火山岩型、砂岩型、碳硅泥岩型、碳酸盐型、石英岩型和含铀煤型等。整体上讲，中国的铀矿床类型复杂，一般品位较低，共生元素各异。在中国铀矿冶创建的初期，一般采用常规的矿石破磨—搅拌浸出—固液分离—浓缩纯化的工艺进行铀的提取加工，浸出的选择性不好、工艺流程比较复杂，致使铀矿资源回收率较低、提铀成本偏高、生产的经济性较差，再加上资源逐渐枯竭等多方面的原因，到上世纪%" 年代初期，中国陆续关停了一批铀矿冶生产企业。
国外发展和应用现状
世界铀工业一直处于激烈动荡之中"市场低迷"铀价更是一路走低"造成部分公司、厂矿难以维持，导致减产、停产、兼并不断发生，今后还将愈演愈烈。加拿大一直致力于大规模、高品位和低成本铀矿的开发以巩固其世界领先地位，澳大利亚在投巨资扩建奥林匹克坝矿后，还将陆续启动其它工程，以提高竞争力。美国、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦致力于大范围、低品位矿床的原地浸出工程。日本、美国、法国、澳大利亚等主要从事高新技术提铀：超临界CO2流体萃取铀、杯芳烃萃取铀、毛细管电泳分离铀等，另外，采用新型萃取剂和吸附剂回收铀仍是各国铀矿冶企业研究的重点。
供应商信息
加拿大Cameco公司
经典案例
江西铀提取工艺的实践及方向.pdf
参考文献
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