书城科普读物探索未知丛书-化学天地(二)
45420700000072

第72章 海中漂带为什么能吸附铀

在蔚蓝色的海水中漂浮着一条长长的环状带子,带子以每小时几米的速度缓慢地移动着。许多人对此迷惑不解,捕鱼显然不对,恶作剧,又何必劳师动众,那么海中漂带究竟为的是什么呢?

这是科学家在进行海中吸附贵重金属铀的实验。这条长长的带子,不是一般的普通的纤维带子,而是把一种螯合型离子交换树脂编织到条状离子交换纤维带。这种特殊性带子在海面漂浮为的是吸附海水的铀。

据科学统计,铀在海洋中的储量是陆地的1 500倍,总蕴藏量约40亿吨。这40亿吨的铀在海水中的浓度只有十亿分之三。如何将铀从海水中捞出,的确十分困难。

海水中提取铀,从目前科学水平来看,最佳的选择莫过于离子交换法,亦称吸附法。这种方法首先采用吸附铀的材料从海水中把铀吸附住;然后用酸溶液或含有碳酸盐离子的溶液浸洗下吸附材料的铀,得到铀的浓缩液;最后采用化学方法将铀的浓缩液提炼成氧化铀。显而易见,从海水中“捞”铀,吸附剂是关键。

现在已有的吸附剂性能都不够理想。如有机树脂吸附剂选择性和强度都不好,在吸附铀的同时也吸附了大量的钠,并会在浸洗液中崩解,而无机吸附剂中的最佳水合二氧化钛又不耐酸腐蚀。经过科学家的努力,研制出一种螯合型离子交换树脂的吸附剂,它有较好的选择性、耐腐蚀性和强度,并且成本低。

实验表明,这种吸附剂和海水接触2秒钟,就会吸附住海水中的14%的铀,持续10分钟就能附90%以上铀,可见吸附的速度是较快的,而且可以反复使用。科学家把这种吸附剂编织到条状离子交换纤维中,组成一个环状的运行装置,这个系统的2/3的带子浸泡在海水中,出水后的带子通过滑轮进入浸洗槽,洗下铀后又回到海水里再去吸铀。带子移动的速度只需要每小时几米,浸洗槽内铀的浓度就能达到05克/升。一条长400米,宽10米,厚1厘米的吸附带在流速为每小时4海里的海水中,一年产铀可达6吨。