估计陆地上的铀资源略多于250万吨。可是，海水中含铀总量是陆上的1500多倍，但海水中含铀浓度只有10⁹分之3左右。因此，如何开发海水中的铀资源，提出了非常大的难题。然而，即将出现能从海水中开发铀资源的技术。

海洋是多种很低品位金属的矿床。海水中含铀总量估计有40亿吨，而陆上的可采铀估计是260万吨。然而海水中含铀浓度极低。

现在都知道海水中、三碳酸盐复合物溶液中有铀，浓度是10⁹分之3。这就是说，处理大量海水之后，从铀所获的能量超过为从海水中提取铀所需的总能量。

每立方公里海水含铀3.4吨虽然令人感兴趣，但应考虑到设计一座每年处理一立方公里海水的工厂，每分钟需流通约两百万公升的海水。不论是从经济上或是从环境上考虑，都不能以改变海水的性质来沉淀铀。需要考虑的方法只有两种：第一种方法是溶剂提铀法，要被分解的水态物使变为有机物，由于需要能源、污染和因可溶性效应造成溶剂损失，这种方法行不通；第二种方法是离子交换或表面吸附法，引入海水与能集铀的不可溶固体（有机树脂或无机吸附剂）接触，铀遂粘附到不可溶固体的表面上，这是唯一可行之技。

海水实验

大约30年前，英国一家最大的哈威尔试验室，其化学部门的一个研究小组对离子交换剂和无机的铀吸附剂进行了许多海水实验。有机树脂能分解海水中的铀和几种其他金属，不因海水中浓度很高的钠、钾、钙和镁而饱和。但树脂至少因吸附率低和大量生产成本太高而不适用。此外，最佳树脂的试验结果表明，长期浸在海水中会溶解，稳定性颇低。

水合二氧化钛是一种无机的铀吸附剂，具有高度适可的金属精选能力。哈威尔小组经试验后所得的结论是，这是一种最有希望的铀吸附剂。哈威尔小组研制了一种以二氧化钛为基础的海水采铀技术。据认为，泵送海水流过若干吸附剂床是不经济的，建议如改进办法是在安格西与北威尔士之间建一横越麦奈海峡的水坝。坝壁覆以水合二氧化钛层，高速潮流冲去坝壁，使海水频繁接触二氧化钛吸附剂。

提取铀的方法

提取铀的工艺基础首先是使极大量海水接触不可溶固相铀吸附剂；二是用含有碳酸盐离子的酸（或碱）性溶液从吸附剂上提取铀精矿；三是对轴精矿进行化学加工，得氧化铀。

成功的吸附剂在第一阶段应有许多特性，对海水中含有的金属具有很高的铀选择性而且容量高；在用沥液处理时，吸附剂能迅速吸附也能迅速释放铀；吸附剂在海水中抗降解力强，在沥滤处理中的抗化学降解力强；抗机械磨损力强，因此再循环性能好；还有成本低。

吸附剂能否呈现上述性能，并不清楚，大量研究工作的目的就是要掌握吸附剂的最佳性能。例如，研究最广的吸附剂是水成二氧化钛，它的耐机械分解力低，经不起化学反应。然而，可以碳酸盐钠溶液沥滤法回收铀。另一缺点是延长与海水接触的时间时，钙离子逐渐包覆细粒，须用稀释酸冲洗二氧化钛，除去包覆的钙离子。

日本在这一方面的研究人员已经评述过几种使二氧化钛细粒具有最佳性能的制造方法。某些方法研究了各种水成氧化金属，包括以聚丙烯酰胺凝胶粘结细粒以增大颗粒强度的二氧化钛。许多其他研究人员研究了二氧化钛的制备——回收铀的碱性成分吸附剂，包括钛和氧化铁，二氧化钛激活后的碳成分和以二氧化钛基有聚合粘结材料的其他成分，以便增大细粒强度。

中国科学家已研究了大量能从海水中分解铀的无机吸附剂。发现氧化铝、氢氧化铁和氧化锌的吸铀能力最强并证实氢氧化铝和氢氧化铁（Ⅲ）的吸铀能力极强（每一克吸附剂吸附112毫克铀）。

索福特大学的研究工作集中在开发有机聚合物基（- 离子交换剂）铀吸附剂。普通的（正）离子交换剂都是交联的，聚苯乙烯基吸附剂带有浓烈的酸群（如连到聚合物结构上的磺酸（-SO₃H））。这些吸附剂因为是交联的，完全不溶解，可产生树脂粗粒或小球。当溶液接触树脂时，酸群都能吸收溶液中的正离子（金属粒子）；因此，在氯化钠溶液中，SO₃H群的酸氢由钠离子代换。程序相反：如用酸溶液冲洗含有钠离子的树脂，就除去了钠离子，因而树脂恢复成磺酸形式。

蝥合群

用聚苯乙烯基离子交换剂分解海水中的铀，用处不大，因为氯化钠的浓度高，钠离子会占去所有交换位置。可在聚苯乙烯基体中加入特殊的蝥合群取代磺酸群。经选择的蝥合群将根据群性吸收许多金属，但不会吸收或蝥合大量海水中存在的钠、钾、钙和镁成分。这就是说，含有经选择的螯合群的离子交换树脂因此会吸收铀、铜、铁、锌等痕量金属而不顾更大量的成分。

主要研究工作已发现—种能加到离子交换剂中，能在自然温度、咸度、PH值等条件下分解海水中的铀。这样的螯合群有酰胺肟（AO）或氧肟酸（或异羟肟酸 - HA）。产于萨尔福德的含聚合物的氧肟酸表明能从海水样中成功地离析铀，但这种方法太慢。最后获得的最佳方法是离子交换合成法，含有AO和HA蝥合群的树脂珠是用交联聚丙烯酰胺制成的，把这种材料与从海水中采铀用的水成二氧化钛细粒相比，显出'离子交换剂的利多于弊。证明交换树脂能吸附铀，抽吸附率与二氧化钛的相似。交换剂的机械耐磨力很好，耐酸性强，酸溶液能沥滤铀。最后经比较，交换剂的生产成本很低。

交换剂的唯一缺点是对附铁铀的选择性低于二氧化钛。从海水中采铀时，AO/HA交换剂的含铁量是含铀量的十倍。这一问题并不严重，加工陆产铀时通常增加一道除铁提铀的工序。

泵送海水流过离子交换细粒床似乎是经济的方法。进行海水试验时就要在海潮流经处向海设置离子交换细粒床；把离子交换细粒床支承在夹M结构中，在实验室进行泵送海水的试验表明，当海水与交换剂短时间（两秒）接触后，交换剂吸附的铀为水中铀含量的14%。持续接触十秒钟后，吸附铀超过含量的90%，但这样的时间度并不适于大规模生产工艺。

在泵送实验中；铀吸附率很好；但在利用潮流的海水实验中，铀吸附率低到令人失望的程度。细粒床本身产生的回压看来足以使通过它的潮流大减。由于细粒床被悬浮在水中的砂和粉砂所堵，也有问题。在以海水冷却核反应堆的排流或其他动力源的排流中使用离子交换，不会获得有价值的足够铀，但值得考虑把提铀与使用大流量的其他系统相结合。世界上的大型脱盐设备每日的生产能力相当于每年五吨铀的通过量，要是结合海洋热能转换工程提铀，泵量很大。

由于海水中的沉积物堵塞离子交换细粒床，要把细粒床撤回适当场地沥滤，造成在海水流中固定吸附细粒的大床问题，导致寻找代用材料。日本和萨尔福德大学已同时从廉价的聚丙烯腈中生产沥滤离子交换纤维。它们含有AO和HA螯合群，与所述的AO/HA离子交换树脂有相似的化学性质，可以简单的工艺生产。因为它们都很细，所以能迅速地吸铀，其他优点是它们可编织成带或以其他方法制成适于海水提铀的形式，为解决这一问题提供一种完全不同的有效连续提铀工艺，现可替代设想的以颗粒形式交换剂为基础的分批提取法。

可把集铀纤维编织成连续性编带，使其三分之二，在海水面之下慢慢运转，其余三分之一通过趸船上的铀沥滤槽。纤维与海水接触不取决于纤维带的从动速度而取决于潮流流量。每小时的带速不必大于几米，可能由湖能驱动纤维带。酸沥滤槽中的铀浓度会渐增到0.5克/公升。可按此标准加工沥滤液。正在继续进行的研究工作，研究出最有效的提铀工艺并生产出氧化铀。根据实验室外推法产生大规模提铀工艺，至多只不过表示一种乐观看法，但表明一条400米长×10米宽×1公分厚的纤维带在流速为4海里/小时的海流中作业，每年的铀产量可达6吨。

在第一个商用工艺出现之前还有大量问题有待解决。但有可能利用潮流连续提铀，是要尽可能解决从海水中大量提铀的问题。

[Spectrum，1985年11月8日]