Китайские ученые выполнили прорывные научные проекты по глубокой подземной разведке и экстракции урана из морской воды

Демонстрационный проект DREAM по глубокой подземной разведке гидротермальных месторождений урана на юге Китая недавно прошел национальную приемку. Тем временем китайские ученые также разработали инновационный метод предварительного обогащения урана в морской воде с помощью мембранной фильтрации. “Проект глубокой разведки и добычи ресурсов, возглавляемый Пекинским научно-исследовательским институтом геологии урана (BRIUG) Китайской национальной ядерной корпорации (CNNC), за последние четыре года совершил множество прорывов в применении передовых технологий и оборудования в соответствующих научно-технических исследованиях”, - объявила CNNC.

В декабре 2019 года на урановом месторождении Сяншань близ города Фучжоу в китайской провинции Цзянси состоялась церемония, посвященная началу самого глубокого в стране проекта бурения, связанного с разведкой урановых ресурсов. Команда проекта DREAM планирует провести трехмерное исследование глубинной рудообразующей среды шахтного поля Сяншань для выявления условий рудообразования урановых полиметаллических ресурсов и пробурить скважину глубиной 3000 метров.

CNNC заявила, что в ходе демонстрационного проекта китайские ученые успешно обнаружили урановые руды промышленного уровня на глубине около 1550 метров, установив новый национальный рекорд и "заложив прочную основу для будущей разведки минеральных ресурсов". Что касается металлогенической глубины, они предположили, что максимальная глубина гидротермальных урановых месторождений в Южном Китае может достигать 3000 метров.

“Проект DREAM совершил прорыв в исследованиях и разработке технологий и оборудования для глубокой локализации и разведки гидротермальных урановых месторождений”, - сообщили в CNNC, - “Исследовательская группа разработала систему каротажа с гамма-спектроскопией, которая работает на глубине 3000 метров и способна обеспечить высокую надежность в условиях высокой температуры и высокого давления”.

Предварительное обогащение урана в морской воде

Ученые из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук в сотрудничестве с научными группами из Ланьчжоуского университета и Хэбэйского университета разработали метод предварительного обогащения урана в морской воде с помощью мембранной фильтрации на основе оксида графена.

По данным IMP, в морской воде содержится около 4,5 миллиардов тонн урана, что примерно в 1000 раз превышает запасы на суше. Однако чрезвычайно низкая концентрация урана и огромное количество сосуществующих ионов делают извлечение урана из морской воды очень сложной задачей. Поэтому важно обогатить уран и уменьшить разницу в концентрации между ураном и основными сосуществующими ионами.

 исследовании, опубликованном в журнале Chemical Engineering Journal, ученые изготовили новый тип сшитой глицином композитной мембраны из оксида графена (GO-Gly) с хорошими свойствами отсеивания ионов, которая может удовлетворить требованиям предварительного обогащения урана в морской воде. По их словам, сшивка оксида графена глицином не только устраняет дефект набухания GO-мембраны в растворе, но и удовлетворяет требованию к размеру канала для отделения урана от основных сосуществующих ионов. Более того, структура мембраны может сохранять стабильность при длительном погружении в водный раствор.

Затем ученые изучили свойства ионного отторжения и обогащения урана и основных сосуществующих ионов в одноионных растворах и смоделированной морской воде, соответственно. Было обнаружено, что почти 100% урана отторгается мембраной GO-Gly. Кроме того, при непрерывной фильтрации имитированной морской воды с помощью мембраны явно обогащался только уран, а концентрация основных сосуществующих ионов оставалась практически постоянной.

"Ожидается, что этот новый метод в сочетании с традиционными методами значительно повысит эффективность экстракции урана и будет способствовать реальному применению ресурсов урана в морской воде", - заявили в IMP.