一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法
【专利摘要】本发明属于铀矿资源勘查领域，具体提供一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法，包括通过浸泡硝酸溶液去除聚氨酯泡沫塑料中的铀元素本底含量以及负载具有提升吸附效率的有机萃取剂等步骤。通过本发明的制备方法获得的去本底聚氨酯泡沫塑料有效降低了其铀元素本底含量，消减了聚氨酯泡沫塑料本底含量对分析测试结果的影响，进而使分析测试结果更为准确。同时，还将去本底聚氨酯泡沫塑料负载上了合适的有机萃取剂，提高了地电化学提取过程中去本底聚氨酯泡沫塑料的吸附能力，加大对活动态铀元素的提取效率。
【专利说明】
一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于铀矿资源勘查领域，具体涉及一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]在地球自然电场的作用下，元素能够以离子形式从地下深部迀移到地表并在地表土壤中富集。例如铀元素在土壤中通常以铀酰络阳离子(UO22+)以及UO2(CO3)34+、uo2(oh)3—、(UO2)2CO3(OH)3-等阴离子形式存在。这些铀离子大多数是在漫长的地质时期内，在各种地质营力的作用下由地下深部矿体运移到近地表土壤的。因此地表土壤中铀元素的活动态离子含量情况对深部铀矿勘查具有重要的意义。
[0003]活动态铀离子呈弱结合相被地表土壤中水溶性盐类、粘土矿物、有机物和铁锰氧化物所捕获。如果这部分活动态铀离子在地表土壤中形成叠加含量的异常，则就会带来该土壤区域深部铀矿化的信息。因此对这一部分活动态铀元素的高效快速准确提取对铀矿的寻找具有十分重要的意义。
[0004]地电提取技术是对地表土壤活动态铀元素提取的一种重要方法。由于地表土壤中活动态铀元素含量甚微，地电提取时需要对活动态铀元素进行富集。而富集活动态铀元素最常用的吸附材料即为聚氨酯泡沫塑料。聚氨酯泡沫塑料是金属离子尤其是铀离子的富集介质和室内分析测试的重要材料，它具有携带方便、处理简单、成本低、化学性能稳定、适应性强等优点。聚氨酯泡沫塑料富集金属离子的地电提取技术，对于隐伏矿体上方异常衬度、清晰度异常和矿体的对应位置，较常规化探方法有很大的提高。但聚氨酯泡塑中也含有一定的铀元素的本底含量，这部分本底含量会对铀的分析测试结果造成一定的影响，甚至会“掩盖”有用的异常信息，降低异常衬度。同时由于实际应用中自然景观的不同，对于铀元素的提取的绝对含量、提取效率存在差异。因此在应用地电化学方法开展铀矿勘查之前，必须采取有效的方法将聚氨酯泡塑中铀等相关元素的本底含量降低到合理的水平。同时，现有的聚氨酯泡塑未经特殊处理，还存在对铀元素的提取效率低的技术问题。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种能够消除聚氨酯泡沫塑料中铀元素本底含量对最终检测分析结果影响的铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法，通过本发明方法获得的去本底聚氨酯泡沫塑料对铀元素的吸附能力大幅提升、进而著提升对铀元素的提取效率。
[0006]本发明所采用的技术方案为:
[0007]本发明提供一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法，包括以下步骤:
[0008]I )、取聚氨酯泡沫塑料置于硝酸水溶液中浸泡，得到浸泡后的聚氨酯泡沫塑料；
[0009]2)、使用去离子水洗涤I)中所得浸泡后的聚氨酯泡沫塑料，然后置于通风处荫干即得去本底聚氨酯泡沫塑料。
[0010]通过以上方法步骤，本发明最终有效降低聚氨酯泡沫塑料中的铀元素本底含量，消除铀元素本底含量对于分析测试结果的影响。在具体的铀元素地电提取分析检测过程中，最终能够突出显示去本底聚氨酯泡沫塑料所吸附的铀元素含量，压低背景，提高最终检测结果的准确性。
[0011 ]优选改进，所述硝酸水溶液中硝酸的体积分数为15 %?25%，所述硝酸水溶液由高纯硝酸和去离子水配置而成；步骤I)中浸泡时间为24h?48h。适当的浸泡溶液浓度配合适当的浸泡时间，能够提高聚氨酯泡沫塑料中铀元素本底含量的去除效率和去除效果。本发明优选下的硝酸水溶液浓度和浸泡时间下能够获得较好的铀元素本底含量的去除效率和去除效果。
[0012]优选改进，所述聚氨酯泡沫塑料的长为15cm?20cm、宽为1cm?15cm、厚为0.8 cm?I cm ο
[0013]优选改进，使用去离子水洗涤浸泡后的聚氨酯泡沫塑料3?5遍，洗涤后扭拧脱水，扭拧脱水后再置于通风处荫干。长时间的通风干燥会使聚氨酯泡沫塑料的再污染风险大大增加，而扭拧操作能够沥去大部分水分，便于尽快荫干以缩短荫干时间。
[0014]为了使聚氨酯泡沫塑料能够完全有效的浸泡于硝酸水溶液内部，优选改进，步骤I)中所述聚氨酯泡沫塑料的体积不大于浸泡用硝酸水溶液的体积的1/2。以聚氨酯泡沫塑料完全浸没于硝酸水溶液液面以下为佳。
[0015]为了提升本发明获得的去本底聚氨酯泡沫塑料的吸附效率，优选改进，还包括以下步骤:3)、将去本底聚氨酯泡沫塑料置于有机混合溶液中浸泡，浸泡后扭拧脱水，扭拧脱水后置于通风处荫干即得;所述有机混合溶液为有机萃取剂与无水乙醇的混合溶液。通过在聚氨酯泡沫塑料上负载有机萃取剂，能够进一步提升去本底聚氨酯泡沫塑料对铀元素的吸附能力，进而提升吸附率。
[0016]为了进一步提升本发明的去本底聚氨酯泡沫塑料对铀元素的吸附能力，优选改进，所述有机混合溶液中有机萃取剂的体积分数为1 %?20 %，所述有机萃取剂为TRPO、N235或P204;步骤3)中浸泡时间为5min?lOmin。为了使去本底聚氨酯泡沫塑料能够与有机混合溶液完全接触浸泡，步骤3)中所述去本底聚氨酯泡沫塑料的体积不大于浸泡用有机混合溶液的体积的2/3，尤以去本底聚氨酯泡沫塑料完全浸没至有机混合溶液的液面以下为佳。
[0017]在配合本发明的其他技术特征步骤手段的前提下，经本发明发明人测试，所述有机萃取剂优选为TRPO，能够取得尤其好的吸附效果，吸附率可达98.4%,大大超出负载其他萃取剂的情况。
[0018]为了使本发明的术语阐述更为清楚，现作以下进一步说明。TRPO即萃取剂三烷基氧化磷。N235即萃取剂三辛、癸烷基叔胺，也写作三(辛-癸)烷基叔胺，CAS号68814-95-9。P204即二(2-乙基己基)磷酸酯，又称双(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸二异辛酯、磷酸二辛酯，CAS 登录号:298-07-7。
[0019]基于以上论述，本发明的有益效果为:通过本发明的制备方法可以获得一种用于铀元素地电提取的去本底聚氨酯泡沫塑料。该去本底聚氨酯泡沫塑料有效降低了其铀元素本底含量，消减了聚氨酯泡沫塑料本底含量对分析测试结果的影响，能够突出显示其吸附的铀元素含量，压低背景，进而使分析测试结果更为准确。同时，本发明的制备方法还将去本底聚氨酯泡沫塑料负载上了合适的有机萃取剂，提高了地电化学提取过程中去本底聚氨酯泡沫塑料的吸附能力，加大对活动态铀元素的提取效率，增强异常衬度，突出对深部隐伏铀矿的指示作用。本发明的进一步研究证实，配合本发明其他技术条件下，有机萃取剂优选为TRPO时，得到的去本底聚氨酯泡沫塑料能够取得尤其好的吸附效果。
【附图说明】
[0020]图1是本发明实施例中去本底聚氨酯泡沫塑料的制作以及分析检测的工艺流程示意图；
[0021]图2是本发明试验例2中不同有机萃取剂的吸附效率对比图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐释。
[0023]本发明的实施例中:三烷基氧化膦TRPO采购自上海莱雅仕化工有限公司，无色液体、25 °C下比重0.88g/cm3、闪燃点182 °C、沸点310 °C、溶解度I Omg/L。N235采购自郑州勤实科技有限公司，浅黄色透明液体，比重(20 °C ) 0.811g/cm3，折光率(20 °C ) 1.449，沸点365-36714204采购自梯希爱(上海)化成工业发展有限公司，无色透明粘稠液体。凝固点-60°C，相对密度0.973(25/25°C)，折光率 1.4420(25°C)，沸点209°C(1.33kPa)。
[0024]实施例1:
[0025]本实施例提供一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法，步骤如下:
[0026]I )、取聚氨酯泡沫塑料，将其裁剪成长为15cm、宽为10cm、厚为0.8cm的聚氨酯泡沫塑料。
[0027]2)、取I)所得聚氨酯泡沫塑料置于硝酸水溶液中浸泡48h，得到浸泡后的聚氨酯泡沫塑料;所述硝酸水溶液中硝酸的体积分数为15%，所述硝酸水溶液由高纯硝酸和去离子水配置而成;所述聚氨酯泡沫塑料的体积为浸泡用硝酸水溶液的体积的1/2。
[0028]3)、使用去离子水洗涤2)中所得浸泡后的聚氨酯泡沫塑料3遍，然后扭拧脱水，然后置于通风处荫干即得去本底聚氨酯泡沫塑料。
[0029]实施例2:
[0030]本实施例提供一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法，步骤如下:
[0031]I )、取聚氨酯泡沫塑料，将其裁剪成长为20cm、宽为15cm、厚为Icm的聚氨酯泡沫塑料。
[0032]2)、取I)所得聚氨酯泡沫塑料置于硝酸水溶液中浸泡24h，得到浸泡后的聚氨酯泡沫塑料，浸泡过程中聚氨酯泡沫塑料完全没入硝酸水溶液液面以下;所述硝酸水溶液中硝酸的体积分数为25%，所述硝酸水溶液由高纯硝酸和去离子水配置而成;所述聚氨酯泡沫塑料的体积为浸泡用硝酸水溶液的体积的1/3。
[0033]3)、使用去离子水洗涤2)中所得浸泡后的聚氨酯泡沫塑料5遍，然后扭拧脱水，然后置于通风处荫干即得去本底聚氨酯泡沫塑料。
[0034]实施例3:
[0035]本实施例提供一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法，步骤如下:
[0036]I )、取聚氨酯泡沫塑料，将其裁剪成长为18cm、宽为13cm、厚为0.9cm的聚氨酯泡沫塑料。
[0037]2)、取I)所得聚氨酯泡沫塑料置于硝酸水溶液中浸泡36h，得到浸泡后的聚氨酯泡沫塑料，浸泡过程中聚氨酯泡沫塑料完全没入硝酸水溶液液面以下;所述硝酸水溶液中硝酸的体积分数为20%，所述硝酸水溶液由高纯硝酸和去离子水配置而成;所述聚氨酯泡沫塑料的体积为浸泡用硝酸水溶液的体积的I /4。
[0038]3)、使用去离子水洗涤2)中所得浸泡后的聚氨酯泡沫塑料4遍，然后扭拧脱水，然后置于通风处荫干即得去本底聚氨酯泡沫塑料。
[0039]实施例4
[0040]本实施例提供一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法，步骤如下:
[0041]I )、取聚氨酯泡沫塑料，将其裁剪成长为15cm、宽为10cm、厚为0.8cm的聚氨酯泡沫塑料。
[0042]2)、取I)所得聚氨酯泡沫塑料置于硝酸水溶液中浸泡48h，得到浸泡后的聚氨酯泡沫塑料;所述硝酸水溶液中硝酸的体积分数为15%，所述硝酸水溶液由高纯硝酸和去离子水配置而成;所述聚氨酯泡沫塑料的体积为浸泡用硝酸水溶液的体积的1/2。
[0043]3)、使用去离子水洗涤2)中所得浸泡后的聚氨酯泡沫塑料3遍，然后扭拧脱水，然后置于通风处荫干即得去本底聚氨酯泡沫塑料。
[0044]4)、将3)所得去本底聚氨酯泡沫塑料置于有机混合溶液中浸泡lOmin，浸泡后扭拧脱水，扭拧脱水后置于通风处荫干即得;所述有机混合溶液为有机萃取剂与无水乙醇的混合溶液。所述有机混合溶液中有机萃取剂的体积分数为10%，所述有机萃取剂为N235;所述去本底聚氨酯泡沫塑料的体积为浸泡用有机混合溶液的体积的1/2。
[0045]实施例5
[0046]本实施例提供一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法，步骤如下:
[0047]I )、取聚氨酯泡沫塑料，将其裁剪成长为20cm、宽为15cm、厚为Icm的聚氨酯泡沫塑料。
[0048]2)、取I)所得聚氨酯泡沫塑料置于硝酸水溶液中浸泡24h，得到浸泡后的聚氨酯泡沫塑料，浸泡过程中聚氨酯泡沫塑料完全没入硝酸水溶液液面以下;所述硝酸水溶液中硝酸的体积分数为25%，所述硝酸水溶液由高纯硝酸和去离子水配置而成;所述聚氨酯泡沫塑料的体积为浸泡用硝酸水溶液的体积的1/3。
[0049]3)、使用去离子水洗涤2)中所得浸泡后的聚氨酯泡沫塑料5遍，然后扭拧脱水，然后置于通风处荫干即得去本底聚氨酯泡沫塑料。
[0050]4)、将3)所得去本底聚氨酯泡沫塑料置于有机混合溶液中浸泡5min，浸泡后扭拧脱水，扭拧脱水后置于通风处荫干即得;所述有机混合溶液为有机萃取剂与无水乙醇的混合溶液。所述有机混合溶液中有机萃取剂的体积分数为20 %，所述有机萃取剂为P204;所述去本底聚氨酯泡沫塑料的体积为浸泡用有机混合溶液的体积的I /4。
[0051 ] 实施例6:
[0052]本实施例提供一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法，步骤如下:
[0053]I)、取聚氨酯泡沫塑料，将其裁剪成长为18cm、宽为13cm、厚为0.9cm的聚氨酯泡沫塑料。
[0054]2)、取I)所得聚氨酯泡沫塑料置于硝酸水溶液中浸泡36h，得到浸泡后的聚氨酯泡沫塑料，浸泡过程中聚氨酯泡沫塑料完全没入硝酸水溶液液面以下;所述硝酸水溶液中硝酸的体积分数为20%，所述硝酸水溶液由高纯硝酸和去离子水配置而成;所述聚氨酯泡沫塑料的体积为浸泡用硝酸水溶液的体积的I /4。
[0055]3)、使用去离子水洗涤2)中所得浸泡后的聚氨酯泡沫塑料4遍，然后扭拧脱水，然后置于通风处荫干即得去本底聚氨酯泡沫塑料。
[0056]4)、将3)所得去本底聚氨酯泡沫塑料置于有机混合溶液中浸泡8min，浸泡过程中去本底聚氨酯泡沫塑料完全没入有机混合溶液液面以下，浸泡后扭拧脱水，扭拧脱水后置于通风处荫干即得;所述有机混合溶液为有机萃取剂与无水乙醇的混合溶液。所述有机混合溶液中有机萃取剂的体积分数为10%。在本实施例6的三个并列实例a、实例b、实例c中，所述有机萃取剂分别依次为了1^0、吧35、？204;所述去本底聚氨酯泡沫塑料的体积为浸泡用有机混合溶液的体积的1/3。
[0057]通过以上制备方法，本实施例6获得三种有效降低了其铀元素本底含量的去本底聚氨酯泡沫塑料。并且获得的去本底聚氨酯泡沫塑料有较高的铀元素吸附效率。
[0058]试验例1:
[0059]本试验例I是对实施例3所得去本底聚氨酯泡沫塑料的本底铀元素含量去除效果测试试验。
[0060]取实施例3所得去本底聚氨酯泡沫塑料以及实施例3步骤方法处理前的聚氨酯泡沫塑料，选用相同行业标准及方法送实验室分析其中铀元素的含量。
[0061]分析测试结果显示:实施例3步骤方法处理前的聚氨酯泡沫塑料中铀元素平均含量为27.85 X 10—9g/g ；实施例3所得去本底聚氨酯泡沫塑料中铀元素平均含量为5.08 X 10一9g/g。相比处理前的聚氨酯泡沫塑料，实施例3所得去本底聚氨酯泡沫塑料中铀元素含量降低了81.76%，且远低于聚氨酯泡沫塑料在地电化学测量过程吸附的铀元素含量(100 X 10一9g/g水平)。
[0062]试验例2:
[0063]本试验例是对前述实施例3、实施例6中的实例a、实施例6中的实例b和实施例6中的实例c分别获得的去本底聚氨酯泡沫塑料的铀元素吸附效率测试试验。
[0064]吸附效率测试试验步骤为:
[0065]I)、分别取四种待测去本底聚氨酯泡沫塑料置于盛有已知初始浓度铀标准溶液的试管中；
[0066]2)、将I)中试管置于振荡器中充分摇匀震荡，并保持震荡，在震荡的第ο min、10min、20min和30min分别依次取试管中溶液，并对所取溶液中的铀元素浓度进行分析检测，然后折算出相应时间每种待测去本底聚氨酯泡沫塑料对铀标准溶液的吸附率，吸附效率对比结果如图2所示。
[0067]分析图2可知，经过30min的匀速振荡后，负载有P204的实例c所得的去本底聚氨酯泡沫塑料对铀元素的吸附率为31 %。无负载有机萃取剂的实施例3所得去本底聚氨酯泡沫塑料对于铀元素的吸附率为32.1 %。负载有N235的实例b所得去本底聚氨酯泡沫塑料对铀元素的吸附率为40.9%。负载有TRPO的实例a所得去本底聚氨酯泡沫塑料对于铀元素的吸附率则达到了98.4%。相比较之下，有机萃取剂TRPO为本发明的去本底聚氨酯泡沫塑料关于铀元素地电提取的理想负载剂。
[0068]本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其细节上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)、取聚氨酯泡沫塑料置于硝酸水溶液中浸泡，得到浸泡后的聚氨酯泡沫塑料； 2)、使用去离子水洗涤I)中所得浸泡后的聚氨酯泡沫塑料，然后置于通风处荫干即得去本底聚氨酯泡沫塑料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述硝酸水溶液中硝酸的体积分数为15 %?25 %，所述硝酸水溶液由高纯硝酸和去离子水配置而成;步骤I)中浸泡时间为24h?48h03.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述聚氨酯泡沫塑料的长为15cm?20cm、宽为1cm?15cm、厚为0.8cm?I cm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:使用去离子水洗涤浸泡后的聚氨酯泡沫塑料3?5遍，洗涤后扭拧脱水，扭拧脱水后再置于通风处荫干。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤I)中所述聚氨酯泡沫塑料的体积不大于浸泡用硝酸水溶液的体积的1/2。6.根据权利要求1?5任一所述的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤: 3)、将去本底聚氨酯泡沫塑料置于有机混合溶液中浸泡，浸泡后扭拧脱水，扭拧脱水后置于通风处荫干即得;所述有机混合溶液为有机萃取剂与无水乙醇的混合溶液。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述有机混合溶液中有机萃取剂的体积分数为10%?20%，所述有机萃取剂为TRPO、N235或P204;步骤3)中浸泡时间为5min?1min;步骤3)中所述去本底聚氨酯泡沫塑料的体积不大于浸泡用有机混合溶液的体积的2/3。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机萃取剂为TRPO。
【文档编号】G01N1/40GK106076281SQ201610390983
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610390983.3, CN 106076281 A, CN 106076281A, CN 201610390983, CN-A-106076281, CN106076281 A, CN106076281A, CN201610390983, CN201610390983.3
【发明人】刘洪军, 柯丹, 吴国东, 王勇
【申请人】核工业北京地质研究院