Демонстрационный проект по глубокому подземному исследованию гидротермальных месторождений урана в Южном Китае недавно прошел национальную приемочную проверку. Между тем, китайские исследователи разработали инновационный метод предварительного концентрирования урана в морской воде с помощью мембранной фильтрации.
«Проект глубокой разведки и добычи ресурсов (DREAM), возглавляемый Пекинским научно-исследовательским институтом геологии урана (BRIUG) Китайской национальной ядерной корпорации (CNNC), за последние четыре года совершил множество прорывов по применению передовых технологий и оборудования в соответствующих научно-технических исследованиях», — сообщили в CNNC.
В декабре 2019 г. 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 месторождения Сяншань для выявления условий рудообразования урановых полиметаллических ресурсов и пробурить скважину глубиной 3 000 м.
В CNNC заявили, что в ходе демонстрационного проекта китайские исследователи обнаружили промышленные урановые руды на глубине около 1 550 м, установив новый национальный рекорд и «заложив прочную основу для будущей разведки минеральных ресурсов». Также они предположили, что максимальная глубина гидротермальных урановых месторождений в Южном Китае может достигать 3 000 м.
«Этот проект также совершил прорыв в исследованиях и разработке технологий и оборудования для глубокой локализации и разведки гидротермальных урановых месторождений», — сообщили в CNNC. «К примеру, исследовательская группа разработала систему каротажа с гамма-спектроскопией, которая работает на глубине 3 000 м и способна обеспечить высокую надежность в условиях высоких температур и высокого давления».
Извлечение урана из морской воды
Исследователи из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук в сотрудничестве с научными группами из Университета Ланчжоу и Университета Хэбэй разработали метод концентрирования урана в морской воде с помощью мембранной фильтрации на основе оксида графена.
По данным IMP, в морской воде содержится около 4,5 млрд. т урана, что примерно в 1 000 раз превышает запасы на суше. Однако чрезвычайно низкая концентрация урана и сложный ионный состав делают извлечение урана из морской воды очень сложной задачей. Поэтому разрабатывается технология концентрирования урана (и уменьшения разницы концентраций урана и основных ионов).
В исследовании, опубликованном в журнале Chemical Engineering Journal, специалисты изготовили новый тип сшитой глицином композитной мембраны из оксида графена (GO-Gly) с хорошими свойствами «отсеивания» ионов, которая может удовлетворить требованиям концентрирования урана, содержащегося 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 исследователи изучили свойства «отсеивания» «основных» ионов (макрокомпонентов) и концентрирования урана в одно-ионных растворах и смоделированной морской воде, соответственно. Было обнаружено, что почти 100 % урана «отсеивается» мембраной GO-Gly. Кроме того, при непрерывной фильтрации смоделированной морской воды с помощью мембраны было продемонстрировано обогащение раствора только по урану, а концентрация основных сосуществующих ионов оставалась практически неизменной.
«Этот новый метод в сочетании с традиционными методами, как ожидается, значительно повысит эффективность извлечения урана и будет способствовать реальному использованию ресурсов урана из морской воды», — сообщили в IMP.