一种含铀含氟生产废水零排放的设备

易金矿业网 2023-06-27 00:10 编辑:admin 115阅读

一、一种含铀含氟生产废水零排放的设备

氟气和水发生反应的化学方程式为2F₂+2H₂O=4HF+O₂↑。氟气化学式F₂,淡黄色,氟气化学性质十分活泼,具有很强的氧化性。除全氟化合物外,可以与几乎所有有机物和无机物反应。工业上氟气可作为火箭燃料中的氧化剂,卤化氟的原料,冷冻剂,等离子蚀刻等。

氟气的用途

1、氟气可以用于制备氢氟酸,化学方称式为2H₂O+2F₂=4HF+O₂↑,氢氟酸在铝和铀的提纯、蚀刻玻璃、半导体工业中除去硅表面的氧化物,多种含氟有机物的合成等方面都起着重要作用。氟气还可用于制备氟化钠,氟化钠可作为木材防腐剂、农业杀虫剂、酿造业杀菌剂、医药防腐剂、焊接助焊剂、碱性锌酸盐镀锌添加剂等。

2、利用氟气和塑胶的反应可以制备含氟塑胶,含氟塑胶具有耐高温、耐油、耐高真空及耐酸碱、耐多种化学药品的特点,已应用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪器、机械等工业领域。

3、通过氟从铀矿中提取铀,因为铀和氟的化合物很易挥发,用分馏法可以把它和其它杂质分开,得到十分纯净的铀,铀是制造原子弹的原料。在铀的所有化合物中,只有氟化物具有很好的挥发性能。

4、氟气还用于金属的焊接和切割、电镀、玻璃加工、药物、农药、离子蚀刻等。

二、含铀的物品

19世纪末到20世纪初,世界科学事业收获了重要的成果。镭元素的发现和相对论的产生,就是其中最引人注目的。这里介绍一下镭的发现。镭,是一种化学元素。它能放射出人们看不见的射线,不用借助外力,就能自然发光发热,含有很大的能量。镭的发现,引起科学和哲学的巨大变革,为人类探索原子世界的奥秘打开了大门。由于镭能用来治疗难以治愈的癌症,也给人类的健康带来了福音。所以,镭被誉为“伟大的革命者”。发现镭元素的,是一位杰出的女科学家。她原名叫玛丽·斯可罗多夫斯卡,也就是后来为世人所熟知的居里夫人。居里夫人1867年11月7日生于波兰。1895年在巴黎求学时,和法国科学家彼埃尔·居里结婚。1896年,法国物理学家亨利·贝克勒发现了元素放射线。但是,他只是发现了这种光线的存在,至于它的真面目,还是个谜。这引起了居里夫人极大的兴趣,激起了她童年时就具有的探险家的好奇心和勇气。她认为,这是个绝好的研究课题,就同丈夫彼埃尔商量。“这个课题选得很好,”彼埃尔说,“贝克勒线前年才发现,我想可能还没有人研究。如果发现这种射线的性质和来源,可以写出一篇出色的论文。不过,这是件艰巨的事情,困难也很多。”“我知道,”玛丽微笑着说,“不过不要紧,有你这样一位尊敬的老师合作,就一定会成功!”要研究放射性元素,需要一间宽敞的实验室。彼埃尔东奔西跑,最后才在他原来工作过的理化学校借到一间又寒冷又潮湿的小工作间。实验仪器很少,屋顶漏雨,墙壁透风,条件实在太糟了。但是居里夫人毫不在乎,专心做她的实验。在研究过程中,她发现,能放射出那奇怪光线的不只有铀,还有钍。她把这些光线称为“放射线”。居里夫人在进一步的研究中发现,可能还有一种物质能够放射光线。这种光线要比铀放射的光线强得多。她认为,这种新的物质,也就是还未被发现的新元素,只是极少量地存在于矿物之中。她把它定名为“镭”,在拉丁文中,它的原意就是“放射”。彼埃尔也同意这种见解,可是当时有很多科学家并不相信。他们认为这可能是实验出了错误,有的人还说:“如果真有那种元素,请提取出来,让我们瞧瞧!”为了得到镭,居里夫妇必须从沥青铀矿中分离出镭来。他们怎样才能得到足够的沥青铀矿呢?这种矿很稀少,矿中铀的含量极少,价格又很昂贵,他们根本买不起。后来,他们得到了奥地利政府赠送的一吨已提取过铀的沥青矿的残渣,开始了提取纯镭的实验。在一间简陋的窝棚里,居里夫人要把上千公斤的沥青矿残渣,一锅锅地煮沸,还要用棍子在锅里不停地搅拌;要搬动很大的蒸馏瓶,把滚烫的溶液倒进倒出。就这样,经过3年零9个月锲而不舍的工作,1902年,居里夫妇终于从矿渣中提炼出0.1克镭盐,接着又初步测定了镭的原子量。1906年,彼埃尔·居里在一场意外的车祸中丧生。居里夫人极为哀痛,但这并没有动摇她献身科学的意志,她决心把与丈夫共同开拓的科学事业进行下去。1910年,居里夫人成功地分离出金属镭,分析出镭元素的各种性质,精确地测定了它的原子量。同年,居里夫人出版了她的名著《论放射性》,并出席了国际放射学理事会。会上制定了以居里名字命名的放射性单位,同时采用了居里夫人提出的镭的国际标准。居里夫人曾两次获得诺贝尔奖。她是巴黎大学第一位女教授,是法国科学院第一位女院士,同时还被聘为其他15个国家的科学院院士。在她的一生中,共接受过7个国家24次奖金和奖章,担任了25个国家的104个荣誉职位。但居里夫人从不追求名利。她把献身科学,造福人类作为自己的终生宗旨。居里夫人和她的丈夫决定放弃炼制镭的专利权。她认为,那是违背科学精神的。她曾经对一位美国女记者说:“镭不应该使任何人发财。镭是化学元素,应该属于全世界。”这位记者问她:“如果世界上所有的东西任你选挑,你最愿意要什么?”她回答:“我很想有一克纯镭来进行科学研究。我买不起它,它太贵了!”原来,居里夫人在丈夫死后,把他们几年艰苦劳动所得,价值百万法郎的镭,送给了巴黎大学实验室。这位记者深为感动。她回到美国后,写了大量文章,介绍居里夫妇,并号召美国人民开展捐献运动,赠给居里夫人一克纯镭。1921年5月,美国哈定总统在首都华盛顿亲自把这克镭转赠给居里夫人。在赠送仪式的前一天晚上,居里夫人又坚持要求修改赠送证书上的文字内容,再次声明:“美国赠送我的这一克镭,应该永远属于科学,而绝不能成为我个人的私产。”居里夫人晚年在镭学研究院工作,亲自指导来自外国的青年科学家从事研究工作。在她培养的许多优秀科学家中,有中国的放射化学创始人郑大章和物理学家施士元教授。由于长期受到放射性物质的严重损害,居里夫人患了白血病,于1934年7月4日逝世。与居里夫人有着崇高真挚友谊的相对论创立者爱因斯坦,在悼念她时说:“她一生中最伟大的科学功绩——证明放射性元素的存在,并把它们分离出来——所以能取得,不仅是靠着大胆的直觉,而且也靠着在难以想象的极端困难情况下工作的热忱和顽强。这样的困难,在实验科学的历史中是罕见的。”

三、一种含铀含氟生产废水零排放的方法

1、由于氢氟酸溶解氧化物的能力,它在铝和铀的提纯中起着重要作用。

2、氢氟酸也用来蚀刻玻璃,可以雕刻图案、标注刻度和文字;

3、半导体工业使用它来除去硅表面的氧化物,在炼油厂中它可以用作异丁烷和正丁烯的烷基化反应的催化剂,除去不锈钢表面的含氧杂质的“浸酸”过程中也会用到氢氟酸。

4、氢氟酸也用于多种含氟有机物的合成,比如Teflon(聚四氟乙烯)还有氟利昂一类的致冷剂。

四、含铀废水的危害

核废水是指在核能发电、核武器制造、核医学和核燃料后处理等过程中产生的含有放射性物质的废水。核废水中含有放射性核素,如铀、钚、锕等,以及放射性同位素,如放射性碘、锶、钴等,这些物质对人体和环境都有较大的危害。此外,核废水还含有化学物质,如酸、碱、重金属等,对环境也会造成污染。因此,处理核废水是一项十分重要的任务。

五、废水中的铀以什么形态络合沉淀的

古生物学是一个冷门,但却又是意义非凡的学科。

在生命科学、地球科学领域,有着不可或缺的重要地位。

同时也是生命起源论、现代进化论的立石根基;地质年代地层划分、古环境气候重建、矿产探勘的主要依据。

根据研究方向,主要有以下的意义:

我们不难发现,古生物学所要解决的问题,和哲学三问和何其的贴合。

对我们自身好奇,对这个世界好奇,探索我们自身,探索这个世界,得到关于我和这个世界的答案。

古生物学对进化论的支撑和补充:

支撑:分支进化、阶段进化、辐射适应、趋异进化、趋同进化、平行进化、动态进化。

补充:不可逆律、相关律、重演律、进步性进化、阶段性进化。

不可逆律

为比利时古生物学家L.多洛所提出。它指出,无论是生物体或其器官,一经演变再不可能在以后生物界中恢复,一经消失也不可能再在后代或别处重现。例如,鱼类演化为陆生哺乳类后,一部分哺乳类又回到海洋成为鲸类,但鱼的鳍、鳃等都不能在鲸类中恢复,鲸类只能靠肺呼吸并以演变的四肢和尾起鳍的作用。根据不可逆律,在较老地层中已经绝灭的化石物种,在较新的地层中不会再出现,不同时代的地层中必具有不同的化石生物群。把层序律和不可逆律结合起来,就构成利用古生物学方法确定地层时代和划分地层的基本原理。

相关律

为法国古生物学家G.居维叶所提出。它指出,生物体的各部分发展是相互密切联系的,某部分发生变化,也会引起其他部分相应的变化。这是因为对环境的适应必然影响到许多方面。例如哺乳类对肉食适应会引起牙齿的分化(适应于撕咬)、上下颌强化、感觉敏锐、四肢强壮、趾端具爪等一系列相关的变化。根据相关律,应用比较解剖学的知识,可以从通常保存不完整的化石资料复原其整体,并可据以推断其生态习性,以恢复古环境。

重演律

为德国生物学家赫克尔所提出。它指出个体发育是系统发生的简短重演。根据重演律,可以从个体发育追索生物所属群类的系统发生,从而建立系谱,有助于正确分类。例如,将某些单体四射珊瑚从幼年期到成年期顺序切片观察,可看到内部构造初期为单带型,继之为双带型,最后变为三带型。这说明三带型四射珊瑚的系统发生经历了从单带型到双带型到三带型的过程。

进步性进化

古生物的进化有宏观上的不断进步和阶段性进化的特点。历史总的是由少到多、由低级到高级、由简单到复杂的趋势。哈兰等根据2526个属以上类别的时代分布统计,从寒武纪时的几十个增至1000多个。植物、无脊椎动物、脊椎动物分别呈现同样趋势。在16个主要门类中,除裸子植物门、软体动物门、腕足动物门和爬行纲外,均呈分异度增加,由低到高、由简到繁的趋势。

动态进化

一系列短期的突变(间断)与长期的渐变(平衡)交替发生的过程。突变是由于旧门类的大规模绝灭和紧接着的新门类的爆发式新生和辐射适应;在新门类产生后,可以有一长期的稳定发展的渐变期,直至下一个间断。大规模绝灭是指许多门类在地球上大部分地区在同一地质时期内绝灭。在隐生宙末,伊迪卡拉动物群的消失代表一次大绝灭。在显生宙,有人统计共有6次大规模绝灭(寒武纪末、奥陶纪末、泥盆纪末、二叠纪末、三叠纪末、白垩纪末)。其中二叠纪末的一次最为剧烈。每一次大规模绝灭,属的交替达百分之数十,种的交替更大,可达90%以上。它们与紧接的新门类辐射适应相结合,构成地史上划分相对地质年代的基础。关于大规模绝灭的原因,可大致分为生物界本身(竞争、攫食、营养源、营养区、营养水平的改变等) 的原因、球内(温度、盐度、气候、氧、浅海、大陆架区等的变化等)的原因和球外(辐射、撞击、磁场改变等)的原因。认为由于地球外星体撞击,激起尘雾,造成蔽光、致冷、毒化等综合影响,引起白垩纪末大规模绝灭;以及由于板块拼合,大陆架区大海退引起二叠纪末大规模绝灭的说法相当流行。

古生物学的地质学贡献:

1、建立地层系统和地质年代表;

2、划分和对比地层;

3、恢复古地理、古气候;

4、研究沉积岩和沉积矿产的成因及分布;

5、在地球物理、地球化学、构造地质学方面的应用;

建立地层系统和地质年代表:

这是古生物学在地质学中应用最广、成效卓著的方面。根据地层层序律,生物演化的进步性、阶段性和不可逆性,经过数十年的努力,在19世纪建立了从前寒武系到第四系的地层系统和相应的地质年代系统。

划分和对比地层:

这方面的研究称生物地层学。生物地层学方法中,历史最久的是标准化石法,除了标准化石法、百分统计法等外,对比法,数量(或图解)对比法等。

恢复古地理、古气候:

由于适应环境的结果,各种生物在其习性行为和身体形态构造上都具有反映环境条件的特征。因此搞清了化石的形态、分类、生态后,应用“将今论古”的方法,就可以推断其生存时期的生活环境。这方面特别有用的是指相化石,即能明确指示某种沉积环境的化石。例如造礁珊瑚的生活环境为海洋,水深不超过100米,水温在18℃以上,海水清澈,水流平静。因此,如果在地层中发现了珊瑚礁体就可以判断其沉积环境为温暖、清澈的浅海。又如,蕨类植物生活在温暖潮湿的气候环境中,因此在地层中发现大量蕨类植物化石,就指示当时的古气候温暖潮湿。在使用化石恢复古环境时,应注意不少生物在地史时期中其生活环境有演变过程,例如海百合在古生代是典型浅海动物,现则多数栖居深海。

研究沉积岩和沉积矿产的成因及分布:

许多沉积岩,如某些石灰岩、硅藻土,主要由化石组成,特别是能源矿产(石油、油页岩、煤)主要由动植物遗体转化形成。应用古生物学于找矿的主要有以下方面:1、根据成矿化石的时代分布、生态特点等,研究矿产的分布规律;2、广泛使用微体和超微化石,精确地划分对比含矿层位,指导钻探等;3、从古生物化学角度,研究古生物通过吸附、络合、化合等方式富集稀有金属元素的规律;4.、研究古细菌在矿产形成中的作用等。在地球物理、地球化学、构造地质学方面的应用:地球自转速度的变化,引起生物生活条件的变化,反映为生物形态和结构的变化。古生物钟即利用生物生长周期的特征计算地史时期地球自转速度的变化。例如现代珊瑚体上一年生长期内约有360圈生长细纹,每纹代表一日。在泥盆纪的珊瑚化石上,该生长细纹约400圈,石炭纪的为385~390圈,说明当时每年天数分别为400及385~390左右,这些数据与用天文学方法求得的各地质时代每年的天数大致相同。用双壳纲、头足纲、腹足纲和叠层石的生长线研究也可得出相似结论。通过计算表明,自寒武纪以来,每年和每月的天数在逐渐减少,说明地球自转速度在变慢。在构造地质学中,应用已变形化石(腕足类、笔石、三叶虫)和同类未变形化石的对比,来求得应变椭球体的形状和方向。关于板块构造学说,也不乏借助于古生物学的例子,如南方大陆的分裂,可以用在两侧同时找到淡水爬行动物中龙(Mesosaurus)化石为例。在一系列微板块或地体的研究中,更需借助有关的古生物化石作对比依据。古遗迹学在研究深海沉积形成的地层时很有意义。

其它方面的意义:

教育和知识传承。

自然环境生态保护。

旅游业。

流行文化,如果没有古生物学,绝对不可能出现当下风潮的恐龙文化。

古生物学奠基者:

拉马克(无脊椎动物学)、史密斯(生物地层学)、居维叶(提出相关律及绝灭、灾变等概念)、达尔文(他的进化论为古生物学提供了科学的理论基础,同时指出了“化石记录的不完整性”这一缺陷)。

拉马克

法国博物学家,最先提出生物进化的学说,是进化论的倡导者和先驱。

1809年,拉马克发表了《动物哲学》,提出了用进废退与获得性遗传两个法则。这两个法则,引起了极大的争议,甚至获得性遗传引发了百年之后的学派之争。

值得一提的是,对进化论有误解的人,很大部分人都认为进化论讲究用进废退,是达尔文的理论逻辑之一,但实际,达尔文是直接否定了用进废退,但接受了获得性遗传。

威廉·史密斯

英国地质学家,世界上第一个根据沉积岩层中的生物化石来确定地层顺序的人。

十八世纪后期到十九世纪初,英国史密斯提出生物层序律,为化石应用于地质学,特别为生物地层学的发展奠定了基础。古生物学作为一门学科在此时期完整建立。

居维叶

法国古生物学者,提出了“灾变论”,解剖学和古生物学的创始人。

他建立了灭绝的概念,首先将化石标本定义为与现生物种具有相等分类学地位的“已灭绝物种”。并提出了灾变论,解释地貌形成原因。

值得一提的是,居维叶反对早期的演化思想,因为物种在地层中都是以突发性方式出现的,没有任何痕迹显示进化的过程。不过,随后近两百年的时间,古生物化石大量发现,填补了空白。至于寒武纪生物大爆发,一直都是未解之谜。

达尔文

达尔文《物种起源》,提出了生物进化论学说,从而摧毁了各种唯心的神造论以及物种不变论。

大家都很了解,无需多说。

值得一提的是,很多人认为现在很多科学家反对进化论(演化论)。但实际,反对的不是进化本身。实际,现代生物学界,一方面抛弃了原生达尔文进化理论,另一方面却是完善了进化理论,诞生了现代综合进化理论。虽然新进化理论依旧还有一些无法完善的地方,但却是当前解释生物进化,最为完美的假说,没有之一。

古生物学的学科分类:

传统意义上,根据研究的不同对象,把古生物学分为古植物学和古动物学两大分支。

古人类学既是人类学的分支学科,又是古脊椎动物学的分支学科。根据个体微小的动植物化石或大生物体微小部分的研究,又形成了微体古生物的分支学科,在理论和实践上显示出重要的意义。

近代研究逐渐向生物学方向转变,称为近代古生物学或理论古生物学。

古生物学与地质学、化学、物理学、数学、遗传学等结合,形成交叉学科。

不同学科在古生物学大范畴下的具体研究和成果,有兴趣的可以去自行了解。

例如,就古生物化学来说,大致有两个方向:

一个方向着重研究化石与沉积岩中的有机质,将它作为化学化石以探索地史中化学有机物演变规律。在最古老岩石中寻找和研究这种化学化石,对探索地球上生命起源有重要意义。另一方向是研究古生物骨骼的化学成分,特别是其矿物组成、痕迹化学成分及同位素成分。这些成果可用于研究:①海水水化学演变史;②海水古环境参数(盐度、温度)的测定;③碳酸盐岩等以化石作为主要成分的岩石化学及成岩作用;④化学旋回史;⑤以骨骼化学为基础的生物分类;⑥骨骼形成过程;⑦应用化学演变进行年代地层学研究;⑧富集于有机物中的稀有元素(铀、镍、钒、钴)矿产的形成分布规律等。

关于中国:

中国是古生物化石多样性最丰富的国家之一,长期以来在国际古生物学界的地位举足轻重。尤其是近十多年来通过古生物学和生物学的交叉研究;相继在生命起源、鸟类起源及被子植物起源等问题的研究中取得了突破性的进展,令世人瞩目。如云南澄江动物群中最早脊索动物的发现、辽西带羽毛的恐龙—中华龙鸟的发现等等,这些成果相继在“science”、“nature”上发表数十篇论文。

有兴趣的可以看看BBC大卫艾登堡解说的《博物馆奇妙夜 Natural History Museum Alive》,b站可看。

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