【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于自發化學產電，尤其涉及一種自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置及方法。
技術介紹
1、核電作為一種可靠的低碳能源，對減少全球二氧化碳排放起到了關鍵作用，有助于實現碳中和目標。預計未來核能的產量將會增加，但其可持續性引起了人們的擔憂。主要問題包括鈾燃料供應的安全性和環境影響。據預測，按目前的消耗速度，地球上的鈾儲量可能在一個世紀內耗盡。此外，鈾礦開采過程中產生的含有高流動性和毒性的六價鈾(u(vi))廢水，如果處理不當，會對環境造成污染，并威脅到鄰近地區的生態系統。
2、針對含鈾廢水的處理方法，物理化學吸附是一種常用的技術，但它受限于吸附位點的飽和度以及庫侖排斥效應，導致效率有限。最近的研究發現，通過直流電可以減少已吸附的u(vi)物種并避免庫侖排斥，提高提取效率，但這種方法能耗較高。另一種可行的方法是將六價鈾(u(vi))還原為四價鈾(u(iv))，其中零價鐵(zvi)因其經濟性和易得性而受到關注。在zvi驅動的鈾提取過程中，可溶性的u(vi)首先被吸附到zvi表面，然后被還原成微溶的u(iv)沉淀物。然而，納米級零價鐵材料(nzvi)存在分離成本高、容易氧化及在復雜水體中形成聚集等問題，這降低了其長期反應活性。
3、基于上述挑戰，需要一種創新的自發產電化學方法，將化學能轉化為電能，利用氧化還原反應產生的電勢差供電進行廢水凈化，同時還能回收鈾資源，并原位生成藍鐵礦(藍鐵礦具有廣泛的用途，在農業、工業、環保、醫療等多個領域都能發揮作用)，這種方法既提高了鈾回收效率，又減少了對傳統鈾資源的依賴，
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置及方法，旨在解決上述
技術介紹
中提到的問題。
2、本專利技術是這樣實現的，一種自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，包括裝置本體，所述裝置本體包括陽極腔室和陰極腔室，所述陽極腔室和陰極腔室之間為中間廢水腔室；所述陽極腔室通過陽極氧化反應向陰極腔室的陰極提供電子流，從而驅動陰極腔室金屬的還原過程；在此過程中，陽極腔室原位產出礦物質，同時對中間廢水腔室中的廢水進行凈化處理。
3、進一步的技術方案，所述中間廢水腔室與陽極腔室之間設有陰離子交換膜，中間廢水腔室與陰極腔室之間設有陽離子交換膜。
4、進一步的技術方案，所述陽極腔室還設有礦物質出口和反應液入口；所述陰極腔室還設有還原金屬出口和含金屬廢水入口。
5、進一步的技術方案，所述陽極腔室的反應液入口輸入的為硫酸；所述陽極腔室的陽極材料為鐵；所述陰極腔室的陰極材料為u(vi)；所述中間廢水腔室的廢水為含磷廢水；所述陽極腔室fe到fe(i?i)的氧化反應向陰極腔室的陰極提供電子流，從而驅動陰極腔室u(vi)到u(iv)的還原，所述中間廢水腔室的磷酸根離子通過陰離子交換膜，與fe(i?i)反應，原位生成藍鐵礦。
6、進一步的技術方案，所述陽極腔室的反應液入口輸入的為硫酸；所述陽極腔室的陽極材料為鐵；所述中間廢水腔室的廢水為含鋰廢水；所述陰極腔室的陰極材料為銅；所述陽極腔室fe到fe(i?i)的氧化反應向陰極腔室的陰極提供電子流，所述中間廢水腔室的鋰離子通過陽離子交換膜進入陰極腔室，在堿性條件下生成氫氧化鋰。
7、進一步的技術方案，所述陽極腔室的反應液入口輸入的為硫酸；所述陽極腔室的陽極材料為鐵；所述陰極腔室的陰極材料為u(vi)；所述中間廢水腔室的廢水為含氟廢水；所述陽極腔室fe到fe(i?i)的氧化反應向陰極腔室的陰極提供電子流，從而驅動陰極腔室u(vi)到u(iv)的還原，所述陽極腔室還加入有氯化鈣溶液，中間廢水腔室的氟離子通過陰離子交換膜與氯化鈣溶液反應生成氟化鈣沉淀。
8、進一步的技術方案，所述陽極腔室的反應液入口輸入的為硫酸；所述陽極腔室的陽極材料為鐵；所述陰極腔室的陰極材料為cu(i?i)；所述中間廢水腔室的廢水為含磷廢水；所述陽極腔室中還加入有氯化鈣溶液，陰極腔室中還加入有cuso4溶液，鐵的氧化反應向陰極腔室的陰極提供電子流，從而驅動陰極腔室cu(i?i)到cu的還原；所述中間廢水腔室的磷酸根離子通過陰離子交換膜，與氯化鈣溶液反應，生成羥基磷灰石。
9、本專利技術的另一目的在于，一種自發電化學提鈾協同磷廢水原位轉化的方法，采用上述所述的自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置進行，將化學能轉化為電能，利用氧化還原反應產生的電勢差為裝置供電，驅動廢水凈化處理，同時回收金屬和其他物質。
10、本專利技術提供的一種自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置及方法，具有以下有益效果：
11、解決廢水凈化處理過程的能量消耗問題，還可獲得鈾等資源物質，使用要求低，且對環境友好，具有可持續性利用的優勢；所采用的廢水凈化處理的方法，適用于處理含磷、含鋰或含氟等廢水的一種，可延伸至海水淡化、核廢水處理、污水處理等領域的實施，應用廣泛。
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1.一種自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，包括裝置本體，其特征在于，所述裝置本體包括陽極腔室和陰極腔室，所述陽極腔室和陰極腔室之間為中間廢水腔室；
2.根據權利要求1所述的自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，其特征在于，所述中間廢水腔室與陽極腔室之間設有陰離子交換膜，中間廢水腔室與陰極腔室之間設有陽離子交換膜。
3.根據權利要求2所述的自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，其特征在于，所述陽極腔室還設有礦物質出口和反應液入口；
4.根據權利要求3所述的自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，其特征在于，所述陽極腔室的反應液入口輸入的為硫酸；
5.根據權利要求3所述的自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，其特征在于，所述陽極腔室的反應液入口輸入的為硫酸；
6.根據權利要求3所述的自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，其特征在于，所述陽極腔室的反應液入口輸入的為硫酸；
7.根據權利要求3所述的自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，其特征在于，所述陽極腔室的反應液入口輸入的為硫酸；
8.一種自發電化
...【技術特征摘要】
1.一種自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，包括裝置本體，其特征在于，所述裝置本體包括陽極腔室和陰極腔室，所述陽極腔室和陰極腔室之間為中間廢水腔室；
2.根據權利要求1所述的自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，其特征在于，所述中間廢水腔室與陽極腔室之間設有陰離子交換膜，中間廢水腔室與陰極腔室之間設有陽離子交換膜。
3.根據權利要求2所述的自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，其特征在于，所述陽極腔室還設有礦物質出口和反應液入口；
4.根據權利要求3所述的自發電物質提取協同廢水原位轉化的裝置，其特征在于，所述陽極腔室的反應液入口輸入的為硫酸；
5.根據...
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