一、如何提取化学元素？
首先要采用“水冶工艺”，把矿石加工成含铀60～70％的化学浓缩物（重铀酸铵)，再作进一步的加工精制。铀水冶得到的化学浓缩物(重铀酸氨)呈黄色，俗称黄饼子，但它仍含有大量的杂质，不能直接应用，需要作进一步的纯化。为此先用硝酸将重铀酸铵溶解，得到硝酸铀酰溶液。再用溶剂萃取法纯化(一般用磷酸三丁酯作萃取剂)，以达到所要求的纯度标准。纯化后的硝酸铀酰溶液需经加热脱硝，转变成三氧化铀，再还原成二氧化铀。二氧化铀是一种棕黑色粉末，很纯的二氧化铀本身就可以用作反应堆的核燃料。为制取金属铀，需要先将二氧化铀与无水氟化氢反应，得到四氟化铀；最后用金属钙(或镁)还原四氟化铀，即得到最终产品金属铀。如欲制取六氟化铀以进行铀同位素分离，则可用氟气与四氟化铀反应。金属铀和二氧化铀都能做核燃料。总体来说，提取铀元素是一个还原和纯化的过程。
二、什么是六氟化铀？
六氟化铀（UF6）是铀元素的一种氟化物，常温常压下为无色或淡黄色晶体。具放射性。相对密度4.68～5.09。熔点64.5～64.8℃(三相点温度)。沸点56.4℃。
六氟化铀 化学式：UF6 相对分子质量：352。当温度升高或压力降低时，很易升华成为气体(101.3kPa下56.4℃或13.17kPa下25℃时均升华为气体)。化学性质活泼，与水起剧烈反应，与大多数有机化合物起氟化反应，化学腐蚀性强。
用途
作核燃料，是铀的惟一稳定的气态化合物，广泛用于铀同位素分离厂的供料。
三、蚀变岩中物质迁移的定量计算
成矿流体系统中矿化蚀变作用的发生、发展、成矿流体的形成、成矿物质的富集和矿床定位等均是流体（水）-岩石之间化学反应及物质交换作用的结果，金属矿床的形成贺谈是水-岩相互作用动力学过程中一个特定时空尺度内的产物（Fyfe，1978；Taylor，1985；Criss et al.，1986，2000；Barnes，1987；Ferry et al.，1992；Argne，1999；张荣华等，1998，2002；周涛发等，1996，2000，2005；卢焕章，1997；吕古贤等，1999）。热液铀矿床实质上是古水热系统活动的遗迹，即水-岩相互作用造就了铀成矿过程。水-岩作用过程中，蚀变岩石的质量和体积会发生变化，Gresens（1967）提出了蚀变岩石中组分-体积关系方程。据此，根据蚀变岩石和原岩的化学分析资料、岩石比重和体积变化可确定包括成矿物质在内的各组分的带入、带出量慎世，进而有助于研究成矿物质的迁移和聚集。
4.3.2.1 不活动元素的选择
由于Gresens方程中涉及体积和质量两个相互关联的变量，计算要有合理的假设前提，即已知岩石质量变化前后的体积变化，或者岩石在质量变化中存在着不活动元素。Maclean和Kranidiotis（1987）提出了目前广泛采纳的用不活动元素确定蚀变岩质量变化的方法。
（1）不活动元素的确定方法
所谓不活动元素，就是指不易溶于流体相且不易被其携带运移的元素，即指岩石在发生交代蚀变的化学变化中，既不从外界加入到岩石中，也不从岩石中迁出的元素。事实上，元素的不活动性仅是相对的。
元素性质是影响其活动性的内在因素。元素形成化合物的键性与它们的熔点、沸点、硬度和溶解度关系密切。在地球化学作用过程中，元素及其化合物析出的顺序常与它们的熔点和沸点有关。熔点和沸点愈高，迁移能力就愈弱；反之，迁移能力就愈强。对金属离子来说，离子电价（z）和半径（r）影响着元素的迁移。一般认为，z/r＞3的元素具高离子电位和小离子场强，为非活动元素；z/r＜3的元素具低离子电位和高离子场强，为活动元素。此外，热液的温度、酸碱度、热液中挥发组分及其含量也直接影响着元素的活动性。
用于评估及选择不活动性元素的方法较多，本书采用蚀变线分析方法。直观地讲，就是根据一系列原岩元素含量（C0）-蚀变岩元素含量（CA）对的数据作C0-CA散点图（蚀变趋向图）。对不活动组分而言，其含量散点的轨迹即蚀变线为通过原点的直线。
（2）蚀变趋向图分析
据矿田邹家山矿床碎斑熔岩和流纹英安岩样品原岩-蚀变岩样品对的分析数据（表4.8），作出各矿物成分蚀变趋向图（图4.7），并计算出蚀变线的回归方程及相关系数（表4.9）。
由图4.7及表4.9可以看出，TiO2的蚀变线为近于通过原点的直线，且原岩-蚀变岩TiO2含量间的相关系数高达0.97。MnO和MgO的回归线与TiO2相似，相关系数也较大，分别为0.78和0.87。锰和镁元素的卤化物、硫酸盐和重碳酸盐属易溶解的，即它们具较大的溶解度，且锰和镁的z/r值均＜3，属活动元素。其他元素的回归线均明显偏离原点，除Al2O3以外，其余元素原岩-蚀变岩间的相关系数较小，在给定显著性水平α=0.05时，回归方程无显著性。
综合分析，可以选定TiO2作为不活动组分，进行蚀变岩中物质迁移的定量计算。
图4.7 相山矿田邹家山矿床各矿物成分蚀变趋向图
表4-8 相山矿田邹家山矿床原岩-蚀变岩矿物成分分析数据（单位：wB/%）
表4.9 相山矿田邹家山矿床各矿物成分蚀变线回归方程汇总表
4.3.2.2 质量迁移定量计算
（1）计算的基本原理和方法
岩石在流体作用（水-岩作用）下经交代蚀变后，其物质成分发生宽拍肢的改变主要体现在岩石中元素或成分的迁出或迁入，即元素的得失。一般我们只能对样品中元素的质量分数进行测量，即只能通过元素的质量分数来了解岩石中的物质改变情况，但不能直接按元素的质量大小来比较和解释物质变化的过程。对于有n个元素的岩石来说，各元素在蚀变前岩石中的累积总质量与各元素在蚀变过程中物质迁入或迁出原岩（蚀变前的岩石）的累积代数和之和，等于各元素在蚀变后岩石中的累积总质量，即满足如下基本的物质转换方程：
水-岩相互作用及其与铀成矿关系研究
针对i元素而言，上式可写为：
水-岩相互作用及其与铀成矿关系研究
式（4.2）中，Mip为元素i在原岩（蚀变前岩石）中的总质量；ΔTi为元素i在蚀变过程中迁入或迁出原岩的总质量；Mid是元素i在蚀变后岩石中的总质量。
元素i的质量（Mi）等于元素i在岩石中的质量分数（Wi）与岩石的总质量（M）之积，即：
水-岩相互作用及其与铀成矿关系研究
将式（4.3）代入式（4.2），可得：
水-岩相互作用及其与铀成矿关系研究
式中：Wip，Wid分别为蚀变前岩石和蚀变后岩石中元素i的质量分数，经分析测试是可知的；Mp，Md分别为蚀变前后岩石的总质量，由于其不可知，所以式（4.4）不能确定求解。
虽然蚀变前岩石的总质量不可知，但一般可以令其为单位值1，即Mp=1，并同时假定岩石在蚀变过程中存在不活动元素K（即ΔTk=0）。据此，式（4.4）就确定了。据不活动元素k的方程：Wkp・Mp+ΔTk=Wkd・Md
得
水-岩相互作用及其与铀成矿关系研究
将式（4.5）代入式（4.4）可得出各元素相对于蚀变前岩石总质量为单位值1时的迁入、迁出量。
水-岩相互作用及其与铀成矿关系研究
至此，可以计算出体系总质量的变化和各元素的改变量。若ΔTi为正值，表明元素i在蚀变过程中相对于原岩发生了物质迁入；若ΔTi为负值，则表明元素i发生了物质带出。
（2）蚀变岩中元素质量迁移的计算
选定TiO2作为不活动组分，分别对相山矿田碎斑熔岩、流纹英安岩及花岗斑岩等主要岩性蚀变后主量元素及微量元素的质量变化进行计算。原岩及蚀变岩石样品的采集，在平面上注重了相山矿田主要含矿岩性的代表性，同时也充分利用矿山采掘系统兼顾了垂向样品的采集。
1）主量元素的质量变化
对邹家山矿床露天采场蚀变碎斑熔岩、不同标高蚀变碎斑熔岩、流纹英安岩及横涧矿床地表以下约200m的-43m中段蚀变花岗斑岩取样（图4.8），蚀变岩中主量元素的带进、带出量计算结果列于表4.10、表4.11及表4.12。
图4.8 邹家山矿床露天采场（a）及横涧矿床-43m中段（b）蚀变岩石取样位置图
表4.10 邹家山矿床露天采场蚀变岩中主量元素的质量变化（单位：%）
表4.11 邹家山矿床不同标高蚀变岩中主量元素的质量变化（单位：%）
表4.12 横涧矿床-43m中段蚀变岩中主量元素的质量变化（单位：%）
SiO2在相山西部邹家山矿床露天采场蚀变碎斑熔岩中总体表现为带入，在相山北部横涧矿床蚀变花岗斑岩中表现为强烈带出。SiO2在邹家山矿床的垂向变化规律为：-90m以上是带入，-90m以下表现为带出。Al2O3的质量变化与SiO2类似。-90～-395m区间内，SiO2与Al2O3强烈带出。矿田内所有蚀变岩石，其CaO、MgO、K2O、Na2O、FeO及MnO总体上显示为带出，Fe2O3既有带入，也有带出。但邹家山矿床-90～-395m之间的约300m垂向空间内，CaO、MgO有带入，也有带出。所有蚀变岩中P2O5均表现为带入，且自深部至浅表，其带入量逐渐减少。此外，在邹家山矿床-600m标高深处，Na2O显示较强烈的带入。
碎斑熔岩矿石，SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、P2O5带入，K2O、Na2O带出。而花岗斑岩矿石，SiO2、Al2O3、K2O、Na2O带出，FeO、CaO、MgO、P2O5带入。矿石中P2O5的带入量是一般蚀变岩石的数十至百余倍，说明成矿流体中磷和铀可能一起迁移。
岩矿石主量元素的质量变化是水-岩作用导致物质迁移的客观反映，相山矿田热液蚀变在平面上存在东碱西酸、在垂向上存在上酸下碱的演化规律。邹家山矿床不同标高蚀变岩元素的质量变化表明在-90～-395m之间的垂向空间内，流体活动复杂。矿田西部深部曾有碱性流体的强烈活动。矿石中磷与铀的关联性，预示它们可能来源相同并一起迁移。
2）微量元素的质量变化
矿田内邹家山矿床露天采场蚀变碎斑熔岩及横涧矿床-43m中段蚀变花岗斑岩样品，进行了包括成矿物质在内的微量元素质量变化计算，结果列于表4.13及表4.14。
表4.13 邹家山矿床露天采场蚀变碎斑熔岩中微量元素的质量变化（单位：%）
表4.14 横涧矿床-43m中段蚀变岩中微量元素的质量变化（单位：%）
结果表明，蚀变碎斑熔岩U总体表现为带出，Th带入；蚀变花岗斑岩U、Th既有带入，也有带出。但成矿元素带入及带出的质量变化均不大，即流体与碎斑熔岩及花岗斑岩相互作用过程中成矿元素迁移的量并不大，这与成矿物质来源的分析结论相吻合。微量元素Rb在蚀变岩中均表现为带出；Pb在蚀变花岗斑岩中相对于蚀变碎斑熔岩中带出更多，导致花岗斑岩蚀变的流体相对更富钠质；Sr、Mo也总体显示为以带出为主；而F在蚀变碎斑熔岩中以带出为主，在蚀变花岗斑岩中以带入为主；S在蚀变岩中总体显示为带入，但其物质变化的量不大。由此可见，除S以外的其他微量元素，在蚀变碎斑熔岩及蚀变花岗斑岩中均表现为以带出为主。可见，岩浆期后热液淋滤蚀变，导致微量元素的活化迁出。
矿石中除Rb外，包括成矿元素U、Th在内的各微量元素均表现为带入，尤其是U、Pb、Sr、Mo、F表现为强烈带入。成矿流体富氟，同时也富磷。当然，黑云母的绿泥石化也可为成矿溶液提供氟（夏林圻等，1992）。Mo、Pb、Sr在矿石中的富集，说明成矿溶液中硫离子的浓度比较高。氟化铀酰络合物，可能是相山矿田成矿溶液中铀迁移的重要形式之一。
因此，相山矿田热液蚀变在平面上存在东碱西酸、在垂向上存在上酸下碱的演化规律，这是由于岩浆结晶时释出的酸性组分的“超前波”现象所导致的，可以推论矿田东部曾经存在的具酸性蚀变的火山岩被剥蚀；蚀变岩石成矿物质迁出的量不足以为成矿提供物质来源；矿石中U与P、F的共富集，说明铀与磷可能共同源自富铀地层的熔融，氟的富集可能源自交代作用过程中F、S等的强烈迁移，Mo、Pb、Sr在矿石中的富集，表明了成矿溶液中硫离子的浓度较高，这也说明成矿时温度并不太高。总之，蚀变岩石元素质量迁移变化的计算，为岩浆及其期后热液对成矿物质的迁移提供了证据。
