随着化石能源的大规模使用,由此带来了严重的环境问题,清洁的替代能源利用受到人们高度重视。核能是大规模替代化石能源的清洁能源之一,目前商用核能的燃料为铀,铀来源于可经济开发的铀矿石及乏燃料。传统的铀提取工艺能产生大量的放射性污染废水,且铀回收率还有提高的空间,因此,新的高效、环保提取铀工艺备受关注,它关系到核能可持续发展。本论文以磷酸三异酯(TiAP)为共溶剂,利用超临界二氧化碳流体(SC-CO2)对含铀固体模拟样品(滤纸上的铀)进行了萃取实验研究,研究了共溶剂TiAP在SC-CO2中的溶解度、温度及压力对共溶剂TiAP在SC-CO2中的溶解度的影响,获得了共溶剂TiAP在SC-CO2中部分温度、压力条件下的溶解度数值。用正交优化实验方法对SC-CO2/TiAP体系在四因素温度、压力、萃取时间及共溶剂用量在不同水平下对含铀固体模拟样品进行了萃取研究,得到了SC-CO/TiAP体系对含铀固体模拟样品萃取的最佳实验条件;同时,本论文还研究了SC-CO2/TiAP体系萃取铀的萃取机理,分析了温度、压力萃取时间对铀在超临界相与固体相分配比的影响,推导了SC-CO2/TiAP体系萃取铀的萃取过程中的热力学行为。(1)TiAP在SC-CO2中高度可溶,在研究条件区域内,溶解度介于80～280 g.L-1之间。(2)通过正交优化实验,得出影响SC-CO2/TiAP体系萃取铀的各因素的最佳实验水平分别为,共溶剂用量6ml,萃取时间120 min,萃取温度45℃,压力25 MPa,在该条件下,SC-CO2/TiAP体系对铀的萃取效率为96.36%;(3)探讨了SC-CO2/TiAP体系萃取铀的萃取机理,得到铀在超临界相与固相中的分配比的影响公式:IgDU=lgKD,TiAP-U+lgKs-21gKD,TiAP-21gKD,N+21g[N03]sfe+21g[TiAP]sfe(4)在正交优化实验的基础上研究了温度、压力萃取时间对铀在超临界相与固体相分配比的影响,当在温度为45℃、压力为25 MPa的SC-CO2/TiAP体系中萃取90min时,分配比能达到28.50。(5)推导了SC-CO2/TiAP体系萃取铀的萃取过程中的热力学行为,得到了标准摩尔反应焓、标准摩尔熵变及标准摩尔吉布斯自由能变的的估算值:△rHmθ此约为2kJ·mol-1;△rSmθ约为495.75J·mol-1·K-1;△rGmθ(318)=-21.198kJ·mol-1。研究结果表明,SC-C02/TiAP体系能够有效地萃取铀。