核电作为一种清洁低碳的能源，其燃料——铀——的开采和加工是核燃料循环的前端。铀矿石的品位通常很低（0.01%-0.3% U₃O₈），从矿石中提取铀需要经过破碎、磨矿、浸出（酸法或碱法）、固液分离、离子交换或溶剂萃取、沉淀、煅烧等工序，得到天然铀浓缩物（黄饼，主要成分为U₃O₈）。生石灰（CaO）或消石灰[Ca(OH)₂]在这些工序中用于调节浸出液的pH值、沉淀铀、中和尾矿，是铀水冶厂（铀加工厂）不可或缺的化学药剂。

在酸法浸出（硫酸浸出）中，铀矿石用稀硫酸（浓度10-100g/L H₂SO₄）浸出，铀以硫酸铀酰离子[UO₂(SO₄)₃]⁴⁻和UO₂SO₄的形式进入溶液，同时铁、铝、锰、镁等杂质也部分溶解。浸出液的pH值通常为1.0-2.0。浸出液经固液分离后，进入离子交换或溶剂萃取工序，选择性吸附铀。在进入离子交换柱前，需要用石灰乳或石灰石粉将浸出液的pH值调节至2.0-3.0（强碱性阴离子交换树脂适用pH2-4），防止Fe³⁺、Al³⁺等杂质水解生成氢氧化物沉淀堵塞树脂。如果采用溶剂萃取（如胺类萃取剂），浸出液需要调至更高的pH（3-4）。石灰是中和硫酸最廉价的碱源（相比烧碱、氨水），生成的石膏（CaSO₄·2H₂O）沉淀可过滤去除，不会干扰后续工序。

从负载树脂或负载有机相中反萃取下来的铀溶液（硫酸铀酰或碳酸铀酰）纯度较高，但仍含有少量杂质。铀的沉淀（铀以固体形式从溶液中分离）通常采用氨水沉淀法（生成重铀酸铵(NH₄)₂U₂O₇）或石灰沉淀法（生成重铀酸钙CaU₂O₇或铀酸钙Ca(UO₂)₂O₃·6H₂O）。石灰沉淀法的反应式为：2UO₂SO₄ + 3Ca(OH)₂ → CaU₂O₇·xH₂O + 2CaSO₄ + (3-x)H₂O（或类似产物）。石灰沉淀的优点是原料廉价、操作简单（不需加热），但缺点是沉淀产物中铀含量较低（含钙、硫杂质），品位约为40%-60% U₃O₈（而氨水沉淀产物品位可达70%-80% U₃O₈）。石灰沉淀法曾在中国早期铀水冶厂（如衡阳铀厂、包头铀厂）使用，随着对黄饼品质要求的提高（后续转化、纯化需要高品位铀浓缩物），氨水沉淀和先进的沉淀技术（如过氧化铀沉淀）成为主流。但对于小规模或低品位的铀矿回收，石灰法仍有经济性。

在碱法浸出（碳酸钠-碳酸氢钠浸出）中，碳酸钠溶液（50-100g/L Na₂CO₃）与铀矿石反应，生成碳酸铀酰钠配合物Na₄[UO₂(CO₃)₃]。浸出液中的铀通过阴离子交换树脂吸附或加入氢氧化钠沉淀（生成重铀酸钠Na₂U₂O₇）。生石灰在碱法浸出中用于调节pH（维持9.5-10.5），以及处理尾矿（中和）。

铀尾矿（浸出后的固体废渣）含有铀、镭-226、钍-230等放射性核素，以及硫酸、重金属等污染物，需要进行安全处置（尾矿库储存）或尾矿库退役治理（覆盖、植被恢复）。在尾矿浆送入尾矿库之前，或对已关闭的尾矿库进行治理时，向尾矿中添加生石灰（或石灰乳），将pH值调至7-9，沉淀重金属（Pb、Cu、Zn、Cd）和放射性核素（U、Th），并中和余酸，减少污染物向地下水的浸出。石灰处理可以使尾矿的酸中和潜力（ANP）大于产酸潜力（AP），达到“不产酸”的条件（静置试验pH>6）。对于已经产生酸性排水的尾矿库（酸性矿山排水AMD），向库区表面撒布生石灰，或建造石灰中和-沉淀池，处理渗滤液。

在铀矿石堆浸场（原地爆破浸出或地表堆浸），浸出液收集系统底部铺设石灰层（或石灰-黏土层），可以中和渗漏的酸性溶液，防止污染地下水。堆浸完成后，废矿堆（尾渣）喷洒石灰浆，中和残酸，覆盖植被。

生石灰在核燃料循环后端（乏燃料后处理）应用较少，但在铀转化工厂（将U₃O₈转化为UF₆）的废水处理中，用于中和含铀含氟废水，生成氟化钙（CaF₂）和铀酸钙沉淀，回收铀并达标排放。

生石灰在铀矿开采和水冶中的应用，体现了核工业与基础化工的交叉。它价格低廉、货源易得、使用安全（相对氨水），对设备和管道腐蚀性小（相比浓硫酸）。但它产生的放射性废渣（含铀、镭的石膏）量大（每吨铀产品产数十吨石膏渣），需要妥善处置（专用尾矿库），这是石灰法的环境成本。随着生物浸出技术（生物氧化硫铁矿，减少酸碱消耗）、绿色浸出剂（低毒络合剂）、膜分离技术等在铀水冶中的应用，石灰的用量有望减少。但在可预见的将来，石灰仍将是铀矿加工中不可或缺的辅助材料。