CN112707444A - 一种含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铀水冶领域，尤其涉及一种含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法。所述含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，包括以下步骤：在含铀硫酸铵溶液中，控制溶液内的pH值在2.5～6的范围内，加入过氧化氢，逐渐得到过氧化铀沉淀，控制沉淀终点时溶液内pH值为1.5～3.0。本发明充分利用过氧化氢在生成过氧化铀沉淀产生的酸的过程，使过氧化铀在溶液酸度升高的过程中逐步生成，并逐步释放出游离酸，从而减少外加的酸量，避免了氨水的使用，节省了氨水投入费用、精简了工序，产品质量与原流程无异，是铀浓缩物由重铀酸盐升级为铀氧化物较为经济的方法。
Description
技术领域
本发明涉及铀水冶领域，尤其涉及一种含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法。
背景技术
我国和国外部分铀水冶厂其产品铀浓缩物的主要形式为SDU和U3O8。SDU形式的铀浓缩物由于水分含量高，导致运输费用高；采用萃取纯化时，残留在萃余水相的硝酸钠，将限制对萃余水相中硝酸的回收利用，最终以硝酸钠的形式外排；产品形式不能与干法纯化工序接洽，需经脱钠预处理工序才能满足干法纯化的物料需求；整个铀沉淀过程对杂质去除能力低，产品铀浓缩物中杂质含量高，重铀酸盐过滤时滤速低，设备生产能力受到一定限制。
从含铀硫酸铵溶液生产铀氧化物U3O8，如图1所示，要经过沉淀工序，然后经过干燥与煅烧等工序，产生煅烧设备的投资和热能消耗，还要对炉体废气中的NH3进行回收，此操作不可避免地对环境产生污染，同时回收氨水的浓度体积过大，很难全部返回使用。
为达到不经煅烧也能获取铀氧化物的目的，有人提出了过氧化氢沉淀法，如图2所示。但现行过氧化氢沉淀铀的技术尚存一定瑕疵，硫酸铵溶液酸度由pH＝4～6调整至pH＜2.5是耗酸的过程，过氧化铀的生成过程又是一个产酸的过程，而现在的工艺加酸直接将溶液的酸度调整到pH＜2.5，然后再加入过氧化氢，过氧化氢在生成过氧化铀的过程中要放出游离酸，使溶液的酸度升高，为维持溶液的酸度恒定以保证过氧化铀沉淀完全，需再加入氨水进行中和。此工艺过程，除需要反复对溶液进行调节外，既多耗了酸，也多耗了碱，造成试剂单耗升高，三废排放增大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，充分利用利用过氧化氢在沉淀铀过程中所释放的酸，参与中和碳酸根的过程，从而达到节能减排的目的。
本发明提供了一种含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，包括以下步骤：
在含铀硫酸铵溶液中，控制溶液内的pH值在2.5～6的范围内，加入过氧化氢，逐渐得到过氧化铀沉淀，控制沉淀终点时溶液内pH值为1.5～3.0。
优选地，所述过氧化氢的加入量为理论量的100％～300％；
所述理论量由溶液中铀的浓度计算，理论上过氧化氢与铀摩尔数之比为1。
优选地，所述过氧化氢的加入量为理论加入量的140％。
优选地，所述过氧化氢一次加入或分次加入。
优选地，控制沉淀终点时溶液内pH值为2.0～2.5。
优选地，加入过氧化氢的同时加入酸。
优选地，所述酸为硫酸或者盐酸。
优选地，所述酸分多次逐渐加入，随着溶液内pH值降低，逐渐减少酸的加入量。
优选地，在含铀硫酸铵溶液中，控制溶液内的pH值在2.5～6的范围内，加入过氧化氢和硫酸，逐渐减少加入硫酸的量，得到过氧化铀沉淀，控制沉淀终点时溶液内pH值为2.0～2.5。
优选地，所述含铀硫酸铵溶液为含铀有机相反萃取获得的反萃取合格液或淋洗合格液。
与现有技术相比，本发明的含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，充分利用过氧化氢在生成过氧化铀沉淀产生的酸的过程，使过氧化铀在溶液酸度升高的过程中逐步生成，并逐步释放出游离酸，从而减少外加的酸量，避免了氨水的使用，节省了氨水投入费用、精简了工序，产品质量与原流程无异，是铀浓缩物由重铀酸盐升级为铀氧化物较为经济的方法。
附图说明
图1表示现铀氧化物U3O8制备流程；
图2表示原过氧化铀制备工艺流程；
图3表示本发明含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法的流程图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
本发明的实施例公开了一种含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，如图3所示，包括以下步骤：
在含铀硫酸铵溶液中，控制溶液内的pH值在2.5～6的范围内，加入过氧化氢，逐渐得到过氧化铀沉淀，控制沉淀终点时溶液内pH值为1.5～3.0。
按照本发明，运用以下化学反应式：
UO2 2++H2O2＝＝＝＝＝UO4+2H+ (1)
NH3+H+＝＝＝＝＝NH4 + (2)。
按照本发明，将过氧化氢预先加在溶液中，使过氧化铀沉淀过程产生的酸参与溶液的酸化过程，从而避免加氨水的调节过程，最终将溶液酸度控制在pH＝1.5～3.0，使溶液中的铀以过氧化铀(UO4)的形式析出，过滤分离可得到过氧化铀固体。
其中，所述含铀硫酸铵溶液为含铀有机相反萃取获得的反萃取合格液或淋洗合格液。
所述过氧化氢的加入量为理论量的100％～300％；所述理论量由溶液中铀的浓度计算，理论上过氧化氢与铀摩尔数之比为1。
更优选地，所述过氧化氢的加入量为理论加入量的140％。
所述过氧化氢一次加入或分次加入。所述分次加入时，可以连续加入。
控制沉淀终点时溶液内pH值为1.5～3.0，最佳酸度为pH值为2.0～2.5。
若加入过氧化氢后，溶液的酸度较小，则加入过氧化氢的同时加入酸。所述酸优选为硫酸或者盐酸。
所述酸分多次逐渐加入，随着溶液内pH值降低，逐渐减少酸的加入量。
优选地，得到过氧化铀沉淀后，经过过滤及干燥处理，得到过氧化铀成品。
经过试验证明，本发明具有以下效果：(1)从以上反应式(1)可以推算出，当碱性溶液中铀浓度为0.1mol/L时，就可产生0.2mol/L的H+，在节省0.1mol/L的硫酸的同时还节省0.2mol/L氢氧化钠，每吨铀可节省0.42吨硫酸和0.37吨氢氧化钠。
(2)工序相对简单。
(3)过氧化铀优良的过滤性能得以保留。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1～7
在含铀硫酸铵溶液中加入过氧化氢，控制过氧化氢加入时溶液内的pH值如表1，逐渐得到过氧化铀沉淀，控制沉淀终点时溶液内pH值如表1所示。
表1实施例1～7的参数及实验结果
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在含铀硫酸铵溶液中，控制溶液内的pH值在2.5～6的范围内，加入过氧化氢，逐渐得到过氧化铀沉淀，控制沉淀终点时溶液内pH值为1.5～3.0。
2.根据权利要求1所述的含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，其特征在于，所述过氧化氢的加入量为理论量的100％～300％；
所述理论量由溶液中铀的浓度计算，理论上过氧化氢与铀摩尔数之比为1。
3.根据权利要求2所述的含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，其特征在于，所述过氧化氢的加入量为理论加入量的140％。
4.根据权利要求3所述的含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，其特征在于，所述过氧化氢一次加入或分次加入。
5.根据权利要求1所述的含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，其特征在于，控制沉淀终点时溶液内pH值为2.0～2.5。
6.根据权利要求1所述的含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，其特征在于，加入过氧化氢的同时加入酸。
7.根据权利要求6所述的含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，其特征在于，所述酸为硫酸或者盐酸。
8.根据权利要求7所述的含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，其特征在于，所述酸分多次逐渐加入，随着溶液内pH值降低，逐渐减少酸的加入量。
9.根据权利要求1所述的含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，其特征在于，在含铀硫酸铵溶液中，控制溶液内的pH值在2.5～6的范围内，加入过氧化氢和硫酸，逐渐减少加入硫酸的量，得到过氧化铀沉淀，控制沉淀终点时溶液内pH值为2.0～2.5。
10.根据权利要求1所述的含铀硫酸铵溶液制备铀氧化物的方法，其特征在于，所述含铀硫酸铵溶液为含铀有机相反萃取获得的反萃取合格液或淋洗合格液。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB829094A (en) * | 1945-03-15 | 1960-02-24 | Atomic Energy Authority Uk | Production of uranium peroxide |
| US4024215A (en) * | 1975-04-24 | 1977-05-17 | Fmc Corporation | Production of uranium peroxide |
| US4428911A (en) * | 1982-09-27 | 1984-01-31 | Gulf Research & Development Company | Method of precipitating uranium peroxide |
| CN103402909A (zh) * | 2010-12-24 | 2013-11-20 | 金属和氟化铀炼制公司 | 使uo3和/或u3o8转化为水合uo4的方法 |
| WO2015061836A1 (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | Strategic Metallurgy Pty Ltd | Metal recovery process |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB829094A (en) * | 1945-03-15 | 1960-02-24 | Atomic Energy Authority Uk | Production of uranium peroxide |
| US4024215A (en) * | 1975-04-24 | 1977-05-17 | Fmc Corporation | Production of uranium peroxide |
| US4428911A (en) * | 1982-09-27 | 1984-01-31 | Gulf Research & Development Company | Method of precipitating uranium peroxide |
| CN103402909A (zh) * | 2010-12-24 | 2013-11-20 | 金属和氟化铀炼制公司 | 使uo3和/或u3o8转化为水合uo4的方法 |
| WO2015061836A1 (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | Strategic Metallurgy Pty Ltd | Metal recovery process |
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