CS221752B1

CS221752B1 - Způsob získávání uranu z pevných vedlejších produktů, vzniklých při zpracování fosfátová suroviny

Info

Publication number: CS221752B1
Application number: CS62182A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Baran; Viliam Kuvik; Veronika Liptakova
Original assignee: Vaclav Baran; Viliam Kuvik; Veronika Liptakova
Priority date: 1982-01-29
Filing date: 1982-01-29
Publication date: 1983-04-29

Abstract

Ke zpracování fosfátové suroviny na surovou kyselinu fosforečnou a té nejčastěji na umělá hnojivá dochází převážně působením kyseliny sírové, v menší míře kyseliny dusičné. Kapalný poloprodukt, získaný kterýmkoliv z uvedených postupů, se dále zpravidla různým způsobem čistí od nejrůznějších příměsí, přičemž vznikají kaly různého charakteru, ty však mohou vzniknout i pouhým stáním či skladováním surové' kyseliny fosforečné. Kromě toho při rozpouštění fosfátové suroviny v kyselině dusičné zůstane nerozpustný zbytek, jehož složení závisí hlavně na původu suroviny. Podobné odpadní pevné fáze obsahují často uran, a to někdy až taková množství, která se vyskytují, v uranových rudách. Získání uranu z tohoto materiálu je zcela obdobné jako z rud, totiž loužením, a to včetně loužicích podmínek. Získávání uranu jako vedlejší produkt z produkce umělých hnojiv je běžné, ale zatím výhradně kapalinovou extrakcí podílů, rozpuštěných v kapalném fosfátovém meziproduktu.

Description

(54) Způsob získávání uranu z pevných vedlejších produktů, vzniklých při zpracování fosfátová suroviny

Ke zpracování fosfátové suroviny na surovou kyselinu fosforečnou a té nejčastěji na umělá hnojivá dochází převážně působením kyseliny sírové, v menší míře kyseliny dusičné. Kapalný poloprodukt, získaný kterýmkoliv z uvedených postupů, se dále zpravidla různým způsobem čistí od nejrůznějších příměsí, přičemž vznikají kaly různého charakteru, ty však mohou vzniknout i pouhým stáním či skladováním surové' kyseliny fosforečné. Kromě toho při rozpouštění fosfátové suroviny v kyselině dusičné zůstane nerozpustný zbytek, jehož složení závisí hlavně na původu suroviny. Podobné odpadní pevné fáze obsahují často uran, a to někdy až taková množství, která se vyskytují, v uranových rudách. Získání uranu z tohoto materiálu je zcela obdobné jako z rud, totiž loužením, a to včetně loužicích podmínek.

Získávání uranu jako vedlejší produkt z produkce umělých hnojiv je běžné, ale zatím výhradně kapalinovou extrakcí podílů, rozpuštěných v kapalném fosfátovém meziproduktu.

221752 2

Vynález se týká způsobu získávání uranu z pevných vedlejších produktů, vzniklých při zpracování fosfátové suroviny, která obsahuje určitá množství uranu, rozdělující se během zpracování do kapalné i pevné fáze.

Fosfátová surovina - sedimentární fosfority i vulkanické apatity - se dnes převážně zpracovává na mokré cestě působením silných minerálních kyselin, např. sírové nebo dusičné, čímž se vedle pevného zbytku vytvoří rovněž kapalný podíl, obsahující kromě převážné většiny fosfátu i řadu dalších látek včetně uranu. Dnes je běžné, že se uran z tohoto kapalného podílu získává kapalinovou extrakcí, což je při vyěšlch cenách uranu ekonomicky rentabilní, ale vyžaduje to speciální zařízení a chemikálie.

Systematickou analýzou podobného mokrého procesu zpracování fosfátové suroviny jsme zjistili, že se uran ve výrobně zajímavých koncentracích vyskytuje i v některých pevných vedlejších produktech. Vezme-li se v úvahu, že v nynější době se považuje za dobře využitelnou uranová ruda s hmotnostním obsahem uranu nad 0,1 % a že se využívají rudy s hmotnostním obsahem řádově setin procenta, potom i pevné vedlejší produkty ze zpracování fosfátové suroviny s obsahem uranu, převyšujícím 0,01 % hmotnosti, je možno považovat za surovinu, z níž lze potenciálně získávat uran. A to tím spíše, že se náklady na těžbu fosfátu, jakož i na jejich dopravu ke zpracovateli a úpravu, např. mletí či žíhání, počítají na vrub základního produktu, kterým je kyselina fosforečná, používaná převážně k výrobě umělých hnojiv. Jinou příznivou okolností je skutečnost, že na získání uranu z pevných vedlejších produktů zpracování fosfátů není třeba žádných dalších investic v případě, že už existuje úpravna uranové rudy, která může zpracovat tyto pevné vedlejší produkty bu5 zcela shodně jako běžnou uranovou rudu pouhým spojením obou materiálů, anebo samostatně speciálně uzpůsobenou technologií. Proto je možno ekonomicky získávat uran z pevných vedlejších produktů i tehdy, je-li jeho procentický obsah i poněkud nižší, než je obsah uranu v surovinách, které jsou primárně určeny k izolaci uranu. Fakticky jsou to nové, dosud opomíjené zdroje uranu.

Nedostatky dosavadního stavu odstraňuje způsob získávání uranu z pevných vedlejších produktů vzniklých při zpracování fosfátové suroviny podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pevné vedlejší produkty s obsahem uranu - např. nerozpustné zbytky po rozpouštění fosfátové suroviny v kyselině dusičné, nebo pevná fáze, vytvořená samovolně během skladování surového produktu nebo vzniklá v důsledku jeho čištění případně úpravy, nebo také směsi uvedených pevných látek - se podrobí loužení, načež se výluh s obsahem uranu obvyklým způsobem dále zpracuje na uranový produkt.

Takto je možno získat uran ze zdrojů, se kterými se dosud zacházelo jako s obtížným odpadem.

V následujících příkladech jsou uvedeny některé konkrétní údaje o pevných vedlejších produktech, a to jak z rozšířenějšího síranového, tak méně rozšířeného dusičnanového zpracování fosfátové suroviny, aniž by to vyčerpávalo všechny možnosti aplikace vynálezu.

Příklad 1

Fosfority z některých afrických nalezišť byly při teplotě 60 °C rozpouštěny v 53 % kyselině dusičné po dobu 1 hodiny, tj. za stejných podmínek jako při rozpouštění fosfátové suroviny ve velkovýrobě. Hmotnost nerozpustného zbytku, jehož chemickou podstatou jsou podle analýz především křemičitany a fluoridy, činila 1 až 3 % z hmotnosti fosfátu podrobeného rozpouštění. Tyto nerozpustné Zbytky byly potom louženy v koncentrované kyselině dusičné za vpru až do vytvoření odparku, který byl znovu vyloužen kyselinou dusičnou zředěnou vodou v poměru 1 : 1. V takto získaných výluzích byl stanoven uran, jehož množství bylo přepočteno na procento, vztažené na hmotnost nerozpustného zbytku získaného výše popsaným způsobem. Takto bylo nalezeno využitelného uranu 0,025 % ve zbytcích alžírského fosforitu, 0,135 % v nerozpustných zbytcích marockého fosforitu a 0,002 SS v nerozpustném zbytku tožského fosforitu.

Je zřejmé, že v prvé fézi zpracování fosfátové suroviny, tj. při jejím rozpouštění, jakož i při následném loužení nerozpustoého zbytku, se principiálně jedná o stejný chemický proces, ale prováděný s různou koncentrací loužicí kyseliny a za různé teploty, v podmínkách intenzivnějšího rozkladu aplikovaného na nerozpustný zbytek, jehož hmotnost je o dva řády nižěl než hmotnost výchozí fosfátové suroviny, se věak získají ty podíly uranu, které by jinak zůstaly v nerozpustném zbytku nevyužity.

Příklad 2

Nerozpustné zbytky z marookého fosforitu, získané způsobem, uvedeným v příkladu 1 a obsahující 1,35 g uranu na kg, byly louženy v kyselině sírové za podmínek a s výsledky uvedenými v následující tabulce:

koncen- trace kyseliny g/1	teplota loužení °C	doba loužení	podmínky loužení	% vyloučeného U z původního obsahu (+5 «)
100	pokojová	5 týdnů	statické loužení, poměr kapalné a pevné fáze 3,5 1/kg	62
100	77+2	1 h	Loužení s poměrem kapalné a pevné fáze 3,5 1/kg	54
100	91+2	1 h	loužení s poměrem kapalné a pevné fáze 5 1/kg	52
5o0	91+2	1 h	loužení s poměrem kapalné a pevné fáze 5 1/kg	95

Z tabulky vyplývá, že při krátkodobém loužení lze za použití dostatečně koncentrované kyseliny sírové převést do roztoku prakticky všechen uran.

Loužení těchže látek roztokem uhličitanu sodného nebo amonného bylo za obdobných podmínek podstatně méně účinné, protože se tak získalo méně než 10 % původního množství uranu.

•Příklad 3

Kal, který se vytvořil v průběhu úpravy tzv. extrakční kyseliny fosforečné, vyrobené aplikací kyseliny sírové na fosfátovou surovinu, a to působením amoniaku a acetonu, byl loužen jednak kyselinou sírovou o koncentraci 100 g/1, jednak roztokem uhličitanu sodného o koncentraci 150 g/1 - v obou případech 1 hodinu při 90 °C. V prvém případě se skoro vSechen kal rozpustil a do roztoku bylo převedeno 89 % uranu z celkového množství obsaženého v původním kalu, ve druhém případě se vytvořila suspenze, přičemž bylo vylouženo 88 % uranu, tj. prakticky stejné množství jako při kyselém loužení.

V obou případech byl uran z výluhů nejprve zachycen na anexu v síranové nebo uhličitanové formě, potom byl po eluci směsným roztokem chloridu a dusičnanu sodného vysrážen amoniakem a odfiltroyán. Tímto postupem byl uran izolován ve formě tzv. diurananu amonného.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1 . Způsob získávání uranu z pevných vedlejších produktů, vzniklých při zpracování fosfátové suroviny, vyznačený tím, že pevné vedlejší produkty s obsahem uranu, např. nerozpustné zbytky po rozpouštění fosfátové suroviny v kyselině dusičné nebo pevné fáze vytvořená samovolně během skladování surové kyseliny fosforečné nebo vzniklá v důsledku jejího čištění, příp. úpravy, nebo také směsi uvedených látek, se podrobí loužení, načež se výluh s obsahem uranu obvyklým způsobem dále zpracuje na uranový produkt.
2. Způsob získávání uranu z pevných vedlejších produktů podle bodu 1, vyznačený tím, žé se loužení podrobí pevné vedlejší produkty buď po spojení s uranovou rudou, anebo se pevné vedlejší produkty podrobí loužení samostatně bez spojení s uranovou rudou.
3. Způsob získávání uranu z pevných vedlejších produktů podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že loužení se provádí vodnými roztoky silných minerálních kyselin, s výhodou kyseliny sírové, anebo vodnými roztoky uhličitanu sodného a/nebo amonného.