CS226891B1 - Způsob využití odpadního kysličníku uhličitého a čpavku unikajícího z procesu zpracování alkalických eluátů při výrobě uranového koncentrátu a zařízení k provádění způsobu - Google Patents

Abstract

Vynález řeáí způsob využití kysličníku uhličitého a čpavku, které unikají z procesu zpracování alkalických eluétů při výrobě uranového koncentrátu, pro přípravu uhličitanu amonného a uhličitanu sodného a zařízení k provádění tohoto způsobu. Jeho účelem je dosažení úspory uhličitanu sodného a čpavku, které jsou přidávány do elučního roztoku, za současného urychlení procesu eluce a příznivého ovlivnění životního prostředí. Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom,že se na odpadní kysličník uhličitý působí kapalnou fází recyklovaných eluátů po separaci uranu a čpavkem za vzniku uhličitanu amonného. Na kysličník uhličitý je také možno působit uhličitanem sodným a čpavkem za vzniku uhličitanu amonného a uhličitanu sodného. Zařízení k provádění způsobu se skládá ze sériového zapojení jednotí, jednotek pro zpracování eluétu a absorpční kolony, ve které dochází při protiproudém průchodu kysličníku uhličitého a čpavku ochuzeným elučním roztokem k absorpci těchto plynů v tomto roztoku.

Description

Vynález se týká způsobu využití odpadního kysličníku uhličitého a čpavku unikajícího z procesu zpracování alkalických eluátů při výrobě uranového koncentrátu pro přípravu uhličitanu amonného a uhličitanu sodného a zařízení k jeho provádění.

Alkalické eluáty ze síranokarbonátové eluce obvykle silně bázických anexů, které se používají v uranové hydrometalurgii, jsou po separaci kovu z větší části cyklovány zpět do procesu eluce po předchozím doplnění elučně účinných složek. Při rozkladu uhličitanů kyselinou sírovou uniká volný kysličník uhličitý, který je odváděn do atmosféry. Vytěsnění kysličníku uhličitého z roztoku je nezbytné. Není-li kysličník uhličitý z roztoku odstraněn, zvyšuje se zbytkové koncentrace kovu v roztoku po jeho vysrážení plynným čpavkem, což má za následek zvýšené ztráty kovu do odpadu.

Nevýhodou technologického procesu eluce a separace uranu z eluátu je unikání kysličníku uhličitého a čpavku do ovzduší, což má za následek poměrně vysokou spotřebu uhličitanu sodného a čpavku v okruhu zpracování eluátu. Dosavadní strojně-technologióké schéma neumožňuje zajistit ofektivní odmytí elučního roztoku, aniž by došlo ke ztrátě síranů. V dosavadním uspořádání se více než padesát procent kysličníku uhličitého z celkového množství sody dávkované do procesu dostává do atmosféry.

Tyto nevýhody odstraňuje způsob využití odpadního kysličníku uhličitého, unikajícího z procesu zpracování alkalických eluátů při výrobě uranového koncentrátu, a zařízení k provádění způsobu podle vynálezu, Jeho podstata spočívá v tom, že se na odpadní kysličník uhličitý působí kapalnou fází recyklovaných eluátů po separaci uranu a čpavkem za vzniku uhličitanu amonného. Uhličitan amonný je vracen zpět do procesu zpracování alkalických eluátů. Na odpadní kysličník uhličitý je také možno působit kapalnou fází recyklovaných eluátů po separaci uranu, čpavkem a uhličitanem sodným za vzniku uhličitanu amonného a uhličitanu sodného, které jsou vraceny zpět do procesu zpracování alkalických eluátů.

Podstata zařízení k provádění způsobu podle vynálezu, skládající se ze sériového zapojení jednotky rozkladu uhličitanů kyselinou sírovou, jednotky srážení uranu čpavkem, jednotky separace sraženiny, jednotky zvyšování koncentrace SO^ iontu kyselinou sírovou, jednotky neutralizace volné kyseliny sírové, jednotky odmývání uhličitanů z ionexu po eluci, jednotky přípravy elučního roztoku a jednotky procesu eluce, spočívá v tom, že obsahuje absorpční kolonu. První vstup absorpční kolony je napojen na první jednotku rozkladu uhličitanů kyselinou sírovou. Druhý vstup absorpční kolony je napojen na osmou jednotku přípravy elučního roztoku. Její třetí vstup je napojen jednak na výstup páté jednotky neutralizace volné kyseliny sírové, jednak na první výstup šesté jednotky odmývání uhličitanů z ionexu po eluci. První výstup absorpční kolony je zaveden do osmé jednotky přípravy elučního roztoku a druhý výstup je vyveden do atmosféry. Výstup z páté jednotky neutralizace volné kyseliny sírové je připojen na první vstup šesté jednotky odmývání uhličitanů z ionexu po eluci. Na druhý vstup šesté jednotky odmývání uhličitanů z ionexu po eluci je přiveden výstup z třetí jednotky separace sraženiny. Druhý výstup šesté jednotky odmývání uhličitanů z ionexu po eluci je připojen na osmou jednotku při226 891 pravý elučního roztoku.

Nové uspořádání účinným způsobem zajišťuje opětové využívání kysličníku uhličitého uvolněného z procesu rozkladu uhličitanů, čímž dojde k úspoře minimálně padesáti procent z celkové dávky uhličitanu sodného, který je přidáván do elučního roztoku. Další předností tohoto uspořádání je, že umožňuje použití ochuzeného elučního roztoku k promývce ionexu po eluci, což mé za následek snížení ztrát solí z okruhu eluce v porovnání s dosavadním technologickým způsobem. Nové uspořádání rovněž urychluje proces eluce, protože jeho použitím dochází k posunu poměru iontů NH^⁺ : Na⁺ v elučním činidle ve prospěch NH^⁺ iontů, což příznivě ovlivňuje proces eluce. Změna poměru amonných a sodných iontů ve prospěch iontů amonných mé rovněž za následek snížení koncentrace síranových iontů ve vratných vodách úpravny, což je ekonomicky výhodné zvláště v případě ionexové technologie, dále příznivě ovlivňuje životní prostředí. Kromě toho nové uspořádání umožňuje využití i části čpavku, který uniká z roztoků v důsledku částečného rozkladu amonných solí po přidání alkalického uhličitanu. Rovněž není vyloučena možnost v důsledku vytvoření příznivých kinetických poměrů snížit absolutní koncentraci SO^ iontu v elučním roztoku.

Při provádění způsobu podle vynálezu se postupuje tak, že se směs vzduchu a kysličníku uhličitého, který vznikl v jednotce rozkladu uhličitanů kyselinou sírovou, zavede do absorpční kolony, kam se rovněž přivádí plynný čpavek, unikající z jednotky přípravy elučního roztoku, popř. plynný čpavek ze zásobníku. Protiproudě k těmto plynům prochází absorpční kolonou roztok z jednotky neutralizace volné kyseliny sírové, přičemž dochází k absorpci plynného čpavku a kysličníku uhličitého v tomto roztoku za vzniku uhličitanu amonného.

Na výkresu je schematicky znázorněno příkladné provedení zařízení podle vynálezu.

První jednotka 10 rozkladu uhličitanů kyselinou sírovou je svým prvním výstupem 12 připojena na první vstup 91 absorpční kolony 90 a svým druhým výstupem 13 na první vstup 21 druhé jednotky 20 srážení uranu čpavkem, kam je rovněž zaveden druhý vstup 23 pro přívod čpavku. Výstup 22 druhé jednotky 20 srážení uranu čpavkem je připojen na Vstup 31 třetí jednotky 30 separace sraženiny, jejíž první výstup 32 je napojen na vstup 41 čtvrté jednotky 40 zvyšování koncentrace SO^ iontu kyselinou sírovou a jejíž druhý výstup 33 je napojen na druhý vstup 64 šesté jednotky 60 odmývání uhličitanů z ionexu po eluci. Třetí jednotka 30 separace sraženiny je opatřena třetím výstupem 34 pro odvod uranového koncentrátu. Ve čtvrté jednotce 40 zvyšování koncentrace SO^ iontu kyselinou sírovou je upraven druhý vstup 43 pro přívod kyseliny sírové. Výstup 42 čtvrté jednotky 40 zvyšování koncentrace SO^ iontu kyselinou sírovou je připojen na první vstup 21 páté jednotky 50 neutralizace volné kyseliny sírové, do niž je zaveden druhý vstup 54 pro přívod čpavku, jejíž první výstup ^2 je připojen na třetí vstup 21 absorpční kolony 90 a jejíž druhý výstup £3 je připojen k prvnímu vstupu 63 šesté jednotky 60 odmývání uhličitanů z ionexu po eluci. První výstup 61 še3té jednotky 60 odmývání uhličitanů z

226 891 ionexu po eluci je napojen na třetí vstup 93 absorpční kolony 90 a její druhý výstup 62 je připojen na druhý vstup 82 osmé jednotky 80 přípravy elučního roztoku, jejíž první výstup 83 je napojen na druhý vstup 92 absorpční kolony 90. Absorpční kolona 90 je dále opatřena čtvrtým vstupem 96 pro přívod čpavku ze zásobníku a druhým výstupem 95 pro odvod vzduániny do atmosféry. První výstup 94 absorpční kolony 90 je napojen na první vstup 81 osmé jednotky 80 přípravy elučního roztoku, jejíž druhý výstup 84 je napojen na vstup 71 sedmé jednotky 70 procesu eluce. Výstup 72 sedmé jednotky 70 procesu eluce je připojen na první vstup 11 první jednotky 10 rozkladu uhličitanů kyselinou sírovou, kde je rovněž upraven druhý vstup 14 pro přívod kyseliny sírové.

JEluční roztok s obsahem uranu je přiváděn ze sedmé jednotky 70 procesu eluce prvním vstupem 11 do první jednotky 10 rozkladu uhličitanů kyselinou sírovou, kde je k roztoku přes druhý vstup 14 přidávána kyselina sírová. Při rozkladu uhličitanů se uvolňuje kysličník uhličitý, který je spolu se vzduchem odváděn prvním výstupem 12 a čerpán přes první vstup 91 do absorpční kolony 90. Rozkyselený eluát je z první jednotky 10 rozkladu uhličitanů kyselinou sírovou veden přes druhý výstup 13 do druhé jednotky 20 srážení uranu čpavkem, v níž je k němu druhým vstupem 23 přidáván čpavek. Odtud přichází obohacený roztok do třetí jednotky 30 separace sraženiny. Ve třetí jednotce 30 separace sraženiny je z roztoku oddělen uranový koncentrát, který je odváděn třetím výstupem 34.

Z třetí jednotky 30 separace sraženy je ochuzený eluční roztok veden jednak prvním výstupem 32 do čtvrté jednotky 40 zvyšování koncentrace SO^ iontu kyselinou sírovou, kde je doplněn kyselinou sírovou, jednak přes druhý výstup 33 a druhý vstup 64 do šesté jednotky 60 odmývání uhličitanů z ionexu po eluci. Zde je použit k promývce ionexu. Ze čtvrté jednotky 40 zvyšování koncentrace SO^ iontu kyselinou sírovou je eluční roztok odváděn výstupem 42 na první vstup 51 páté jednotky 50 neutralizace volné kyseliny sírové. V páté jednotce 50 neutralizace volné kyseliny sirové je k roztoku druhým vstupem 54 přidáván čpavek. Z páté jednotky 50 neutralizace volné kyseliny sírové je roztok veden jednak prvním vstupem 63 do šesté jednotky 60 odmývání uhličitanů z ionexu po eluci, v níž je použit k promývce ionexu, jednak přes třetí vstup 93 do absorpční kolony 90. kam je rovněž přiváděn roztok, který vychází prvním výstupem 61. ze šesté jednotky 60 odmývání uhličitanů z ionexu po eluci. Upravený vratný solný roztok protéká absorpční kolonou 90. do jejíž spodní části je přiváděn prvním vstupem 91 kysličník uhličitý spolu /

se vzduchem, druhým vstupem 92 je přiváděn plynný čpavek, který uniká z roztoku po přidání uhličitanu do osmé jednotky 80 přípravy elučního roztoku, déle čtvrtým vstupem £6 je přiváděn plynný čpavek ze zásobníku. Při protipi>uidém průchodu těchto plynů absorpční kolonou 90 dochází k jejich absorpci vratným solným roztokem, který se obohacuje uhličitanem amonným a rozpuštěným kysličníkem uhliČ itým. Odpadní vzduánina je z absorpční kolony 90 vypouštěna do atmosféry druhým výstupem 95. Obohacený roztok je odváděn z absorpční kolony £0 prvním výstupem 94 na první vstup 81 osmé jednotky 80 přípravy elučního roztoku. V osmé jednotce 80 přípravy elučního roztoku je roztok smísen s roztokem obohaceným uhličitany, přiváděným přes druhý vstup 82 z druhého výstupu 62 šesté jednotky 60 odmývání uhličitanů z ionexu po eluci, a s roztokem uhličitanu sodného, který je

226 891 přiváděn třetím vstupem 82.. Upravený eluční roztok je z osmé jednotky. 80 přípravy elučního roztoku odváděn druhým výstupem 84 přes vstup 71 do sedmé jednotky 70 procesu eluce, odkud je po proběhnutí eluce opět odváděn výstupem 72 k prvnímu vstupu 11 první jednotky 10 rozkladu uhličitanů kyselinou sírovou.

Způsob využití odpadního kysličníku uhličitého, který uniká z procesu zpracování alkalických eluátů při výrobě uranového koncentrátu, a zařízení k provádění způsobu podle vynálezu lze použít všeude tam, kde se provádí.zpracování alkalických eluátů uranu.

Příklad

Do absorpční kolony je přiveden roztok o složení 1,19 M síranů, 0,018 M uhličitanů a 0,12 M volného NHj a o teplotě 40 °C. Protiproudě byl přiveden vzduch obohacený na 25 % objemu COg. Objemový poměr kapalné fáze ku plynné fázi, které vstupují do kolony, byl 1 : 8. Roztok vystupující z kolony po reakci obsahoval 0,131 M uhličitanů a hydrogenuhličitanů. Účinnost absorpce COg byla vyšší než 99 %.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob využití odpadního kysličníku uhličitého a čpavku unikajícího z procesu zpracování alkalických eluátů při výrobě uranového koncentrátu pro přípravu uhličitanu amonného, vyznačený tím, že na odpadní kysličník uhličitý se působí kapalnou fází recyklovaných eluátů po separaci uranu a čpavkem za vzniku uhličitanu amonného, který je vracen zpět do procesu zpracování alkalických eluátů.
2. 2. Způsob využiti odpadního kysličníku uhličitého podle bodu 1, vyznačený tim, že na kysličník uhličitý se působí kapalnou fází recyklovaných eluátů po separaci uranu, čpavkem a uhličitanem sodným za vzniku uhličitanu amonného a uhličitanu sodného, které jsou vraceny zpět do procesu zpracování alkalických eluátů.
3. 3. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1 a 2, skládající se ze sériového zapojení první jednotky rozkladu uhličitanů kyselinou sirovou, druhé jednotky srážení uranu čpavkem, třetí jednotky separace sraženiny, čtvrté jednotky zvyšování koncentrace SO^ iontu kyselinou sirovou, páté jednotky neutralizace volné kyseliny sírové čpavkem, šesté jednotky odmývéní uhličitanů z ionexu po eluci, osmé jednotky přípravy elučního roztoku a sedmé jednotky procesu eluce, vyznačené tím, že obsahuje absorpční kolonu (90), jejíž první vstup (91) je napojen na první jednotku (10) rozkladu uhličitanů kyselinou sirovou, druhý vstup (92) je napojen na osmou jednotku (80) přípravy elučního roztoku, třetí vstup (93) je napojen jednak na výstup páté jednotky (50) neutralizace volné kyseliny sírové a jednak na první výstup (61) šesté jednotky (60) odmývání uhličitanů z ionexu po elucij zatímco první výstup (94) absorpční kolony

   226 891 (90) je zaveden do osmé jednotky (80) přípravy elučního roztoků a druhý výstup (95) je vyveden do atmosféry, přičemž druhý výstup (53) z páté jednotky (50) neutralizace volné kyseliny sírové je připojen na první vstup (63) šesté jednotky (60) odmývání uhličitanů z ionexu po eluci, na jejíž druhý-vstup (64) je přiveden druhý výstup (33) z třetí jednotky (30) separace sraženiny a druhý výstup (62) šesté jednotíc (60) odmývání uhličitanů z ionexu po eluci je připojen na osmou jednotku (80 ... . pravý elučního roztoku.

   1 výkres

   22B 891