CS254803B1

CS254803B1 - A method of reducing the concentration of hydrogen ions in an acidic anionic eluate and engaging in the process

Info

Publication number: CS254803B1
Application number: CS858409A
Authority: CS
Inventors: Pavel Parobek; Stanislav Baloun; Stanislav Plevac
Original assignee: Pavel Parobek; Stanislav Baloun; Stanislav Plevac
Priority date: 1985-11-21
Filing date: 1985-11-21
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS840985A1

Abstract

Zapojení obsahuj § alespoň jednu ionexovou kolonu a alespoň jeden zásobník, které jsou zařazeny do technologické linky pro provádění eluce kovů a tvoří první a druhý stupen přípravy aniontového kyselého elučního roztoku, m$zi nimiž je zahojen sorpčně-eluční stupen separace vodíkových iontů na katexu. Příprava kyselého aniontového elučního roztoku^se rozdělí na dva stupně. Do prvního stupně se přivádí kyselina a část roztoku pro přípravu kyselého aniontového elučního roztoku. Výsledný obohacený kyselý aniontový eluční roztok se vede na katex, kde se v něm sníží koncentrace vodíkových iontů, načež se zavádí do druhého stupně, kde se smísí se zbývající částí roztoku.The connection comprises at least one ion exchange column and at least one reservoir, which are included in the technological line for performing the elution of metals and form the first and second stages of preparation of anionic acidic elution solution, between which the sorption-elution stage of separation of hydrogen ions on the cation exchange is completed. Preparation of the acidic anionic elution solution is divided into two stages. The acid and part of the solution for preparation of the acidic anionic elution solution are fed to the first stage. The resulting enriched acidic anionic elution solution is fed to the cation exchange, where the concentration of hydrogen ions in it is reduced, after which it is introduced into the second stage, where it is mixed with the remaining part of the solution.

Description

Vynález se týké způsobu snížení koncentrace vodíkových iontů v kyselém aniontovém eluátu*vznikajícím při separaci uranu, případné jiných kovů a zapojení k provádění tohoto způsobu, které obsahuje alespoň jednu ionexovou kolonu a alespoň jeden zásobník a které jsou zařazeny do technologické linky pro provádění eluce uranu, případně jiných kovů.The invention relates to a process for reducing the concentration of hydrogen ions in an acidic anionic eluate arising from the separation of uranium and optionally other metals and to a method for carrying out the process comprising at least one ion exchange column and at least one container. or other metals.

Při eluci uranu, případně jiných kovů, z anexů elučním roztokem obsahujícím kyselinu dochází k sorpci aniontů této kyseliny na anex, přičemž v získaném aniontovém eluátu zůstávají vodíkové ionty, které při srážení uranu, případně iontů jiných kovů, jsou významným zdrojem nákladů na neutralizační činidlo.The elution of uranium or other metals from the anion exchangers with an acid-containing elution solution absorbs the anions of the acid to the anion exchange resin, leaving hydrogen ions in the obtained anionic eluate, which are a significant source of neutralizing agent cost in the precipitation of uranium or other metal ions.

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje způsob snižování koncentrace vodíkových iontů z kyselého aniontového eluátu podle vynálezu. Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v rozdělení přípravy aniontového elučního roztoku do dvou stupňů. Do prvního stupně se přivede používaná kyselina a část roztoku, který slouží k přípravě kyselého aniontového elučního roztoku. Tím se získá obohacený kyselý aniontový eluční roztok, který se nejdříve vede přes katex, přičemž dojde ke snížení koncentrace vodíkových iontů. Takto upravený obohacený kyselý aniontový eluční roztok se zavede do druhého stupně, kde se smísí se zbývající částí roztoku určeného k pří pravě kyselého aniontového elučního roztoku. Katex nasorbovaný vodíkovými ionty se eluuje a promývá s výhodou nadbilančním roztokem z elučně srážecího okruhu.These disadvantages are largely eliminated by the method of reducing the concentration of hydrogen ions from the acidic anionic eluate of the invention. The essence of the process according to the invention consists in dividing the preparation of the anionic elution solution into two steps. The acid used and part of the solution used to prepare the acidic anionic elution solution are fed to the first step. This provides an enriched acidic anionic elution solution, which is first passed through a cation exchanger while reducing the concentration of hydrogen ions. The enriched acidic anionic elution solution thus treated is introduced into the second stage, where it is mixed with the remaining portion of the solution to be prepared to prepare the acidic anionic elution solution. The cation exchanger adsorbed by the hydrogen ions is eluted and washed preferably with an over-balance solution from the elution precipitation circuit.

Podstata zapojení podle vynálezu, které je zařazeno do technologického procesu eluce uranu a které lze zapojit v kontinuálním nebo diskontinuálním uspořádání, spočívá v tom, že je tvořeno prvním a druhým stupněm přípravy aniontového kyselého elučního roztoku, mezi nimiž je zapojen sorpčně elučníThe principle of the invention according to the invention, which is included in the technological process of uranium elution and which can be connected in a continuous or discontinuous configuration, consists in that it consists of the first and second stages of preparation of anionic acid elution solution, among which sorption elution

254 803254 803

- 2 stupeň separace vodíkových iontů na katexu. První stupen přípravy aniontového kyselého elučního roztoku je opatřen třetím vstupem pro přívod kyseliny a je svým prvním vstupem spojen s prvním výstupem promývky anexu. Svým druhým vstupem je první stupeň přípravy aniontového kyselého elučního roztoku spojen s prvním výstupem promývky sraženiny a svým výstupem je napojen na první vstup sorpčně-elučního stupně separace vodíkových iontů na katexu, jehož první výstup je spojen s prvním vstupem druhého stupně přípravy aniontového kyselého elučního roztoku. Výstup druhého stupně přípravy aniontového kyselého elučního roztoku je napojen na první vstup eluce anexu a jeho druhý vstup je spojen s druhým výstupem filtrace. Druhý výstup filtrace je dále spojen s druhým vstupem sorpčně-elučního stupně a případně s prvním vstupem prvního stupně přípravy aniontového kyselého elučního roztoku.- 2 degree of separation of hydrogen ions on cation exchanger. The first step of preparing the anionic acid elution solution is provided with a third inlet for the acid supply and is connected to the first outlet of the anion exchange wash by its first inlet. At its second inlet, the first stage of the preparation of the anionic acid elution solution is connected to the first outlet of the precipitate wash and is connected to the first inlet of the sorption-elution stage of the hydrogen ion separation on the cation exchanger. . The outlet of the second stage of the preparation of the anionic acid elution solution is connected to the first inlet of the anion exchange elution and its second inlet is connected to the second filtration outlet. The second filtration outlet is further coupled to the second inlet of the sorption-elution step and optionally to the first inlet of the first step of preparing the anionic acid elution solution.

Snížením koncentrace vodíkových iontů v kyselém aniontovém eluátu způsobem podle vynálezu se docílí snížení spotřeby neutralizačního činidla, případně, pokud nadbilanční roztok z elučně srážecího okruhu je zdrojem nežádoucí solnosti v jiné technologické operaci, zlepěení technologických podmínek této operace. Například při podzemním loužení uranových rud mohou NH^⁺ ionty způsobovat kolmatační efekty v důsledku vypadávání tak zvaných kamenců NH^Al(SO^)g . 12 HgO a nebo komplikovat CiStění nadbilančních roztoků před vypuštěním do vodoteče.By reducing the concentration of hydrogen ions in the acidic anionic eluate according to the method of the invention, the consumption of the neutralizing agent is reduced, or, if the excess balance solution from the elution precipitation circuit is a source of undesirable salinity in another process operation, the process conditions are improved. For example, in the underground leaching of uranium ores, NH4 ⁺ ions can cause perpendicular effects due to the loss of so-called alumina NH4 Al (SO4) g. 12 HgO and / or complicate the cleavage of the over-balance solutions before discharge into the watercourse.

Na přiloženém výkresu je znázorněno schéma technologické linky pro provádění eluce uranu. Na obr. ! je zobrazena tato technologická linka se zařazením zapojení na snižování koncentrace vodíkových iontů v aniohtovém kyselém eluátu. Na obr. 2 je zobrazen sorpčně eluční stupeň, v němž je použito promývky katexu.The attached drawing shows a diagram of a technological line for uranium elution. In FIG. the technology line is shown with the inclusion of a circuit for reducing the concentration of hydrogen ions in the anionic acid eluate. FIG. 2 shows a sorption elution step in which a cation exchanger was used.

Zapojeni podle vynálezu sestévé z prvního stupně 6 přípravy aniontového elučního roztoku, z druhého stupně 8 přípravy aniontového kyselého «lučního roztoku a ze sorpčně elučního stupně 2 separace vodíkových iontů na katexu a obsahuje alespoň jednu ionexovou kolonu a alespoň jeden zásobník. První stupeň 6 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku, který je opatřený třetím vstupem 63 pro přívod kyseliny, je svým prvním vstupem 61 spojen s prvním výstupem 53 promývkyThe invention comprises a first step 6 for preparing an anionic elution solution, a second step 8 for preparing an anionic acidic leach solution, and a sorption elution step 2 for separating hydrogen ions on a cation exchange resin and comprising at least one ion exchange column and at least one container. The first step 6 of the preparation of the anionic acid elution solution, which has a third inlet 63 for supplying the acid, is connected to the first outlet 53 of the wash through its first inlet 61.

- 3 294 803 enexu 2 β svým druhým vstupem 62 je spojen s prvním výstupem 43 promývky sraženiny £. Výstup 64 prvního stupně 6 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku je spojen s prvním vstupem 71 sorpčně-elučního stupně 7 separace vodíkových iontů na katexu opatřeného druhým výstupem 74 pro odvod kyselého kationtového eluétu, který se používá k. jiným technologickým účelům, například k loužení uranu nebo jiného kovu. První výstup 72 sorpčně-elučního stupně 7 je spojen s prvním vstupem 81- druhého stupně 8 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku. Výstup 83 druhého stupně 8 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku je napojen na první vstup 11 eluce anexu J. opatřeného druhým vstupem 12 pro přívod anexu a spojeného druhým výstupem 14 s prvním vstupem 51 promývky anexu 2, opatřené druhým vstupem 52 pro přívod promývací vody a druhým výstupem 54 pro odvod anexu. První výstup 13 eluce anexu J. je spojen s prvním vstupem 21 srážení 2, opatřeného druhým vstupem 22 pro přívod srážecího činidla a spojeného výstupem 23 s prvním vstupem 31 filtrace 2» jejíž druhý výstup 33 je spojen s druhým vstupem 82 druhého stupně 8 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku. Druhý výstup 33 filtrace 2 je dále spojen s druhým vstupem 73 sorpčně-elučního stupně 7 a případně i s prvním vstupem 61 prvního stupně 6 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku. První výstup 32 filtrace 2 je spojen s prvním vstupem 41 promývky sraženiny opatřené druhým vstupem 42 pro přívod promývkové vody a druhým výstupem 44 pro odvod pevné fáze. V případě promývání katexu nasorboveného vodíkovými ionty, jak je patrno z obr. 2, je sorpčně-eluční stupeň £ vybaven třetím vstupem 75 spojeným s prvním výstupem 43 promývky sraženiny, s prvním výstupem 22 promývky anexu 2 a případně s druhým výstupem 33 filtrace 2· Dále je sorpčně eluční stupeň 7 třetím výstupem 76 spojen s prvním vstupem 61 prvního stupně 6 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku. Při kontinuálním uspořádání ionexových kolon je sorpčně eluční stupeň 2 doplněn promývacím zařízením katexu nasorboveného vodíkovými ionty.- 3 294 803 of enex 2 β by its second inlet 62 is connected to the first outlet 43 of the precipitate wash. The outlet 64 of the first step 6 of preparation of the anionic acid elution solution is connected to the first inlet 71 of the sorption-elution step 7 of the hydrogen ion separation on the cation exchanger provided with the second outlet 74 for the acid cationic eluate used for other technological purposes, e.g. other metal. The first outlet 72 of the sorption-elution step 7 is connected to the first inlet 81 of the second step 8 of preparation of the anionic acid elution solution. The outlet 83 of the second anionic acid elution solution preparation stage 8 is connected to a first anion exchanger inlet 11 provided with a second anion exchange inlet 12 and coupled to a second outlet 14 with a first anion exchanger 2 inlet 51 provided with a second inlet 52 for washing water supply and a second an anion exchanger outlet 54. The first anion exchanger outlet 13 is connected to a first precipitation inlet 21 provided with a second coolant inlet 22 and connected to an outlet 23 to the first inlet 31 of the filter 2, the second outlet 33 of which is connected to the second inlet 82 of the second stage 8 of anionic preparation. of an acidic elution solution. The second outlet 33 of filtration 2 is further connected to the second inlet 73 of the sorption-elution stage 7 and optionally to the first inlet 61 of the first stage 6 of the preparation of the anionic acid elution solution. A first outlet 32 of the filtration 2 is connected to a first precipitate wash inlet 41 provided with a second wash water inlet 42 and a second solid phase outlet 44. In the case of the hydrogen ion adsorbed cation exchanger as shown in FIG. 2, the sorption-elution stage 6 is equipped with a third inlet 75 connected to a first precipitate wash outlet 43, a first anion exchanger wash outlet 22 and optionally a second filtration outlet 33. Further, the sorption elution stage 7 is connected via the third outlet 76 to the first inlet 61 of the first stage 6 for the preparation of the anionic acid elution solution. In the continuous arrangement of ion exchange columns, the sorption elution stage 2 is supplemented with a cation exchanger purged with hydrogen ions.

Do prvního stupně 6 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku se třetím vstupem 63 přivede používaná kyselina, například kyselina sírová, dusičná, chlorovodíková a podobně, jejíž aniont se používá při eluci uranu, či jiného kovu z anexu. Zde se smísením kyseliny s roztokem přiváděným prvnímIn the first step 6 of the preparation of the anionic acid elution solution, the acid used, for example sulfuric, nitric, hydrochloric acid and the like, is used, the anion of which is used in the elution of uranium or other metal from the anion exchange resin. Here, by mixing the acid with the solution supplied first

- 4 254 803 vstupem 61 z promývky anexu £ a s roztokem přiváděným druhým vstupem 62 z promývky sraženiny 4, případně s filtrátem přiváděným prvním vstupem 61 z filtrace získá obohacený kyselý aniontový eluční roztok, který se výstupem 64 odvádí na první vstup 71 sorpčně-elučního stupně 2· Výměnou vodíkových iontů za vhodný kationt, například K*, Na*, NH^ , Ca^ , Mg*, nejlépe stejný kationt, jako v používaném neutralizačním činidle, se získá obohacený kyselý aniontový eluát se sníženou koncentrací vodíkových iontů, který se z prvního výstupu 72 sorpčně-elučního stupně 2 vede na první vstup 81 druhého stupně 8 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku, kde se přidáním filtrátu, přiváděného druhým vstupem 82 z druhého výstupu 33 filtrace J, připraví kyselý aniontový eluční roztok, který se odvádí výstupem 83 na první vstup 11 eluce anexu 2, kde probíhá eluce uranu nebo iontu jiného kovu z anexu přiváděného druhým vstupem 12. Ze získaného kyselého aniontového eluátu, odcházejícího z eluce anexu 2 ^na první vstup 21 operace srážení 2_t je vhodným činidlem, například louhem sodným, draselným, vápenatým, hořečnatým, čpavkem a podobně, přiváděným druhým vstupem 22, vyloučena sraženina obsahující uran, případně jiný kov. Suspenze sraženiny je z výstupu 23 srážení 2 vedena na vstup 31 filtrace kde je oddělena pevná fáze a získaný filtrát je rozdělen na dvě, případně na tři části a první část je vedena do druhého stupně 8 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku, druhá část představuje nadbilanci elučně srážecího okruhu a třetí část může být případně využita pro přípravu obohaceného kyselého aniontového elučního roztoku v prvním stupni 6 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku.4,254,803 through inlet 61 from the anion exchanger wash 6 and with the solution fed through the second inlet 62 from the precipitate wash 4, and optionally with the filtrate fed through the first inlet 61 from the filtration, obtains an enriched acidic anionic elution solution. By exchanging hydrogen ions with a suitable cation, for example K *, Na *, NH4, Ca4, Mg *, preferably the same cation as in the neutralizing agent used, an enriched acidic anionic eluate with reduced hydrogen ion concentration is obtained which The first outlet 72 of the sorption-elution stage 2 leads to the first inlet 81 of the second stage 8 of the preparation of the anionic acid elution solution, whereby the acidic anionic elution solution is prepared by adding filtrate supplied by the second inlet 82 from the second outlet 33 of filtration. the first anion exchange elution input 11, where the uranium or other ion elution takes place The metal anion exchanger fed by the second inlet 12. From the acidic anionic eluate obtained leaving the elution of the anion exchanger 2 ^{to the} first inlet 21, a 2 _t precipitation operation is a suitable reagent, for example sodium, potassium, calcium, magnesium, ammonia and the like. , precipitate containing uranium or other metal is excluded. The precipitate slurry from outlet 23 of precipitation 2 is led to filtration inlet 31 where the solid phase is separated and the obtained filtrate is divided into two or three parts and the first part is directed to the second stage 8 of anionic acid elution solution preparation. and the third portion may optionally be used to prepare the enriched acidic anionic elution solution in the first step 6 of preparing the anionic acidic elution solution.

Jestliže se při přípravě elučního roztoku použije promývky katexu nasorbovaného vodíkovými ionty, pak se na třetí vstup 75 sorpčně-elučního stupně 2 přivádí promývací roztok z prvního výstupu 43 promývky sraženiny 2» dále promývací roztok z prvního výstupu 53 promývky anexu £ ® případně filtrát z druhého výstupu 33 filtrace .J. Roztok z promývky katexu se ze sorpčně-elučního stupně 2 odvádí třetím výstupem 26 na první vstup 61 prvního stupně 6 přípravy aniontového kyselého elučního roztoku.If a hydrogen ion cation exchanger wash is used in the preparation of the elution solution, the wash solution from the first outlet 43 of the precipitate wash 2 is fed to the third inlet 75 of the sorption-elution stage 2, followed by the wash solution from the first outlet 53 of the anion exchanger wash. output 33 of the filter. The cation exchanger wash solution is removed from the sorption-elution stage 2 through the third outlet 26 to the first inlet 61 of the first stage 6 to prepare the anionic acid elution solution.

- 5 Příklad 254 803- 5 Example 254 803

Roztok obsahující 160 g kyseliny dusičné na litr, 30 g dusičnanu sodného na litr a 220 g síranu sodného na litr se čerpal na laboratorní kolonku naplněnou silně kyselým katexem. Po nasycení katexu vodíkovými ionty byla provedena eluce síranem sodným o koncentraci 260 g/1. Byl získán roztok obsahující 1,3 g H⁺/l. V případě, že roztok síranu sodného představuje nadbilanční roztok odváděný z elučně srážecího okruhu, se koncentrace vodíkových iontů v roztoku, používaném pro eluci uranu, případně jiných, zejména těžkých kovů, z ionexu sníží o jednu třetinu, to znamená, že se sníží o jednu třetinu i spotřeba neutralizačního činidla na neutralizaci vodíkových iontů.A solution containing 160 g of nitric acid per liter, 30 g of sodium nitrate per liter and 220 g of sodium sulfate per liter was pumped into a laboratory column filled with a strongly acid cation exchanger. After saturation of the cation exchanger with hydrogen ions, elution was carried out with sodium sulfate at a concentration of 260 g / l. A solution containing 1.3 g of H @ ⁺ / l was obtained. In the case where the sodium sulfate solution is an over-balance solution withdrawn from the elution precipitation circuit, the concentration of hydrogen ions in the solution used for the elution of uranium or other, especially heavy metals, from the ion exchanger is reduced by one third, i.e. one third of the consumption of the neutralizing agent to neutralize the hydrogen ions.

T.>'T.> '

- 6 P S E D 11 É.T VYNALEZU- 6 P E D 11 É.T INVENTION

Claims

P N E D OF THE INVENTION 254 803

A method for reducing the concentration of hydrogen ions in an acidic anionic eluate produced by separating uranium or other metals using anion exchange, precipitation, filtration, precipitate and anion exchange wash operations, characterized in that the acidic anionic elution solution is prepared. divided into two stages, whereupon the acid and part of the solution for preparing the acidic anionic elution solution are fed to the first stage, where an enriched acidic anionic elution solution is obtained, which is first passed through a cation exchanger to reduce the hydrogen ion concentration and then introduced into the second stage where it is mixed with the remaining portion of the solution for the preparation of the acidic anionic elution solution.

2. A process according to claim 1, characterized in that the cation exchanger with the adsorbed hydrogen ions is eluted and preferably washed with an over-balance solution from the elution precipitation circuit.

3. A wiring for carrying out the method according to items 1 and 2, incorporated in a uranium elution process line comprising at least one ion exchange column and at least one batch of discontinuous or continuous stacks, characterized in that it comprises a first stage (6) and a second step (8) for preparing an anionic acid elution solution, including a sorption-elution step (7) for separating hydrogen ions on the cation exchanger, the first step (6) for preparing an anionic acid elution solution having a third inlet (63) for supplying the acid, is connected by its first inlet (61) to the first anion exchanger wash outlet (53), through its second inlet (62) to the first precipitate wash outlet (43), while the outlet (64) of the first anionic preparation stage (6) the acid elution solution is connected to the first inlet (71) of the sorption-elution stage (7) of the separation of hydrogen ions on the cation exchanger, the upstream (72) is connected to the first inlet (81) of the second stage (8) of the preparation of the anionic acid elution solution, whose outlet (83) is connected to the first inlet (11) of the anion exchange elution (1) and whose second inlet (82) with a second filter outlet (33), wherein the second filter outlet (33) is further

- 7 254 803 connected to the second inlet (73) of the sorption elution stage (7) and optionally to the first inlet (61) of the first stage (6) of the preparation of the anionic acid elution solution.

4. Connection according to claim 3, characterized in that in the case of washing of the cation exchanger absorbed by hydrogen ions, the sorption elution stage (7) is provided with a third inlet (75) and a third outlet (76), the third inlet (75) being connected to the first outlet (7). (43) a precipitate wash (4), a first outlet (53) of the anion exchanger wash (5), optionally a second outlet (33) of filtration (3), and a third outlet (76) of the sorption elution stage (7) connected to the first inlet (61). ) of the first step (6) of preparing an anionic acid elution solution.