DD217243B1 - Verfahren zur feinstreinigung von uransuspensionen in klaer- und absetzanlagen - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist dem Metallhüttenwesen zugehörig und in der Erzaufbereitung anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Verfahren zur Fällung von Schwermetallen, insbesondere Uran, aus Lösungen durch Alkalien wie NaOH, NH₄OH und teilweise mit Ca(OH)₂ oder Mg(OH)₂ durch Geier, H., Chemiker Zeitung, Heft 3 1978 oder Flöter, W., „Aufbereitungstechnik" Nr. 9 1978 bekannt geworden. Um Wertstoffverluste zu vermeiden und den Bestimmungen des Umweltschutzes zu entsprechen, sind nach den Fäll-, Eindick- und Kläranlagen Verfahren zur Feinstreinigung der Abwässer nachgeschaltet. Zur Durchführung dieser Verfahren kommen, wie beispielsweise in der DD-AP 142536 dargelegt, Filter in Form von Anschwemmfiltern unter Zugabe von Filterhilfsmitteln, Tiefenfilter mit Rückspülung des zurückgehaltenen Wertstoffkonzentrates, oder gemäß DD-WP 145064 nichtrückspülbare Flächenfilter zum Einsatz. Bei Filtern mit Rückspülung, zum Beispiel Kiesfiltern, wird das rückgespülte Material in die Eindick- und Kläranlage zurückgeführt und mit dem Hauptteil des gefällten Schwermetallkonzentrates weiterverarbeitet. Die genannten Filterverfahren versagen bei der Ausfällung von Uran und der Eindickung des Wertstoffkonzentrates sowie der Klärung der Abwässer, wenn bei der Fällung feiner bzw. kolloidaler Feststoff entsteht, der trotz Einsatz bekannter Flockungsmittel aus den Eindick- und Kläranlagen teilweise ausgetragen wird. Dieses ausgetragene Wertstoffkonzentrat läßt sich zwar nach den Eindick- und Kläranlagen mit beachtlichem Aufwand durch bekannte Filtereinrichtungen abtrennen, aber bei einer Rückführung in den Prozeß reichert sich der feine bzw. kolloidale Feststoff an.

Um die Wertstoffverluste zu minimieren, ist es üblich, eine Überdimensionierung der Klärflächen und Filter vorzunehmen. Dies bedingt aber einen nicht gerechtfertigten Aufwand an Investitionsmitteln.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Wertstoffverluste bei der Gewinnung von Uran zu minimieren und gegenüber bekannten Anlagen zur Durchführung des genannten Verfahrens die Aufwendungen durch Verringerung ihres Umfanges zu reduzieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Als Aufgabenstellung ist ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die bei der Fällung des Urankonzentrats anfallenden Feinstfeststoffe im Kreislauf der Klär- und Absetzanlagen sowie der Feinstreinigung reduziert werden.

Zur Darlegung des vorgeschlagenen Verfahrens sind, wie bekannt, nach den Anlagen der Fällung, Klär- und Absetzanlagen und diesen nachgelagert Kiesfilter mit Kies in der Kornklasse 0,5 bis 2 mm vorgesehen. Die bei der Rückspülung der Kiesfilter anfallende Suspension wird dem Einlauf der Klär- und Absetzanlagen zugeführt.

Es wurde gefunden, daß Kiesfilter der genannten Art durch eine wäßrige Lösung mit Bestandteilen von 0,1 bis 4,0mg/l U und Spuren von Fe und Mn so aktiviert werden, daß die bei der Fällung des Urans anfallenden und in den Klär- und Absetzanlagen nicht gewinnbaren feinen bzw. kolloidalen Feststoffe dadurch so verändert werden, daß bei der Rückspülung der Kiesfilter stabite Flocken entstehen. Diese Flocken sind so stabil, daß sie sich nach einer möglichen Zerstörung in Pumpen oder anderen Apparaturen bei ihrem Durchgang sofort wieder neu bilden und noch freie kolloidale Feststoffe an sich binden. Vorschlagsgemäß wird zweckdienlich vor dem erstmaligen Einsatz des Kiesfilters dieses mit einer aktivierenden Lösung beaufschlagt, in welcher 0,1 bis 4 mg/l U und Spuren von Fe und Mn als Bestandteile vorhanden sind. Die Korngröße des Kieses liegt zwischen 0,5 bis 2 mm. Die Zeit der Beaufschlagung des Kiesfilters mit der aktivierten Lösung im sogenannten Einlaufprozeß beträgt zwischen 24 bis 120 Stunden. Vorteilhaft wird die aktivierte Lösung aus dem Überlauf der Kläranlage gewonnen. Die aktivierte Lösung läßt sich auch in dieser Zusammensetzung unabhängig von der Fällung herstellen. Nach der Aktivierung des Kiesfilters wird verfahrensgemäß annähernd 0,5% des den Klär- und Absetzanlagen zugeführten Konzentrats über deren Oberaustrag auf das Kiesfilter gegeben. Diese Menge unterliegt fast vollständig der beschriebenen Veränderung und wird bei Rückspülung des Kiesfilters in den Einlauf der Klär- und Absetzanlagen gegeben.

Durch den vorbehandelten Kies, der als Katalysator wirkt, werden die feinen bzw. kolloidalen Feinstfeststoffe, die vorwiegend kleiner 7/um sind, aktiviert und geflockt. Nach deren Rückführung in den Einlauf der Klär- und Absetzanlagen binden diese den in diesen vorhandenen Anteil feinster bzw. kolloidaler Feststoffe und sedimentieren mit ihnen. Die rückgeführten Feinstfeststoffe haben eine großvolumige Flockenstruktur und besitzen deshalb eine geringere Dichte als das grobkörnige Konzentrat. Aus diesem Grunde bilden sich in Klär- und Absetzanlagen eine Art Schwebefilter des aktivierten Feinstfeststoffes über der Kompressionszone des Konzentrates aus. Haben die großvolumigen Flocken genügend kolloidale Feststoffe gebunden, sinken sie in die Kompressionszone ab. Auf diese Weise bewirkt das vorgeschlagene Verfahren eine weitgehende Verbesserung der Ergebnisse der Klär- und Absetzanlagen. Dies kommt in geringeren Wertstoffverlusten und weniger erforderlicher Klärfläche als bisher gehandhabt zum Ausdruck. Der apparative Aufwand zur Feinstreinigung der Wässer wird wesentlich reduziert.

Ausführungsbeispiel

Das vorgeschlagene Verfahren soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Das Verfahren wird in Aufbereitungswerken für Uranerze mit karbonatischer Laugung angewendet. Nach der karbonatischen Laugung des Uranerzes fällt in der lonenaustauscheranlage Uran-Reichgenerat an. Durch Fällung mit NH₄OH wird eine Suspension des Urankonzentrates gewonnen, die einen Feststoffanteil von 50% kleiner 7μηη aufweist. In der Eindickeranlage sedimentiert unter Zugabe von bekanntem Flockungsmittel der überwiegende Teil des Urankonzentrates, welches der weiteren Verarbeitung in bekannter Weise zugeführt wird. Den Rundeindickern sind Kiesfilter mit aktiviertem Kies zur Feinstreinigung der Abwässer nachgeschaltet. Das von den Kiesfiltern zurückgehaltene aktivierte Urankonzentrat wird bei der Rückspülung in den Einlauf der Rundeindicker geführt. Vorschlagsgemäß wird in einem Einlaufprozeß des Verfahrens die Aktivierung des Kieses im Kornklassenbereich von 0,5-2mm mit der Produktionslösung aus der Klär- und Eindickanlage durchgeführt. Diese beinhaltet 0,6mg/l U,0,03mg/l Mn und Spuren von Fe. Zur Aktivierung des verfahrensgemäß einzusetzenden Kiesfilters wird dieser einem oder mehreren Kiesfiltem mit bereits aktiviertem Kies nachgeschaltet. Die Aktivierung des Kieses durch die genannte aktivierte Lösung ist nach 50 bis 120 stunden abgeschlossen, wobei sich ein katalytisch wirkender Belag mit den Bestandteilen Ca = 0,8%, Mg = 0,6%, Fe = 41 %, U = 54%, Mn = 3,6% gebildet hat. Nach diesem Einlaufprozeß wird der Kiesfilter vorschlagsgemäß voll genutzt. Demnach werden 0,5% des dem Eindicker zugeführten Urankonzentrates, welches wegen der geringen Korngröße kleiner 7μΓη nicht sedimentiert, über den Oberaustrag des Eindickers auf den Kiesfilter gegeben. Dieser hält die feinsten bis kolloidalen Feststoffe des Urankonzentrates zurück. Das durch den Kiesfilter gereinigte Wasser entspricht den gegebenen Vorschriften und wird abgeführt. Bei ausreichender Beladung des Kiesfilters, d. h. bei Überschreiten eines Grenzaufgabedruckes wird das durch den katalytisch wirkenden Kies aktivierte Urankonzentrat als Flockungsschlamm rückgespült und am Einlauf des Eindickers in die Suspension zugegeben. Bei der Rückspülung werden durch hohe Turbulenz die Flocken zerstört. Im Eindicker bilden sich diese Flocken jedoch auf Grund hoher Stabilität wieder und binden einen großen Teil des feinen bis kolloidalen Feststoffes der dem Eindicker zugeführten Suspension des Urankonzentrats. Dieser Vorgang wird dadurch unterstützt, daß die aktivierten Flocken leichter sind als die größeren Feststoffteilchen der Suspension. Deshalb bildet sich im Eindicker über dem im Kompressor befindlichen Urankonzentrat eine Art Schwebefilter. In diesem erfolgt überwiegend die Bindung der feinen bis kolloidalen Feststoffteilchen. Sind die aktivierten Flocken ausreichend belegt, steigt ihre Feststoffdichte so an, daß sie in den Kompressionsraum absinken und im Unteraustrag des Eindickers wie bekannt ausgetragen werden. Um den vorschlagsgemäßen Prozeß stabil zu führen, ist eine ausreichende Menge aktivierten Urankonzentrates im Eindicker erforderlich. Dabei ist als obere Grenze ein Feststoffgehalt von 100g/l nicht zu überschreiten.

Claims (3)

1. Verfahren zur Feinstreinigung von Uran-Suspensionen in Klär- und Absetzanlagen durch Filtration in Kiesfiltern und Rückspülung nach ausreichender Beladung in die Klär- und Absetzanlagen, gekennzeichnet dadurch, daß die Kiesfilter zur Aktivierung vordem Einsatz 50 bis 120 Stunden mit einer Lösung durchgespült werden, die 0,1 bis4,0 mg/1 Uran und Spuren von Mangan und Eisen enthält und danach 0,4 bis 0,6% des den Klär- und Absetzanlagen zugeführten Urankonzentrates den Kiesfiltern aufgegeben wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Kies Quarzsand mit einer Korngröße von 0,5 bis 2 mm verwendet wird.

3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Lösung zur Aktivierung des Kieses wäßrige Lösung aus dem Uran-Fällprozeß, die in den Klär- und Absetzanlagen vorliegt, oder eine speziell hergestellte Lösung verwendet wird.