DE3001080C2 - Verfahren zur Laugung von Uran aus Armerzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luugung von Uran aus Armerzen in einem Rohrreaktor ohne wesentliche Lösung von Verunreinigungen aus einer schwefelhaltigen Ausschlämmung unter Einleitung von Sauerstoff.

In der US-PS 29 79 378 ist ein Verfahren zur Laugung von Uran aus Uranerzen beschrieben, bei dem eine Losung aus pulverisiertem Erz im Gegenstrom zu einem Ozon-Sauerstoff-Gasgcmisch durch eine Serie von Laugungstanks geführt wird. Bei diesem Verfahren weiden Uranerze in offenen Behältern unter Luftaufwirbclunj: gelaugt, wobei sich eine Reynoldszahl von etwa 20 000 in den Laugungstanks einstellt. Als Oxidationsmittel wird ein Sauerstoff-Ozon- oder Lufi-Ozon-Gcir.isch eingesetzt, wobei etwa 0.5 bis 5 kg Ozon pro Tonne Erz verwendet werden. Die Laugung erfolgt drucklos in offenen Behältern bei Temperaturen von 85'C und einer Verweilzeit von mehr als 26 Stunden.

In der Zeitschrift Erzmetall. 1969, Seiten 436 bis 441, ist ein druckloses Verfahren zur Extraktion von Uranerzen beschrieben, bei dem die Temperaturen unterhalb von 8O⁰C gehalten werden und die Verwcilzeit etwa 90 Minuten beträgt. Durch Zugabe von Kaliumchlorat kann die Extraktion auf maximal 90.9°/» gesteigert werden.

Die Oxiclationsdrucklaugung von Aiifsehlämmüngcn von Metallverbindungen enthaltenen Materialien ist aus DE-AS 12 81 683 bekannt. Hier wird die Gewinnung von Nickel aus eisenhaltigem Nickclstein beschrieben.

Aus DE-OS 23 17 317 ist bekannt, dall durch kräftige Rührung bei der Gewinnung von N ickel aus sulfidischen Nickclmineralien die Wirksamkeit einer drucklosen Oxidalionslaugung wesentlich verbessert werden kann. Übliche Rcaklionsgefaßc, zu denen auch der Rohrreaktor zu zahlen ist. sind aus llllmanns l.ncvclii|-udie der technischen Chemie. Band 3, Verfahrenstechnik Il und Reaktionsapparate, 1973. Seilen 350 bis 352, bekannt.

In DE-AS 11 55 099 ist die Verwendung von Rchrre-

akioren zur Laugung von titanhaltigen Erzen, wie Ilmenit, beschrieben. Es ist hier zwar keine Reaktionszeit ausdrücklich genannt, das komplizierte System aus Rohrkreisen mit gesonderten Umwälzpumpen sowie mit Ausdehnungsgefäßen und Ventilen zeigt aber, daß auch hier mit längeren Verweilzeiten gerechnet werden

10 muß.

Zwar ist in der DE-PS 19 20 222 auch eine kürzere Verwcüzeil erwähnt, dies gilt aber für die Behandlung von Tonerde nach dem Bayer-Verfahren, bei dem bekanntlich etwa 50% der Matrix gelöst wird, was zu einer Feslsloffbeladung von 150 bis 250 g/I führt. Im Vergleich dazu wird beim Uranerz 0,01 bis 0,2% ««us der Matrix herausgelöst, wobei sich eine Feststoffbeladung von 600 bis HOO g/l ergibt.

Ferner ist in der DE-AS 19 37 392 bekannt, Mincraliencrze und andere Stoffe im Rohrreaktor in nassem, saurem, alkalischem oder neutralem Medium aufzuschließen. Als Beispiel ist der Aufschluß von sulfidischen Erzen, die Blei-. Zink-, Kupfer-. Nickel-, Kobalt-, Eisen-Sulfide enthalten, mit Schwefelsäure in Gegen- 2Ί wart von Sauerstoff oberhalb von 250° C angegeben.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Laugung von Uran aus Armerzen in einem Rohrreaktor ohne wesentliche Lösung von Verunreinigungen aus einer .schwefelsäurehaltigen Aufschlämjo mung und unter Einleitung von Sauerstoff zu entwikkclr·.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Eine weitere Ausbildung ist im Anspruch 2 j5 angegeben.

Durch zahlreiche Versuche wurde festgestellt, daß die Extraktion von Uran durch Zugabe von gasförmigem Sauerstoff in einer Menge von 3 bis 12 m'Oj/t Erz einen optimalen Wert annimmt. Dieses gilt insbesondere bei sehr niedrigen I !rangehalten unterhalb von 0,05%.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Rohrreaktors kann auch bei niedrigem Urangehalt eine Extraktionsausbeute von 90 bis 96% erhalten werden, wenn die Temperaturen zwischen 170 und 200"C in der Rcak-•r> tionszone liegen. Sofern etwa ·'/, der zugeführten Sauersioffmenge in der Aufhcizzonc und '/, in der Reaktionszone eingeleitet werden, liegt die Extraktionsratc im oberen Bereich bei etwa 96%. Bei der genannten Mengenverteilung ist sichergestellt, daß an den cntscheidcnden nufschlußzonen der gasförmige Sauerstoff im richtigen Verhältnis in der Suspension vorliegt. Zusammen mit der erfindungsgemäß vorgeschriebenen Vcrweilzeil wird durch diese Maßnahme erreicht, daß auch die Verunreinigungen, die bei bestimmten Temperaturen he's··, sonders reaktionsfähig sind, nicht in Lösung gehen.

Es sind bereits Rohrreaktoren mit Rohrdurchmessern von 2 cm und mehr mit Erfolg eingesetzt worden. Ein bevorzugter Anwendungsbereich für den erfindungsgemaßcn Rohrreaktor zeichnet sich durch Rohrdurchmcswi scr von 10 bis 15 cm und eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit von 1.5 — 3 m/scc aus. wobei sich ein Türbulcnzgrad erreichen läßt, der durch Reynolds/.ahlcn /wischen 1 Million und 2 Millionen charakterisiert ist. Durch geeignete Apparaturen Hißt sich ein Krcislaufh^r. verfahren durchführen, bei (.lern der Säuregehalt der Lösung wiederholt genutzt werden kann. Das vorgeschlagene Verführen ist daher besonders umweltfreundlich.

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Laugung von Uran aus Armerzen in einem Rohrreaktor ohn.e wesentliche Lösung von Verunreinigungen aus einer schwefelsäurehaltigen Ausschlämmung unter Einleitung von Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet.

daß der gasförmige Sauerstoff mit einem Überdruck von mindestens 30 bar in die Suspension mit einem Feststoffgehalt zwischen 600 und 1100 g/l eingeleitet wird und dabei die Suspension eine Turbulenz mil einer Reynoldszahl von über 50 000 aufweist, daß ²Λ der zugefülhrten Sauerstoffmenge in der Aufheizzone und '/3 in der Reaktionszone eingespeist werden, wobei am Anfang und am Ende der Aufheizzone eine getrennte Sauersioffeinspcisung vorgesehen ist und wobei der gasförmige Sauerstoff in einer Menge von 3 bis 12m¹ Oj/t Er/, in die Reaktionszone eingeleitet wird.

und daß die Suspension auf eine Temperatur von 140 bis 220⁰C aufgeheizt wird, wobei die Aufheizzeit höchstens 20 Minuten und die Reaktionszeit höchstens 15 Minuten beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in einem indirekt beheizten Rohrreaktor bei einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 1,5—3 m/scc und einem Rohrdurchmesser von 2 bis 15 cm erfolgt.