DE3132125A1 - Verfahren zur gewinnung von uran aus uran enthaltendem material - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von uran aus uran enthaltendem materialInfo
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B60/00—Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
- C22B60/02—Obtaining thorium, uranium, or other actinides
- C22B60/0204—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium
- C22B60/0217—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes
- C22B60/0252—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries
- C22B60/026—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries liquid-liquid extraction with or without dissolution in organic solvents
Description
PATSNTANWALTE Dr. γ·γ. nat. DIETER LOUIS
Dlpl.-Phye. CLAUS PDHLAU Dfpl.-fng. FRANZ LOHRENTZ
Dlpl.-Phys.WOLFGANG SEGETH
KESSLERPLATZ 1 8500 NÜRNBERG
SHEEEITT GOEDON MIKES LIMITED 21 253
2800 Commerce Court West, Toronto, Ontario, Kanada
Verfahren zur Gewinnung von Uran aus Uran enthaltendem
Material
Die Erfindung betrifft die Gewinnung von Uran "bzw. Uranwerten
aus Material, das zusätzlich zu Uran auch Eisen, Arsen und siliziumdioxidhaltiges Material und gegebenenfalls auch
Nickel enthält.
Es ist bekannt, Uran enthaltendes Material in Schwefelsäurelösung
auszulaugen und anschließend Uranwerte aus der Auslaugelösung durch Ionenaustausch oder Lösungsmittelextraktion
zu gewinnen, wobei eine geeignete Vorbehandlung der Auslaugelösung gewöhnlich vor der Gewinnung des Urans durchgeführt
wird. Ein derartiges Uran enthaltendes Material enthält häufig auch Eisen und siliziumdioxidhaltiges Material,
und es ist nötig, die Menge und die Natur des Eisens und des siliziumdioxidhaltigen Materials in der Auslaugelösung
zu steuern, um eine zufriedenstellende Gewinnung der Uranwerte zu erzielen.
Wenn jedoch das Material auch Arsen enthält, so kann das Arsen auch in der Auslaugelösung vorhanden sein, wodurch
die G-ewinnung des Urans weiter kompliziert wird. Werden
beispielsweise Uranwerte aus der Auslaugelösung durch ein
basisches festes Ionenaustauschermittel gewonnen, wie ein stark oder schwach basisches Harz, so können Arsenwerte
sowohl wie Uranwerte aus der Auslaugelösung durch das
Ionenaustauschermittel extrahiert werden. Wenn andererseits ein basisches flüssiges Ionenaustauschermittel der
Art verwendet wird, die eine geringe"Affinität für Arsen
aufweist, wie ein sekundäres oder tertiäres Amin, so können unlösliche Arsenate während des flüssigen Ionenaustauschs
oder während des Lösungsmittel-Extraktionsarbeitsgangs
gebildet werden, worauf am häufigsteh Bezug genommen
wird, wodurch das ausgefällte Arsenat zur Bildung von stabilen Emulsionen oder Klumpen beitragen kann
und die Lösungsmittelextraktion-Wirksamkeit und die Reinheit
des Uranprodukts nachteilig beeinflussen kann.
Es wurde empfohlen, mindestens einen Teil des Arsens aus
der Lösung zu entfernen, bevor die Uranwerte gewonnen werden, um diese Probleme auszuräumen, typische Empfehlungen
für eine derartige Arsenentfernung sind die Einstellung des
pH-Werts zur Ausfällung des Arsens als Eisen(lII)-arsenat oder die Behandlung mit Schwefelwasserstoff zur Ausfällung
des Arsens als ein Sulfid. Jedoch haben sich derartige
Empfehlungen nicht als "besonders zufriedenstellend in der
Praxis erwiesen, da diese Entfernung von Arsen fast unvermeidlich etwas von dem Uran entfernt, welches daher
verloren geht. Wird darüber hinaus eine pH-Wert-Einstellung angewendet, so kann die pH—Wert-Einstellung selbst
zu Uranverlusten führen und kann auch Schwierigkeiten
bei der anschließenden Urangewinnungsstufe verursachen.
Auch bei der Verwendung von HpS wird etwas U zu Ü reduziert
und reagiert mit Phosphaten, die gewöhnlich vorhanden
ο β .30» * .ι
sind, unter Bildung von unlöslichem Uranophosphat, wodurch
ein weiterer Uranverlust auftritt. Da darüber hinaus U +-
Werte nicht leicht extrahierbar durch basische feste oder flüssige Ionenaustauschermittel sind, ist eine erneute
Oxidation der Lösung vor der Urangewinnung notwendig.
Es wäre daher von Vorteil, wenn die Notwendigkeit einer Arsen-Entfernungsstufe vor der Gewinnung der Uranwerte aus
der Auslaugelösung, wegfallen könnte.
Es kann auch erwähnt werden, daß bei Verwendung bestimmter
Ionenaustauschermittel wie anionischer Harze, bei der Urangewinnungsstufe, eine vorausgehende pH-Wert-Einstellung
gewöhnlich erforderlich ist, was zu ähnlichen1 Problemen
führt, wie bei der pH-Wert-Einstellungsstufe zur Entfernung
von Arsen, wie vorstehend erwähnt.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren
zur Gewinnung von Uran bzw. Uranwerten aus einem Material bereitzustellen, das zusätzlich zu Uran auch Eisen,
siliziumdioxidhaltiges Material und Arsen enthält, derart, daß so wenig Uran wie möglich während der verschiedenen
Stufen des Verfahrens verlorengeht und derart, daß das gewonnene Uran so wenig wie möglich durch Arsen verunreinigt
ist.
Erfindungsgemäß wird ein derartiges Uran enthaltendes Material
in wäßriger Schwefelsäurelösung ausgelaugt unter derartigen
Bedingungen^ daß das vorhandene gelöste Eisen in der resultierenden Auslaugelösung vorwiegend als Eisen(II)
anstelle von Eisen(III) vorliegt und/oder daß die Schwefelsäurekonzentration
in der Auslaugelösung ausreichend hoch ist, um im wesentlichen die Ausfällung von Arsenaten zu
O I O /L I L· \J
verhindern und daß Uranwerte aus der Auslaugelösung durch
Lösungsmittelextraktion gewonnen werden, mit einem Lösungsmittel-Extraktionsmittel,
das eine geringe Affinität für Arsen aufweist.
Es wurde gefunden, daß ein derartiges Verfahren zufriedenstellend durchgeführt werden kann, ohne daß eine Arsenentfernungsstufe
zwischen der Auslaugestufe und der Lösungsmittel-Extrattionsstufe
notwendig ist.
Wird eine einstufige Auslaugung angewendet, so können die Auslaugebedingungen gesteuert werden unter Bildung einer
ausreichend hohen Schwefelsäurekonzentration in der Auslaugelösung, wobei es in diesem PaIIe notwendig ist sicherzustellen,
daß vorhandenes Eisen in der Eisen(III)—form löslich bleibt und vorzugsweise das Verhältnis von Eise'n-(III)-
zu Eisen(II)-ionen von mindestens 3 : 1 aufrechterhalten
wird, um sicherzustellen, daß Uran wirksam aus dem Ausgangsmaterial ausgelaugt wird. Eine einstufige Auslaugung
weist jedoch den Nachteil auf, daß mehr Säure erforderlich ist, und daß nach der Lösungsmittel-Extraktionsrstufe
die verbleibende Lösung eine relativ hohe Menge an Schwefelsäure sowie an Arsenwerten enthält.
Wird eine zweistufige Gegenstrom-Auslaugung angewendet,
so können die Auslaugebedingungen so gesteuert werden, daß eine Auslaugelösung gebildet wird, in der das Eisen vorwiegend
in Eisen(II)-form vorliegt, beispielsweise bei einem Verhältnis von Eisen(II)- zu Eisen(III)-iönen von
mindestens 10 : 1, was dazu führt, daß die Schwefelsäurekonzentration in der Auslaugelösung, aus der Uran gewonnen wird, niedriger sein kann als in dem Falle der Anwendung
einer einzigen Auslaugestufe.
Dementsprechend wird die Auslaugestufe vorteilhaft in'zwei
Stufen durchgeführt, "beispielsweise mit einer ersten Auslaugestufe
bei Atmosphärendruck und einer zweiten Auslaugestufe "bei Atmosphärendruck oder einem höheren Druck, wobei
der Rückstand aus der ersten Auslaugestufe in die zweite Auslaugestufe eingeführt wird, die Auslaugelösung aus der
zweiten Auslaugestufe in die erste Auslaugestufe recyclisiert wird und die Auslaugelösung aus der ersten Auslaugestufe
zur Lösungsmittel-Extraktionsstufe geleitet wird. Inder zweiten Auslaugestufe ist das gelöste Eisen vorwiegend
in der Eisen(TlI)-form vorhanden, um eine wirksame Uranextraktion
sicherzustellen und in der ersten Auslaugestufe wird der größte Anteil des gelösten Eisen(III)-ions zu der
Eisen(II)-form reduziert.
Es kann nötig sein oder nicht nötig sein, auch den Gehalt
an kolloidalem oder gelöstem Siliziumdioxid in geeigneter Weise vor der Urangewinnung aus der Auslaugelösung zu
verringern. Daher kann die Auslauge-Produktlösung vor der Lösungsmittel-Extraktionsstufe mit einem organischen Polymeren
"behandelt werden, um den Siliziumdioxidgehalt zu verringern.
Auf diese Weise können daher Uranwerte aus der Auslaugelösung
durch Lösungsmittelextraktion mit einem Lösungsmittel-Extraktionsmittel gewonnen werden, das eine geringe
Affinität für Arsen hat, wie ein "basisches Lösungsmittel-Extraktionsmittel
der Art tertiärer Amine. Erfindungsgemäß liegen die Bedingungen so, daß keine wesentliche
Menge an unlöslichem Eisen(III)-arsenat, das in die Lösungsmittel-Extraktion
eingreifen würde, gebildet wird und das gewonnene Uran ist nicht übermäßig mit Arsen verunreinigt.
Es läßt sich, daher leicht feststellen, daß das erfindungsgemäße
Verfahren in zufriedenstellender Weise die vorher beschriebenen Probleme des Stands der Technik löst, insbesondere
im Hinblick auf die Tatsache, daß die Arsenentfernungsstufe zwischen der Auslaugestufe und der Lösungsmittel-Extraktionsstufe
nicht nötig ist.
Nach der Lösungsmittel-Extraktionsstufe kann das Raffinat
zur Entfernung von Arsen behandelt werden. Beispielsweise kann Schwefelwasserstoffgas verwendet werden, um Arsen als
Arsensulfid auszufällen. Wurde eine zweistufige Auslaugung, wie vorstehend beschrieben, verwendet, so liegt das gelöste
Eisen vorwiegend als Eisen(II) anstelle von Eisen(IIl) vor und es tritt nur wenig oder keine Ausfällung von Eisen als
Eisen(IIT)-arsenat auf. So wird in diesem Falle wenig Schwefelwasserstoff
zur Reduktion von Eisen(III) zu Eisen(II) verschwendet. Das ausgefällte Arsensulfid kann mit Schwefel
agglomeriert werden, um in einer umweltverträglichen Weise entfernt zu werden.
Wenn das Uran enthaltende Material auch Nickel enthält, so kann die vorstehend erwähnte Arsenentfernungsstufe derart
durchgeführt werden, daß eine minimale Nickelmenge mit dem
Arsen zusammen ausgefällt wird. So kann die taube Flüssigkeit, die nach der Stufe zur Entfernung des Arsens zurückbleibt, zur Gewinnung von Nickel behandelt werden. Auch in
diesem Falle kann die Behandlung mit Schwefelwasserstoff erfolgen, so daß Nickelsulfid ausgefällt und anschließend
gewonnen wird. Da die Wirksamkeit der Nickelgewinnung durch die Ausfällung mit Schwefelwasserstoff stark von der Säure
der Lösung abhängt, kann eine gewisse pH-Wert-Einstellung nach der Arsenausfällungsstufe notwendig sein, das heißt,
vor oder während der Nickelausfällungsstufe. Die
Auslaugelösung aus einer zweistufigen Auslaugung ist daher
im Gegensatz zu der einer einstufigen Auslauguiig bevorzugt,
da ihre geringere Säure bedeutet, daß weniger Keagens zur
Einstellung des pH-Werts erforderlich ist.
Nach der Stufe zur Gewinnung des Nickels oder direkt nach der Lösungsmittel-Extraktionsstufe, wenn die Stufe zur
Entfernung von Arsen und die Stufe zur Gewinnung von Wickel ausgelassen werden, kann die verbleibende Lösung mit Kalk
behandelt werden, um den pH-Wert auf einen Wert im Bereich von etwa 8 bis etwa 10 anzuheben und mit Luft behandelt
werden, zur Oxidation von Eisen(II) zu Eisen(III), zur
Ausfällung der verbleibenden Nickelwerte als Hydroxide und zur Ausfällung der verbleibenden Arsenwerte als Arsenat.
Zusätzlich können Spuren von Schwermetallen, wie Kobalt, Kupfer, Molybdän und Zink im wesentliehen als Hydroxide
entfernt werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
beschrieben.
ffifiur 1 stellt ein Fließschema eines Urangewinnungsverfahrens
dar, das eine zweistufige Auslaugung enthält;
Figur 2 ist eine detailliertere Ansicht der Lösungsmittel-Extraktionsstufe,
die in der Figur 1 gezeigt wird; und
Figur 5- ist eine Modifikation der Figur 1, die eine einstufige
Auslaugung darstellt.
J I O Z I L
Unter Bezugnahme auf die i'iij". 1 wird ein Uran, enthaltendes
Erz, das auch Eisen, Arsen, siliziumdioxidhaltiges Material und Nickel enthält, zuerst einer Ilahlstufe 12 unterzogen,
wo Wasser zugesetzt wird, um das Erz auf eine geeignete Größe zu vermählen, "beispielsweise weniger als
1,00 "bis 0,35 ram (16 bis 4-2 mesh) und zur Erzeugung einer
Aufschlämmung mit einem geeigneten Feststoffgehalt, beispielsweise
von 50 bis 60 % Feststoffen. Ein typisches
Uran enthaltendes Material dieser Art kann 1 bis 3 % Uran,
2 bis 4- °/o Eisen, 1 bis 6 % Arsen, 4-0 bis 70 % siliziumdioxidhaltiges
Material, 0,1 bis 0,3 % P2°5 1^ Λ bis ^ ^
Nickel enthalten, wobei auch einige Carbonate vorhanden sind, zur Bildung von etwa 1 % Kohlendioxid. 3 bis 11 %
Aluminium, 0,5 "bis 4- % Magnesium und etwa 1 % Schwefel
können ebenfalls vorhanden sein.
Von der Mahlstufe 12 wird die Aufschlämmung anschließend in eine erste Auslaugestufe 14 beschickt, in die Luft und
Schwefelsäure ebenfalls eingeführt werden, zusammen mit
der recyclisierten Lösung von der zweiten Auslaugestufe,
was später beschrieben wird. Die erste Auslaugestufe wird unter, atmosphärischem Druck bei einer Temperatur
von etwa 30 bis 60 0C, einem pH-Wert von etwa 0,9 bis
1,3 und einer Pulpen- bzw. Breidichte von etwa 10 bis 30 %
Feststoffen durchgeführt. Der pH-Wert der ersten Auslaugestufe
14 wird mit dem Arsen- und Eisen(III)-gehalt variiert,
je höher der Arsen- und Eis en (III) gehalt sind, desto niedriger sollte der pH-Wert sein.
Die Luft wird durch die Aufschlämmung in Variierendem Ausmaß
geblasen, um das Oxidationspotential· des Systems zu steuern. Es wurde gefunden, daß das Oxidationspotential·
,in der ersten Ausiaugestufe im Bereich von etwa 250 bis
etwa 350 mV (gesättigte Calomel-Elektrode, gegen Platinelektrode)
gehalten werden sollte, um ein ausreichendes "Vorherrschen von Eisen(II) über Eisen(III) zu erzielen,
vorzugsweise ein Eisen(II)- zu Eisen(III)-verhältnis von
mindestens 10 : 1, während gleichzeitig gelöstes Uran erzeugt wird, vorwiegend im sechswertigen Zustand statt im
vierwertigen Zustand.
Wegen des Carbonatgehalts des Ausgangsmaterials wird in
einer ersten Auslaugestufe 1A- Kohlendioxidgas erzeugt und dieses Gas kann einfach in die Atmosphäre freigesetzt werden.
Aus-der ersten Auslaugestufe 14 wird die Aufschlämmung ineinen
ersten Absetztank 16 geleitet, aus dem nach dem Absetzen die überströmende Lösung, die gelöstes Uran und andere
Metallwerte enthält, bei einem pH-Wert von etwa 0,9 "bis
1,3 zu einer Vorbehandlungsstufe 18 geführt wird und zu
anderen Stufen, die nachstehend genauer beschrieben werden.
Die Unterströmungs-Aufschlämmung aus dem Absetztank 16
gelangt zu einer zweiten Auslaugestufe 20, der Schwefelsäure, Dampf und Luft oder Sauerstoff zugeführt werden.
Der Dampf wird so eingestellt, daß die Temperatur bei 4-0
bis 80 0C gehalten wird und die Luft oder Sauerstoff werden
geregelt, so daß ein Gesamtdruck von etwa 230 bis
1000 kPa bei einem Säuerstoffρartialdruck von etwa I30
bis 670 kPa eingehalten wird. Der pH-Wert der zweiten
Auslaugestufe 20 beträgt etwa 0,5 bis 1,0-und die Breibzw.
Pulpendichte beträgt etwa 30 bis 50 % !Feststoffe.
ι \J ύ. I
In der zweiten Auslaugestufe wird der größte Teil des
nicht gelösten Urans aus dem Rückstand der ersten Auslaugestufe ausgelaugt, wobei darüber hinaus auch Nickel
und Arsen ausgelaugt werden. Es sei festgestellt, daß.
Kohlendioxid in der ersten Auslaugestufe 14 freigesetzt wurde und daß sehr wenig oder im wesentlichen kein Kohlendioxid
in der zweiten Auslaugestufe 20 freigesetzt wird und daher nicht in diese unter Druck befindliche Sauerstoff
auslaugestufe eingreift.
Von der zweiten Auslaugestufe 20 gelangt die Aufschlämmung in einen zweiten Absetztank 22, aus dem nach dem Absetzen
die überströmende Lösung zur ersten Auslaugestufe 14· recyclisiert
wird. Es wurde gefunden, daß bei einer derartigen zweistufigen Auslaugung ein besseres Absetzen erzielt
wird, da höhere Säuregehalte in der zweiten Auslaugestufe möglich sind als bei einem einzigen Auslaugestufenprodukt
und derartige höhere. Säurespiegel verhindern die Bildung von unlöslichem Eisen(III)-arsenat, das - falls vorhanden sich
nachteilig auf das Absetzverfahren auswirken würde.
Die Unterströmungsaufschlämmung aus dem Absetztank 22
gelangt zu einer Gegenstrom-Dekantierstufe 24·, der Wasser und ein geeignetes Ausflockungsmittel zugesetzt werden,
um den ungelösten Rückstand aus der zweiten Auslaugestufe 20 zu waschen. Saure Waschlösung aus der Gegenstrom-Dekantierungsstuf
e 24 wird zum zweiten Absetztank 22 recyclisiert und dann in die atmosphärische Auslaugestufe 14. Der
Rückstand gelangt zu einer I'lotationsstufe 26, der geeignete
Reagentien zugesetzt werden, um eine 'Flotation von ungelöstem Nickelarsenid in dem Rückstand zu bewirken. Das
Nickelarsenid wird anschließend in ein Abfallverwertungs,-system
eingeführt, das später genauer beschrieben wird und
die verbleibende Aufschlämmung wird einer letzten Neutralisationsstufe
zugeführt, die ebenfalls später genauer beschrieben wird. ivalls gewünscht, kann die KLotationsstufe 26 weggelassen
werden und die Aufschlämmung direkt der letzten
Neutralisationsstufe zugeführt werden.
Wie vorstehend erwähnt, gelangt die überströmende Lösung von
dem ersten Absetztank 16 zu einer Vorbehandlungsstufe 18.
Kurz enthält die Lösung etwa 12 bis etwa 14 g/l .Schwefelsäure.
Anschließend an die zweistufige Auslaugung liegt das Eisen in Lösung vorwiegend als Eisen(II) statt als
Eisen(III) vor, da Eisen(III), das von der zweiten Auslaugestufe recyclisiert wird, in der ersten Auslaugestul'e
reduziert wird. Es wurde gefunden, daß tatsächlich nur eine Spur von Eisen(III) in der Auslaugelösung von dem ersten
Absetztank 16 vorhanden sein kann. Darüber hinaus ist gelöstes Arsen teilweise in seinem dreiwertigen Zustand
vorhanden.
Die Auslaugelösung von dem ersten Absetztank 16 enthält auch
kolloidales Siliziumdioxid, das zu Problemen bei der nachfolgenden
Lösungsmittel-Extraktionsstufe führen kann. Daher wird in der Vorbehandlungsstufe 18 ein Ausflockungsmittel
zugesetzt, um den Gehalt an kolloidalem Siliziumdioxid zu verringern. Ein geeignetes Ausflockungsmittel ist "POLYÜX",
ein Handelsprodukt der Union Garbide Corporation, ein Polyäthylenoxid
mit hohem Molekulargewicht und ein nicht-ionisches wasserlösliches Harz. Das Ausflockungsmittel fördert
auch die Koagulation anderer suspendierter Feststoffe, die die Lösungsmittel-Extraktionsstufe nachteilig beeinflussen
können.
Nach der Vorbehandlungsstufe 18 gelangt die Lösung zu einer
Klärstufe 28 zur Entfernung des ausgeflockten Materials, das
der Gegenstrom-Dekantierwaschstufe 24 zugeführt wird. In
dieser Stufe enthält die Auslaugelösung voraussichtlich 3
bis 6 g/l Uran, 2 bis 6 g/l Arsen, 2 bis 8 g/l Nickel,
3 bis 6 g/l Eisen, 0,1 bis 0,3 g/l ^p^S unci voraussiciltlieh
auch gelöstes Magnesium, Aluminium und Spuren vieler anderer Schwermetalle, je nach der Erzzusammensetzung.
Die Lösung gelangt dann zu einer Lösungsmittel-Extraktionsstufe 30, wo die Lösung mit einem basischen Extraktionsmittel der Aminart in Kontakt gebracht wird, das eine minimale
Affinität für Arsen aufweist. Ein derartiges Lösungsmittel-Extraktionsmittel kann das tertiäre Amin Alamine 336,
ein Handes!produkt der Henkel Corporation oder Adogen 364,
ein"Handelsprodukt der Ashland Chemicals, sein. Das Extraktionsmittelgemisch
kann 3 "bis 8 YoI. -% tertiäre Amine und
2 bis 5 % Modifiziermittel wie Ispdecanol enthalten, wobei
der Rest Kerosinverdünnungsmittel ist. Der pH-Wert der Auslaugelösung
von dem ersten Absetztank 16 beträgt etwa 0,9 bis 1,3» was einen geeigneten Wert für die Lösungsmittel-Extrakt
ions stufe 30 darstellt, wodurch keine pH-Wert-Einstellungs-Zwischenstufe
notwendig ist. Das gelöste Uran liegt vorwiegend in sechswertiger Form vor und wird durch
das Lösungsmittel-Extraktionsmittel aufgenommen.
Die Anwesenheit von Eisen vorwiegend als Eisen(II) verringert
die Wahrscheinlichkeit der Klumpenbildung und der Phasentrennungsprobleme, die auftreten könnten durch Arsenatausfällung,
was aus einer Steigerung des pH-Werts der Lösung resultieren könnte, da Säure durch das tertiäre Amin
mitextrahiert wird.
Unter Bezugnahme auf die I1Xg. 2 gelangt die Auslaugelösung
von der Klärungsstufe 28 zu einer Extraktionsstufe 301, in
der Lösungsmittel-Extraktionsstufe 30, wo Uran auf das
Lösungsmittel-Extraktionsmittel aufgeladen wird. Das -beladune Lösungsmittel-Extraktionsmittel gelangt dann zu einer Waschbzw.
Abstreifstufe 302, wo es mit Wasser behandelt wird, zur
Entfernung von jeglicher mitgeschleppter Auslaugeflüssigkeit und von mitextrahiertem Arsen, das Wasser wird anschließend
zu der Beladungsstufe 301 geführt, zur Kombination
mit der ankommenden Lösung aus der Klärungsstufe 28. Das beladene Extraktionsmittel gelangt dann zu einer Abstreifstufe
bzw. Strip-Stufe 303» wo das uran beim pH-Wert
3,5 bis 5 durch Ammoniumsulfatlösung abgestreift wird, die
anschließend zu einer Gelb-Kuchen-Ausfallungsstufe 38
geführt wird.
In der Pig. 1 wird die Uran enthaltende Lösung aus der Lösungsmittel-Extraktionsstufe 30 zur Gelb-Kuchen-Ausfällungsstufe
32 geleitet, wo Ammoniak zugeführt wird, um die Ausfällung des gelösten Urans als gelber Kuchen, (NH^pUpO
zu bewirken. Der ausgefällte gelbe Kuchen wird von der verbleibenden Lösung in einer Abtrennungsstufe 3^ abgetrennt
und die verbleibende Lösung wird zu der-Lösungsmittel-Extraktionsstufe
30 zurückgeführt.
Ein Ausbluten an Ammoniumsulfatlösung aus der gelben Kuchen-Abt
rennungs stufe 3^j äquivalent dem Ammoniumsulfat, das während
der Lösungsmittel-Extx'aktionsverfahrensweise und der
Ausfällung des gelben Kuchens erzeugt wird, gelangt zu einer Ammoniak-Wiedergewinnungsstufe 36? wo die Lösung mit
Dampf erwärmt und mit Kalk behandelt wird, um ein Absieden des Ammoniaks zu bewirken und eine Aufschlämmung zu bilden,
die Calciumsulfat enthält. Das Ammoniak wird zu der Lösungsmittel-Extraktionsstufe
30 und zur Ausfällungsstufe für den
gelben Kuchen 32 zurückgeführt und die Calciumsulfataufschlämmung
wird zur letzten Neutralisationsstufe geführt,
die später beschrieben wird.
Wie vorstehend erwähnt wird nach, der Extraktion der Uranwerte
aus der Lösung in der Lösungsmittel-Extraktionsstufe 30 die erschöpfte Flüssigkeit zu einer Arsen-Ausfällungsstufe
38 geführt, wo die Lösung durch Dampf auf eine Temperatur
"von 60 bis 110 0C, vorzugsweise von 80 "bis 100 0C,
erwärmt und mit Schwefelwasserstoffgas behandelt wird, um
eine Ausfällung von Arsensulfid zu erzielen. Die resultierende
Aufschlämmung wird einer Druckfiltrationsstufe 40
zugeführt, wo das Arsensulfid aus der Lösung abfiltriert wird. Das Arsensulfid wird einer Arsen-Pelletisierungsstufe
42 zugeführt, wo es mit Schwefel agglomeriert wird; ein derartiges Verfahren wird bei einer Temperatur über dem
Schmelzpunkt des Schwefels durchgeführt, um ein Produkt,
in der Porm von Pellets zu bilden.
Das pelletisierte Arsensulfid -wird anschließend einem Abfallverwertungssystem zugeführt, das später beschrieben
wird und das Wasser aus der Pelletisierungsstufe 42 wird
zur Arsenausfällungsstufe 38 zurückgeführt.
Die Lösung aus der Druckfiltrationsstufe 40 gelangt zu
einer Nickelgewinnungsstufe 44, wo Dampf verwendet wird, um die Temperatur auf 100 bis 140 0C, vorzugsweise 120 0G,
anzuheben und Schwefelwasserstoffgas zugeführt wird, um
Nickel als Nickelsulfid auszufällen. Dieser Stufe kann eine
pH-Wert-Einstellung vorausgehen, um den pH-Wert auf etwa 2,5 anzuheben. Dies kann erzielt werden durch Zusatz eines
geeigneten alkalischen Mittels, wie Magnesiumoxid, das keine Flüssigkeit/Peststoff-Trennstufe erfordert. Das
Nickelsulfid wird aus der Lösung in einer .Flüssigkeit/ Peststoff-Trennstufe 46 abgetrennt und als Nickelsulfidprodukt
entfernt.
Die verbleibende Lösung wird einer letzten Neutralisationsstufe 48 zugeführt. V/ie vorstellend erwähnt, werden restliche
Aufschlämmung von der Nickelarsenid-i'lotationsstufe 26 und
Gips aus der Ammoniak-Gewinnungsstufe 36 ebenfalls der
Neutralisationsstufe 48 zugeführt. Die Neutralisationsstufe 48 wird auch mit Kalk und Luft versehen. Kalk wird
zugesetzt,, um den pH-Wert auf etwa 8 bis 11 anzuheben.
Eisen(II) wird zu Eisen(III) oxidiert und verbleibende Metallwerte werden als Hydroxide ausgefällt, wobei Arsenwerte als Eisen(III)-arsenat oder Calciumarsenat ausgefällt
werden.
Alternativ kann Nickelarsenid aus der ]?lotationsstufe 26
mit -Schwef el in gleicher Weise wie das Arsens ulfid in der Pellet
isierungsstufe 42 agglomeriert werden. Auch kann, falls
gewünscht, das Raffinat aus der Lösungsmittel-Extraktionsstufe JO direkt der letzten Neutralisationsstufe 48 zugeführt
werden, wobei die Arsenausfällungsstufe 38 die Nickel-Wiedergewinnungsstufe 44 und assoziierte stufen
weggelassen werden, wie in der unterbrochenen Linie der Pig. 1 angezeigt.
Das Produkt aus der letzten Neutralisationsstufe 48 gelangt
dann zu einer Abfallverwertungsstufe T-»0, die wie vorstehend
erwähnt auch das liickelarsenidkonzentrat aus der ü'lotationsstufe
26 und das pelletisierte Arsen aus der Pelletisierungsstufe
42 aufnehmen kann. Überströmende Losung von der Abfallverwertungsstufe 50 wird einer Radiumentfernungsstufe
52 zugeführt, wo Bariumchlorid zugesetzt wird, um Radium als BaIIaSO^ auszufällen.
Die Eadiumausfällung wird von der verbleibenden Lösung in
einer Plus sigkeit/Fe st st off -Abtrennstufe 54- abgetrennt und
zu der Abfallverwertüngsstufe 50 ζurückgeführt. Die verbleibende
Lösung wird in Überwachungsteichen 56 gelagert, wobei etwas
davon in der Abfallverwertungsstufe 50 verwendet wird und
etwas davon in die Umgebung abgeführt wird.
Die zweistufige Auslaugung, die vorstehend beschrieben wurde, kann entweder als ansatzweises Verfahren oder als
kontinuierliches Verfahren durchgeführt werden.
Darüber hinaus kann, wie vorstehend angegeben, eine einzige Auslaugestufe anstelle der zweistufigen Auslaugestufe,
wie vorstehend beschrieben, angewendet werden.
Die Ji'ig. 3 zeigt ein fließschema, ähnlich dem des der Fig. 1,
wobei jedoch eine einzige Auslaugestufe vorgesehen ist. Die Aufschlämmung von. der Wahlstufe 12 wird in eine einzige
Auslaugestufe 60 beschickt, der Schwefelsäure und Luft oder Sauerstoff ebenfalls zugeführt werden. Die Auslaugung wird
bei einer Temperatur von 4-0 bis 800C, einer Pulpen- bzw.
Breidichte von 30 bis 50 % feststoffen, einem pH-Wert von
0,5 bia 1,2, bei einem ü-e samt druck von 2J.0 bis 1000 kPa
mit einem Sauerstoffpartialdruck von 1JO bis 670 kPa, durchgeführt.
Am Ende der Auslaugung sollte die Auslaugungs-Aufschlämmung
ein Oxidationspotential von 400 bis 500 mV aufweisen, um
ein Verhältnis von Eisen(III)-ionen zu Eisen(II)-ionen.von
mindestens 3;1 zu ermöglichen. Eine höhere Konzentration
an Schwefelsäure ist somit erforderlich im Vergleich mit der vorstehend beschriebenen günstigen zweistufigen Auslaugung,
um eine Ausfällung von Eisen(III),-arsenat zu verhindern.
Die Auslaugungs-Aufschlämmung gelangt zu einem Absetztank
62, aus dem nach dem Absetzen'die überströmende Lösung zu
der Yorbehandlungsstufe 18 geführt wird. Vorzugsweise
enthält die Lösung etwa 16 bis etwa ?0 g/l HpSO^, . Die
Unterströmungs-Aufschläiiimung gelangt zu der Waschijlufe V'\.
Wasser aus der Waschstufe 24 wird zu dem Absetztank 22
zurückgeführt und der gewaschene Rückstand gelangt zur Neutralisationsstufe 48.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen beschrieben.
Gemischtes Ex'z, das auf weniger als 1 cm gebrochen war,
wurde naß gemahlen auf 100 % - 840 um in einer Stahlwal^enmühle
bei 50 - 60 % Feststoffen. Die Erzanalyse ist in der
Tabelle I angegeben.
Tabelle | Trockengewicht) | I | 3,22 | |
f oß I/ύ |
O8 2,06 | 50,0 | ||
U3 | 1,51 | Mg * | 0,12 | |
As | 2,40 | SiO2 | 0,49 | |
Ni | 0,80 | P2O | 0,083 | |
S | 3,49 | Ti | 0,0079 | |
Fe | 0,35 | V | ||
Ca | 8,32 | Mo | ||
Al | ||||
Die gemahlene Erζaufschlämmung, eingestellt auf 50 % Feststoffe,
wurde der ersten Zelle einer kontinuierlichen ersten Auslaugestufen-Einheit zugeführt, die 4 in Reihe geschaltete
Behälter von 10 1 Fassungsvermögen enthielt. Jeder Behälter war mit Prallwänden, einem Flügelrührer zum Rühren und einem
Lufteinblasrohr ausgerüstet. Gleichzeitig wurde Recyclisierungslosung
(zweite Stufe der Druckauslaugungs-Bindickungs-Uberstromung)
auf etwa 25 g/l HpSO^ mit 96 %
Schwefelsäure eingestellt. Die Strömungsgeschwindigkeiten
der 50 % Feststoff-Erzaufschlämmung und der Recyclisierungslosung
standen im Verhältnis von 1:3, so daß die ursprüngliche Breidichte in der Lauge 16 % Feststoffe
betrug. Die Recyclisierungslosung wurde auf 4-0 0C vorerwärmt,
um ein Temperaturprofil von 35 - 4-0 0C in dem
ersten Auslaugungsstufen-Kr-eislauf zu ergeben. Die Gesamtströmung
in das System war derart, daß die Gesamtverweilzeit
der Lösung und der Feststoffe in der ersten Auslaugestufe 57 Hinuten betrug.■ Proben des Behälterinhalts wurden
entnommen, nachdem das System einen gleichmäßigen Betrieb erreicht hatte (gewöhnlich 3 und 6 Stunden kontinuierlicher
Betrieb). Die Lösungen wurden analysiert," um die Extraktionsleistungsfähigkeiten,
den Säureverbrauch und die Eisen-(III)-Verringerung zu bestimmen. Effi?- und pH-Messungen wurden
ebenfalls durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II aufgeführt.
Filtrat ■ J Extraktionen (%)
EMF pH U,08 Ni As Al Mg EpSO. ¥e+++ Fe++I U,0g Ni As Al Mg Fe Säure-
(mv) p iVAn L verbrauch
Hecyclisie- 385 0,80 5,15 2,58 1,90 2,32 1,88 24,6 1,3 2,5l
rungslösungs- |
beschickung ,
Behälter 1 330 1,05 5,51 13,6 3,9 34-
Behälter 2 300 1,05 5,60 13,1 4,3j
Behält-er 3 300 1,05 5,69 13,6 4,4'
Behälter 4 305 1,02 5,71 3,23 2,49 2,00 1,80 14,0
<0,1 4,1, 39 24 33 0,8 4,6 14,3 31 ^
Das gelöste Eisen lag vorwiegend in der Eisen(li)-form vor.
Die EMb' der endgültigen Lösung (Behälter 4-) betrug 305 mV.
Der pH-Wert der Lösung betrug 1,0 und der Säuregehalt betrug
14-,4- s/l am optimalen Gehalt für die anschließende Lösungsmittel-Extraktionsstufe.
Das Aufschlämmungsprodukt aus der ersten Auslaugestufe
wurde mit Percol-351-Ausflockungsmittel (100 g/t Feststoffe)
behandelt, um die Abtrennung der Lösung und des Auslaugerückstands
zu erleichtern. Die Produktlösung wurde nach mehreren Stunden abdekantiert. Die Lösungsbehandlung wird später
beschrieben. Die eingedickte Aufschlämmung von 35 % !Feststoffen
wurde zu einem Autoklaven von 60 1 Betriebsfassungsvermögen,
ausgerüstet· mit einem Hührer, Prallwänden und einem
Einleitungsrohr für Luft oder Sauerstoff in die Aufschlämmung,
beschickt. Die gerührte Aufschlämmung wurde unter Rühren auf 70 0C erwärmt. Bei dieser Temperatur wurde ein Luftdruck
von 900 kPa angewendet, entsprechend einem Sauerstoffpartial—
druck von 180 kPa. Ein kontinuierliches Einblasen von Luft in die Aufschlämmung und Belüften von Gasen aus dem Autoklaven
wurde durchgeführt, um eine Erhaltung des Sauerstoffpartialdrucks
von 180 kPa sicherzustellen. Ausreichend Schwefelsäure wurde zu der Beschickung gefügt, um eine
hohe Uranextraktion zu sichern und die Ausfällung von unlöslichen Arsenaten zu verhindern. Proben wurden aus
dem Autoklaven entnommen, um das Fortschreiten des Auslaugens zu überwachen. Nach 90-minütiger Verweilzeit enthielten die Feststoffe nur 0,018 % U^Og entsprechend einer
Gesamt-Extraktion (erste Stufe plus zweite Stufe) von 99,2 °/o. Die Lösung enthielt 4-3 g/l H2SO4 und 3,7 g/l
j?e+++, was einen ausreichend hohen Säuregehalt anzeigt
zur Verhinderung der Ausfällung von Eisen(III)-arsenat sowie eine EisenCnt)-konzentration, die ausreicht für eine
hohe Uranextraktion. · .
- 25 -
Die Produktlösung des ersten Auslaugestufentests der vorstehend
beschrieben wurde, wurde einer Lösungsmittelextraktion unterzogen unter Anwendung eines basischen Lösungsmittel-Extraktionsmittels,
Alamine 336, bei dem es sich um ein tertiäres Amin handelt. Vor der Lösungsmittel-Extraktionsstufe
wurde die Lösung mit Polyox behandelt zur Ausfällung von kolloidalem Siliziumdioxid. Wach dem Klären
enthielt die Lösung 5,33 g/l U5O3, 2,37 g/l As und 14,5 g/l HpSO^. Der Lösungsmittel-Extraktionskreislauf war ein
kontinuierliches System, geeignet zur Behandlung von 3-6 l/h einer wäßrigen Lösung und enthielt vier Extraktionsstufen, drei Waschstufen und vier Abstreifstufen. Die
Alamine-336~Konzentrntion in der organischen Phase betrug 5 VoI-Ja. Die Volumenverhältnisse, V /V in den verschie-
enthielt die Lösung 5,33 g/l U5O3, 2,37 g/l As und 14,5 g/l HpSO^. Der Lösungsmittel-Extraktionskreislauf war ein
kontinuierliches System, geeignet zur Behandlung von 3-6 l/h einer wäßrigen Lösung und enthielt vier Extraktionsstufen, drei Waschstufen und vier Abstreifstufen. Die
Alamine-336~Konzentrntion in der organischen Phase betrug 5 VoI-Ja. Die Volumenverhältnisse, V /V in den verschie-
ox g aQ
denen Stufen sind im folgenden angegeben: Extraktion 1:1, Waschen (angesäuertes Wasser) 10:1, Abstreifen (Ammoniumsulf
atlösung plus Ammoniak) 3:1· Der gelbe Kuchen wurde
anschließend aus der reichen Abstreiflösung ausgefällt.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle III aufgeführt.
anschließend aus der reichen Abstreiflösung ausgefällt.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle III aufgeführt.
SX Beschickungs- Raffinate beladenes gewaschenes
lösungen . organisches organisches
(g/1) (g/l) Material (g/l) Material (g/l)
U7Oo As H5SO. U,Oa H0SO., pH U ,0Q As O/A U ,O0 As
5,33 2,37 14,5 0,0062 7,1 1,19 4,42 0,034 10,5 4,52 0,002
0,0063 7,3 1,2 4,54 0,038 10,8 4,66 <0,002
Tabelle III (Fortsetzung)
abgestreiftes organisches Material (g/l) |
As | reiches Ab streifmate rial (g/l) |
As | gelbe (s/i) |
Kuchen | As |
max. pH U7-Oo | 0,001 < 0,001 |
Vs | 0,002 0,001 |
Vs | ,016 ,014 |
|
4,62 0,0072 4,70 |
18,2 18,2 |
84,7 86,4 |
O O |
|||
Das "beladene organische Material enthielt nur 0,034- 0,038
g/l Arsen und dieses wurde weiter auf 0,002 g/l in dem Waschkreislauf verringert. Das resultierende gelbe-Kuchen-Produkt
enthielt nur 0,014- - 0,016 % Arsen.
Bei einer anderen Lösungsmittel-Extraktionsuntersuchung unter Anwendung einer Lösung mit einem extremen Arsengehalt,
5,08 g/l U7Og und 4,84- g/l As, erhalten aus einem
Erz mit hohem Arsengehalt, wurde ein gelbes-Kuchen-Produkt erhalten, das nur 0,028 % Arsen enthielt, was welter die
ausgezeichnete Uran-Arsen-Ti-ennung durch ein Verfahren
gemäß der Erfindung zeigt.
Wie vorstehend erwähnt kann das verarmte Raffinat, das nach
der Uran-Extraktionsstufe zurückbleibt, direkt mit.Kalk neutralisiert werden zur Ausfällung der verbleibenden
Metallwerte als Hydroxide und zur Ausfällung der verbleibenden Arsenwerte als Arsenate. Eine Anzahl von Raffinaten
wurde aus anderen Untersuchungen vermischt und die Neutralisation
wurde auf kontinuierlicher Basis in der gleichen Vorrichtung durchgeführt, die für die vorstehend beschriebene
erste Auslaugungsstufe verwendet wurde. Das Raffinat
und Kalkmilchaufschlämmung wurden in die erste Zelle gefügt.
Zusätzlicher Kalk wurde je nach Erfordernis zu der zweiten
Zelle gefügt, um einen End-pH-Wert von mindestens 8 und
vorzugsweise 10 - 11 sicherzustellen. Der neutralisierte Aufschlämmungsabstrom wurde eingedickt und filtriert unter
Bildung einer verarmten Abfall-Lösung, die nach der Entfernung
von Radium und weiterem Arsen geeignet zur Entleerung in die Umgebung war und unter Bildung eines Hydroxid-Arsenat-Gips-Kuchens,
der geeignet zur Entleerung in ein Abfallverarbeitungssystem war. Die Lösungskonzentrationen
vor und nach der Kalkbehandlung sind in der nachstehenden Tabelle IV angegeben. -
Tabelle IV | neutralisiertes Kaffinat Analyse (iiig/l) |
|
Bestandteil | Kaffinat Analyse (mg/l) |
1,7 |
Al | 1080 | 2,4 |
As | 1950 | 605 |
Ga | < 0,1 | |
Cd | 0,1 | |
Gr | 4,6 | 0,1 |
Co | 4-7 | < 0,1 |
Gu | 48 | 0,1 |
Fe | 2340 | < 0,1 |
Pb | 28 | 42 |
K | < 0,1 | |
Mg | 975 | < 0,1 |
Mn | 34 | 1,1 |
Mo | 3,2 | 57 |
Na | < 0,1 | |
Ni | 2840 | 0,2 |
P | 49 | 0,5 |
Se | 15 | 0,6 |
Si | 257 | 570 |
S | 0,2 | |
Th | 5,7 | < 0,1 |
Ti | 3,6 . | 1,5 |
U | 2,2 | 0,1 |
V | 31 | < 0,1 |
Zn . | 63 | |
Das im zweistufigen Auslauf nistest vex-vren-
dete Erz wurde auch in diesen !Tests verwendet und wurde
gebrochen zur Bildung einer gemahlenen Erzaufschlämmung
in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben.
Es wurden Auslaugeuntersuchungen in einem 100-1-Autoklaven
durchgeführt, ausgerüstet mit einem Kührer, Prallwänden,
einer inneren Schlange zum Heizen und Kühlen, einem Tauchrohr zum Einbringen von Luft oder Sauerstoff
in die Aufs chlämmung und Probenleitungen zur Überwachung
des Portschreitens der Auslaugereaktionen. 60 1 der gemahlenen
Erzaufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 50 %
wurden in den Autoklaven eingeführt. Es wurde zu-Rühren
begonnen und Dampf wurde durch die Heizschlangen zui* Erwärmung der Aufschlämmung auf 60 0C geleitet.
Schwefelsäure (75 kg/t Erz) wurde in den Autoklaven eingespritzt,
wodurch die !Temperatur auf 70 °C angehoben und die Auslaugereaktion eingeleitet wurde. Weitere 75 kg/t
Era wurden Ί5 Hinuten später zugesetzt, um ausreichend
Säure für die tJranextraktion sicherzustellen und zur
Verhinderung der Ausfällung■von Eisen(Iir)-arsenat und/
oder Uranarsenat. Der Autoklav wurde mit Sauerstoff auf
einen Druck von 620 kPa gebracht und es wurden kontinuierlich 5>0 l/min (NTP) Sauerstoff während der Dauer
des Tests eingeblaseh. Periodisch wurden aus dem Autoklaven
Proben entnommen* Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle V aufgeführt.
ί CQ |
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O | |||||||||||
S | O | ||||||||||
ro | O | ||||||||||
O | sr | ||||||||||
CM | O | ||||||||||
ro | |||||||||||
-.52 -
Nach 3-stündiger Verweilzeit "betrug die Uranextraktion
99,5 %· Die Saureendkonzentration "betrug 46 g/l, was
leicht über den erforderlichen Minimum von 35 - 40 g/l
(erreicht in einer ansatzweisen Arbeitsweise) liegt, zur Sicherung einer hohen Uranextraktion und für gute
Flüssigkeit/Peststoff-Trenncharakteristika.
Die ausgelaugte Aufschlämmung wurde gewaschen und absetzen gelassen. Überströmende Flüssigkeit wurde abgezogen und
war geeignet zur Vorbehandlung und zur Lösungsmittel-Extraktion.
Die überströmende Lösung enthielt 5>0 g/l U3U8, 2,3 g/l As und 20,0 g/l H2SO4.
Die-vorstehenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne
sie zu beschränken.
53
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Claims (12)
1. Verfahren zur Gewinnung von Uran bzw. Uranwerten aus
Uran enthaltendem Material, das auch Eisen, Arsen und siliziumdioxidhaltiges Material enthält, dadurch
gekennzeichnet, daß man das Uran enthaltende Material in wäßriger Schwefelsäurelösung unter Bedingungen auslaugt, die gelöstes Eisen, vorhanden in der resultierenden
Auslaugelösung, vorwiegend als Eisen(II) anstelle von Eisen(III) liefern und/oder zur Erzielung
einer Schwefelsäurekonzentration in der Auslaugelösung., die ausreichend hoch ist, um im wesentlichen die Ausfällung
von Arsenaten zu verhindern, und daß man Uranwerte aus der Auslaugelösung durch Lösungsmittelextraktion
mit einem Lösungsmittel-Extraktionsmittel gewinnt, das eine geringe Affinität für Arsen aufweist.
JJOZIZO
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Auslaugestufe in einer ersten Auslaugestufe "bei Atmosphärendruck und einer zweiten Auslaugestufe
"bei Atmosphärendruck oder "bei höherem Druck durchführt,
wobei der Kückstand aus der ersten Auslaugestufe in die zweite Auslaugestufe eingebracht wird,
die Auslaugelösung aus der zweiten Auslaugestufe in die erste Auslaugestufe recyclisiert wird, die Auslaugelösung
aus der ersten Auslaugestufe der Lösungsmittel-Extraktionsstufe
zugeführt wird, gelöstes Eisen in der zweiten Auslaugestufe vorwiegend in Eisen(IIl)-form
vorliegt, um eine ausreichende Uranextraktion sicherzustellen und gelöstes Eisen(III) in der ersten
Auslaugestufe zur Eisen(II)-form reduziert wird. ·
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis von Eisen(II)- zu Eisen(III)-ionen in der Auslaugelösung von der ersten Stufe mindestens
etwa 10 zu 1 beträgt.
4·. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
man die erste Auslaugestufe bei einer Temperatur von etwa $0 bis etwa 60 0G, bei einem pH-Wert von etwa 0,9
bis etwa 1,3 und bei einer Pulpen- bzw. Breidichte von
etwa 10 bis etwa JO % Feststoffen durchführt und die
zweite Auslaugestufe bei einer Temperatur von etwa bis etwa 80 0C, einem pH-Wert von etwa 0,5 bis etwa 1,0,
einer Pulpen- bzw. Breidichte von etwa 30 bis etwa 50 %
I'eststoffen, einem Gesamtdruck von etwa 230 bis etwa 1000 kPa, bei einem Sauerstoffpartialdruck von etwa
130 bis etwa 6?0 kPa, durchführt.
5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das .Lösungsmittel-Extraktionsmittel ein basisches Lösungsmittel-Extraktionsmittel
ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß
das Lösungsmittel-Extraktionsmittel ein tertiäres Amin enthält.
7« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
nach der Gewinnung der Uranwerte aus der Auslaugelösung die verbleibende Lösung mit Schwefelwasserstoffgas bei
einer Temperatur von etwa 60 bis etwa 110 0C behandelt
wird, zur Ausfällung von gelöstem Arsen als Arsensulfid und daß das ausgefällte Arsensulfid aus der Lösung entfernt
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß
das Uran enthaltende Material auch Nickel enthält und
daß nach der Stufe zur Entfernung des Arsens die verbleibende Lösung mit Schwefelwasserstoffgas bei einer Temperatur von etwa 100 bis etwa 140 0C behandelt wird zur
Ausfällung des gelösten Nickels als Nickelsulfid und
daß das ausgefällte Nickelsulfid aus der Lösung entfernt wird.
daß nach der Stufe zur Entfernung des Arsens die verbleibende Lösung mit Schwefelwasserstoffgas bei einer Temperatur von etwa 100 bis etwa 140 0C behandelt wird zur
Ausfällung des gelösten Nickels als Nickelsulfid und
daß das ausgefällte Nickelsulfid aus der Lösung entfernt wird.
9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
nach der Entfernungsstufe des Nickels die verbleibende Lösung mit Kalk behandelt wird, um den pH-Wert im Bereich
von etwa 8 bis etwa 10 anzuheben und mit Luft behandelt wird, zur Oxidation von Eisen(II) zu Eisen(III), zur
Ausfällung der verbleibenden Nickelwerte als Hydroxide und zur Ausfällung der verbleibenden Arsenwerte als
Arsenat.
Ausfällung der verbleibenden Nickelwerte als Hydroxide und zur Ausfällung der verbleibenden Arsenwerte als
Arsenat.
ύ JOZ IZO
10. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Auslaugestufe in einer einzigen Stufe durchführt bei einer Temperatur von etwa 40 "bis etwa 80 0C,
einem pH-Wert von etwa 0,5 bis etwa 1,2, einer Pulpenbzw.
Breidichte von etwa 50 bis etwa 50 % Feststoffen
und bei einem Gesamtdruck von etwa 230 bis etwa 1000
kPa, bei einem Sauerstoffpartialdruck von etwa 130 bis
etwa 670 kPa.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaugelösung aus der einzigen Auslaugestufe ein
Verhältnis von Eisen(IlI)- zu Eisen(II)-ionen von mindestens
etwa 3 ' 1 aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man nach der Lösungsmittel-Extraktionsstufe die verbleibende Lösung direkt mit Kalk behandelt zur Anhebung des
pH-Werts auf einen Wert im Bereich von etwa 8 bis etwa 10 und mit Luft behandelt zur Oxidation von Eisen(II)
zu Eisen(III), zur Ausfällung von verbleibenden Metallwerten
als Hydroxide und zur Ausfällung von verbleibenden Arsenwerten als Arsenate.
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