FI68664B - Foerfarande foer tillvaratagande av uran som innehaolles i en organisk fas - Google Patents
Foerfarande foer tillvaratagande av uran som innehaolles i en organisk fas Download PDFInfo
- Publication number
- FI68664B FI68664B FI792545A FI792545A FI68664B FI 68664 B FI68664 B FI 68664B FI 792545 A FI792545 A FI 792545A FI 792545 A FI792545 A FI 792545A FI 68664 B FI68664 B FI 68664B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- uranium
- process according
- aqueous
- organic phase
- phase
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
klS*r··! ΓΒ1 mvKUULUTUSJULRAISU .o J K,1) UTLÄGGNINGSSKRIFT 0 0 664 ·%(§ C (45) r.-tentti Cy3nr.ot*7 10 10 1985
Fatent goidolat (51) Kv.lk.*/lnt.CI.4 C 22 B 60/02 SUOMI—FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansöknlng 7925**5 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 16 08.79 (FI) (23) Alkupäivä — Giltighecsdag 16.08.79 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig ^g Q2 gg
Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. —
Patent- och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och utl.skriften publleerad 28.06.85 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 17.08.78 Ranska-Frankrike(FR) 7823950 (71) Rhöne-Poulenc Industries, 22, avenue Montaigne, 75008 Paris 8 eme, Ranska-Frankr i ke(FR) (72) Thomas Nenner, Chaville, Dominique Foraison, Paris, Ranska-Frankrike(FR) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Orgaanisen faasin sisältämän uraanin taiteenottomenetelmä - Förfarande för ti11varatagande av uran som innehälles i en organisk fas
Esillä oleva keksintö koskee orgaanisen kompleksitaasin sisältämän uraanin taiteenottomenetelmää ja erityisesti se koskee märkää tietä valmistetusta fosforihaposta uutetun uraanin väkevöimistä ja puhdistamista .
Ennestään tunnettua on uraanin talteenotto sitä pieninä pitoisuuksina sisältävistä vesiliuoksista erottamalla käsiteltyjen mineraalien aineosina olleet muut (mahdollisesti jalostettavissa olevat) lajit käyttäen neste/neste-uuttojen ja sellaisten kemiallisten käsittelyjen yhdistelmää, joiden päämääränä on erottaa uraani ja ottaa se talteen erittäin puhtaana oksidina UgOg, jota voidaan käyttää ydinpolttoaineen lähteenä. Nämä menetelmät soveltuvat talteenottoon sellaisista mineraaleista kuin raakafosfaatista, josta lisäksi saadaan fosfo-rihappoa, tai erilaista alkuperää olevista, enemmän tai vähemmän uraania, joka useimmiten esiintyy oksidien muodossa, sisältävistä mineraaleista. Menetelmä käsittää yleensä mineraalin käsittelyn jollakin vahvalla ja väkevällä hapolla kuten rikki-, fosfori-, kloori-vety- tai typpihapolla, sellaisen vesiliuoksen aikaansaamiseksi, 68664 joka käsittää erittäin laimeassa tilassa uranyyli-ioneja yhdessä muiden, saasteionien kanssa, ja josta uraani otetaan talteen.
Eräs tyypillinen esimerkki tällaisen liuoksen käsittelystä on selitetty F.J. Hursfin ja D.J. Crouse'in kirjoituksessa julkaisussa Ind. Eng. Chem. Process Des. Develop., voi 11, n:o 1, 1972, s. 122-128, jonka mukaan lähdetään raa'asta fosforihaposta, joka on saatu märkää tietä, syövyttämällä raakafosfaattia rikkihapolla.
Saadulle liuokselle, jossa uraani esiintyy muuttuneena oksidin U-VI muotoon, suoritetaan ensimmäinen uraanin uuttojakso, käyttäen orgaanista liuotinta, joka koostuu liuotinten, nimittäin di-(2-etyyli-heksyyli)-fosforihapon (merkintä HDEHP) ja dioktyylifosfiinin oksidin (merkintä TOPO) synergisestä seoksesta, joka on laimennettu keroseenityyppisellä hiilivedyllä. Uraani uuttuu tällöin orgaaniseen liuottimeen uranyylikompleksin muodossa, joka muodostuu uraani-VI-2+ ionien UO2 ja uuttoaineiden synergisen seoksen välillä. Uraani otetaan talteen orgaanisesta faasista, johon se on uuttunut, kosketuksen avulla fosforihapon vesiliuoksen kanssa, joka sisältää riittävästi rauta-II-ioneja pelkistääkseen uraani-VI:n uraani-IV:ksi, joka, koska se ei liukene orgaaniseen faasiin, siirtyy vesifaasiin. Tämä vesifaasi hapetetaan sitten uudelleen uraanin saattamiseksi taas hapetusasteeseen VI, minkä jälkeen sille suoritetaan toinen uutto-jakso orgaanisella faasilla, joka sisältää mainittua uuttoaineiden IJDEHP ja TOPO synergistä seosta, minkä jälkeen lopuksi, uuttamalla uraani uudelleen ammoniumkarbonaattiliuoksella, saadaan riittävän puhdas uraanin ja ammoniumin sekakarbonaatti.
Tässä menetelmässä esiintyy hankaluuksia sitä teollisesti hyväksi käytettäessä. Etenkin ensimmäisessä uuttojaksossa tapahtuva pelkistävä uudelleenuutto vaatii rauta-II-ionin lisäämistä, joka saadaan käsittelemällä rautaa fosforihapolla, mikä on hidas ja vaikea reaktio, tai lisäämällä jotakin rauta-II-suolaa - mikä merkitsee lisä-anionin tuomista mukaan. Olkoonpa asia miten hyvänsä, tämä toimintatapa on sikäli hankala, että fosforihappoon on lisättävä huomattava määrä rautaa, mikä vakavasti häiri.tsee uraanin puhdistuksen toista vaihetta alavirran puolella. Lisäksi toinen uuttojakso on suoritettava hapetetulle vesiliuokselle, joten käsittely jollakin hapetti-mella on välttämätön. Jos tämä hapetus suoritetaan ilman avulla, toimitus on hidas ja vaatii asianmukaisen laitteiston. Jos tämä
It 3 68664 hapetus suoritetaan jonkin kemiallisen hapettimen avulla, se merkitsee vieraiden, haitallisten ionien, esimerkiksi kloraatti-ionien mukaantuomista, joita syntyy kloridi-ionien pelkistymisestä, jotka ovat voimakkaita syövytysagensseja. Toisaalta happipitoisen veden käyttö on erittäin kallista.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä suoritetaan kosketusvyöhykkeessä orgaaniselle faasille, joka faasi sisältää yranyylikompleksia, joka on muodostunut uraani-VI-ionien UC^ ja jonkin veteen sekoittamattoman uuttoaineen tai uuttoaineseoksen välillä, jolloin uuttoainetta tai uuttoaineseosta mahdollisesti on uraanin kanssa kompleksoitumaton ylimäärä, ja jotka tarpeen vaatiessa on laimennettu jollakin inertil-lä, veteen sekoittamattomalla orgaanisella liuottimena, jatkuvatoiminen käsittely vetisellä uuttoliuoksella, joka sisältää pelkistetyssä tilassa jotakin hapetin-pelkistintä, joka pystyy pelkistämään uraani-VI:n uraani-IV:ksi mainitussa vesiliuoksessa, jolloin uraani mainitussa vesiliuoksella pelkistyy ja uuttuu U-IV-ionien muodossa, minkä jälkeen erotetaan toisistaan uraaniton orgaaninen faasi ja uraania sisältävä vesifaasi, jolle menetelmälle tunnusmerkillistä on se, että: 1) vetinen uuttoliuos on kokonaan tai osaksi peräisin tasavirta-jännitteisen elektrolyyttisen erotuskennon katodiosastosta; 2) kosketusvyöhykkeestä poistuva ja uraanilla rikastunut vesi-faasi kokonaan tai osaksi syötetään tasavirtajännite-erotuskennon anodiosastoon, jolloin otetaan talteen vesifaasi, joka on rikastunut olennaisesti muodossa U-VI olevaan uraaniin nähden ja sisältää hapetus/pelkistysagenssin hapettuneena ja muodostaa tuotannon.
Keksinnön mukaan orgaaninen lähtöfaasi sisältää uuttoainetta, joka uuttaa uraani-Vl-ioneja mutta vain vähän uraani-IV-ioneja. Tämä uutto-ainetyyppi on varrastaan tekniikassa tunnettu. Se sisältää kationisia uuttoaineita,joiden joukosta voidaan keksintöä rajoittamattomina esimerkkeinä mainita sellaiset tuotteet kuin eräät mono- tai di-al-kyylifosfori-, alkyylifosfoni-, alkyylifenyylifosfori-, alkyylifos-fiini- ja alkyylipyrofosforihapot, joita käytetään yksinään tai seoksena ja joiden alkyyliketjut käsittävät yleensä 4-10 hiiliatomia. Tarpeen vaatiessa edellä määritellyn uuttoaineen mukana voi olla jo 68664 takin vanhastaan tunnettua synergistä uuttoainetta kuten esimerkiksi alkyylifosfaatteja, alkyylifosfonaatteja, alkyylifosfinaatteja tai trialkyylifosfiinin oksideja. Niiden parien joukosta, jotka hyvin sopivan uraanin uuttoon fosforihaposta, voidaan esimerkkinä mainita di-(2-etyyliheksyyli)-fosforihappo yhdessä trioktyylifosfiinin kanssa. Se sisältää lisäksi anionisia uuttoaineita kuten eräitä sekundaareja tai tertiäärejä, veteen liukenemattomia alkyyliamiineja ja vanhastaan tunnettuja, veteen liukenemattomia uuttoaineita kuten trialkyylifosfaattej a.
Orgaaninen faasi sisältää tarpeen vaatiessa jotakin uuttoaineisiin nähden inerttiä orgaanista laimenninta orgaanisen faasin hydrodynaamisten ominaisuuksien parantamiseksi. Keksinnön mukaan lamentimena voidaan käyttää lukuisia orgaanisia liuottimia tai niiden seoksia. Esimerkkeinä voidaan mainita alifaattiset hiilivedyt kuten kerosiini, aromaattiset hiilivedyt, halogenoidut hiilivedyt ja petrolieetteri jne. Yleensä tämän inertin laimentimen ominaisuudet eivät ole kriittiset, joskin eräillä niistä on etuja erityisissä -käyttöolosuhteissa.
Uuttoaineen pitoisuus laimentimessa voi vaihdella laajalla alueella, joka ulottuu 0,05 molaarisesta puhtaaseen uuttoaineeseen. Käytännölliseltä näkökannalta käytetään kuitenkin tavallisia uuttoaineliuok-sia, jotka ovat 0,1-2-molaarisia. Siinä tapauksessa, että käytetään jotakin uuttoainetta yhdessä jonkin synergisen uuttoagenssin kanssa, liuos on 0,1-2-molaarinen uuttoaineeseen nähden ja 0,01-2-molaarinen synergiseen agenssiin nähden.
Orgaaninen lähtöfaasi sisältää uraania, jonka hapetusaste on VI, kun otetaan huomioon tämän liuoksen valmistusolosuhteet. Se sisältää muita kemiallisia lajeja riippuen sen valmistusolosuhteista. Etenkin siinä tapauksessa, että liuos on saatu märkää tietä saadun raa'an fosforihapon neste/neste-uutolla, se sisältää tavallisesti fosfori-happoa ynnä muita anioneja ja sellaisten metallien kuin AI, Fe, Ti, V jne. kationeja pieninä pitoisuuksina. Orgaasinen faasin uraanipi-toisuus on yleensä 20 ja 3000 mg välillä ilmaistuna metallisena uraanina faasin litraa kohti, mieluimmin 50 ja 500 mg välillä litraa kohti.
Vesiliuos, joka saatetaan kosketukseen edellä selitetyn orgaanisen faasin kanssa, sisältää yleensä jotakin vahvaa ja komplekseja muodosti 5 68664 tavaa happoa kuten fosfori- tai kloorivetyhappoa ja mahdollisesti muita happoja tai niiden seoksia, sillä rajoituksella, että näiden happojen läsnäolo ei johda uraanin saostumiseen. Vesiliuos sisältää myös jotakin uraani-VI:n ja uraani-IV:n välistä hapetus/pelkistys-agenssia, joka agenssi on pelkistetyssä muodossa. Edellä mainitun hapetin/pelkistin-parin sähkökemiallinen potentiaali puheena olevassa vesiliuoksessa on sellainen, että se on pienempi kuin uraani-VI/uraa-ni-IV-parin potentiaali mainitussa liuoksessa. Edustava hapetin/pel-kistin-pari on rauta-III/rauta-II. Tämän johdosta, siinä tapauksessa että tätä paria käytetään, vesiliuos sisältää rautaa, jonka hapetus-aste on II. U-VI-ionien ja Fe-II-ionien yhtäältä ja U-IV-ionien ja Fe-III-ionien välisen reaktion toisaalta tasapainon siirtämiseksi U-IV-ionien tuotannolle suosiolliseen suuntaan liuoksen täytyy sisältää runsaasti ylimäärin rauta-II-ioneja uraani-ioneihin nähden. Liuoksen pitoisuus hapetusastetta II olevaan rautaan nähden on tavallisesti 0,5 ja 100 g/1 välillä. Liuoksen pitoisuus vahvaan happoon nähden voi vaihdella laajalla alueella. Käytännössä, orgaanisen liuoksen uraanipitoisuuden maksimaalisen alenemisen saavuttamiseksi, pitoisuus kuitenkin valitaan kulloinkin käytetyistä faaseista ja lämpötilasta riippuen. Siinä tapauksessa että vesiliuoksen vahva ja komplekseja muodostava happo on fosforihappo, sen pitoisuuden liuoksessa on oltava 18 ja 70 paino-%:n välillä, mieluimmin yli 35 paino-?> P2°5* Liuos voi myös sisältää rautaioneja joiden hapetusaste on III. Rauta-II-pitoisuuden ja rauta-III-pitoisuuden suhde voi vaihdella laajalla alueella. Käytännössä aiheellinen on kuitenkin arvo, joka on suurempi kuin 0,1, mutta mieluimmin suurempi kuin 10.
Edellä selitetyt hapetusasteessa VI olevaa uraania sisältävä orgaaninen faasi ja vesiliuos saatetaan kosketukseen tavanomaisessa neste/neste-uuttolaitteessa. Tämä kosketukseen saattaminen voidaan suorittaa sekoitus-laskeutusastioissa, täytetyissä tai sykytetyissä kolonneissa, tai missä tahansa muussa asianmukaisessa laitteessa, ja kosketus voi tapahtua yhdensuuntaisesti tai vastavirtaan. Lämpötila kosketukseen saatettaessa ei ole kriittinen, mutta käytänölli-sistä syistä toimitaan mielellään 50 ja 80°C:n välillä, mieluimmin noin 50°C:ssa.
Orgaanisen faasin virtaamien suhde kontaktivyöhykkeen sisään tulevaan vetiseen uuttolluokseen ei ole kriittinen, mutta se pysytetään mahdollisimman suurena uraanin saamiseksi talteen väkevän liuoksen 68664 muodossa. Kuitenkin väliltä 20 ia 50 oleva arvo johtaa parhaisiin tuloksiin. Tässä arvojen vaihtelualueessa ei oteta huomioon uutto-liuoksen sisäistä kierrätystä.
Todennäköistä on, että kosketukseen saattamisaikana uraani-VI:n jakautuminen orgaanisen faasin ja vesiliuoksen välille asettuu nopeasti tasapainoon, kun taas uraani-VI:n pelkistyminen vesiliuoksessa pelkistimen vaikutuksesta on hidasta. Tämän pelkistyskinetiikan ja U-VI:n ja U-IV:n jakautumisen näiden kahden faasin välille, tunetemi-nen tekee mahdolliseksi asetella kosketukseensaattamisen eri parametreja maksimaalisen uuttotuloksen saavuttamiseksi.
Edellä mainitusta kosketusvyöhykkeestä laskeutuksen jälkeen lähtevä vesifaasi, joka sisältää U-IV-ioneja ja hapetus/pelkistys-agens-sia osittain hapettuneessa tilassa, jaetaan mieluimmin kahdeksi virraksi, joita kumpaakin käytetään tasavirtajännite-erottimen elektro-lyysikennon osaston syöttövirtana. Ensimmäinen näistä virroista syöttää mainitun tasavirtajännitekennon katodiosastoa, jossa hape-tus/pelkistys-agenssi elektrolyyttisesti pelkistetään. Niinpä siinä tapauksessa, että hapetus/pelkistys-agenssina käytetään paria rauta-III/rauta-II, rauta-III-ionit redusoidaan rauta-II-ioneiksi. Sitten tämä ensimmäinen virta syötetään uudelleen kosketusvyöhykkeeseen, kosketukseen edellä määritellyn orgaanisen faasin kanssa, niin että muodostuu suljettu kierrätyssilmukka. Tämän ensimmäisen virran haa-rauttamisen jälkeen, ennen sen syöttämistä elektrolyyttikennon katodi-osastoon, siihen lisätään vesiliuosta, joka sisältää mieluimmin vahvaa ja komplekseja muodostavaa happoa, ja sisältää hapetus/pelkis-tysparin ioneja määrinä, jotka vastaavat niitä, jotka on poistettu toisessa haarautetussa virrassa, tämä ainetaseen tasapainottamiseksi. Siinä nimenomaisessa tapauksessa, että esillä olevaa menetelmää sovelletaan uraania-VI sisältävän ja märkää tietä saadun raa'an fosforihapon uutosta peräisin olevan orgaanisen faasin käsittelyyn, ensimmäiseen haaroitettuun virtaan lisätty vesiliuos sisältää fosfo-rihappoa, jonka pitoisuus vastaa ensimmäisessä silmukassa kiertävän vesiliuoksen fosforihappopitoisuutta. Siinä tapauksessa, että hape-tus/pelkistysagenssina käytetään paria rauta-III/rauta-II, tämän lisätyn liuoksen rauta voi olla rauta-II-ionien tai rauta-III-ionien muodossa ja voi olla peräisin joko fosforihapossa läsnäolevasta raudasta tai rauta-ll- tai rauta-III-suolasta, jota on lisätty tähän liuokseen, tai raudan käsittelystä fosforihapolla.
Il 68664
Toinen haarautettu virta syöttää tasavirtajännite-erottimen mainitun elektrolyyttikennon anodiosastoa, virran voimakkuuden näissä kahdessa osastossa ollessa yhtä suuri, jolloin tuloksena saadaan vesi-faasi, joka on väkevöitynyt olennaisesti U-VI-muodossa olevaan uraaniin nähden ja sisältää hapetus/pelkistysagenssin hapettuneessa tilassa ja joka vesifaasi muodostaa tuotannon. Anodiosastosta lähtevälle vesifaasille, jonka väkevyys VX-hapetusasteiseen uraaniin nähden on korkea, suoritetaan fysikaalisia ja kemiallisia lisäkäsit-telyjä, jotka eivät kuulu keksinnön puitteisiin, uraanin talteenotta-miseksi.
Keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseen käytetty elektrolyyttinen kenno on ennestään tunnettu erotuskenno. Erottimena voidaan käyttää jotakin huokoista ainetta kuten keramiikkaa tai jotakin muoviainetta, joka on tehty huokoiseksi sintraamalla tai käyttämällä sen mukana jotakin·huokosten kantajaa tai ioninvaihtokalvoa.
Näistä erotusaineista sopivimpana pidetään kationista ioninvaihtokalvoa, joka mieluimmin on perfluorattua polymeeriä, jossa on sulfo-nihapporyhmiä. Anodi on yleensä grafiittia tai jotakin metallia, joka on päällystetty sähköisesti aktiivisella päällysteellä kuten parilla Ti/jalometalli-seos. Katodi voi koostua eri metalleista kuten platinasta, lyijystä tai parista Ti/jalometalliseos. Kennon muoto on yleensä tasotyyppiä, jossa on suuri elektrodipinta ja pieni elektrodien välimatka. Eräässä ensisijaisessa teollisessa käyttösovellutuksessa käytetään patteria, joka koostuu elektrolyysielemen-teistä, jotka on asennettu sarjaan ennestään tunnettuun suodatuspu-ristintyyppiseen monikennoiseen laitteeseen. Tässä sovellutusmuodossa katodiosastojen syöttö voi olla joko rinnakkainen tai sarjassa, tämä nestevirtaamien säätämistä varten kussakin elementissä. Sähkökemiallisten reaktioiden suosimiseksi saattaa osoittautua edulliseksi suurentaa elektrodien aktiivista pintaa tai aikaansaada voimakas liuosten hämmennys estelevyjen välysten avulla. Samoin anodiosasto-jen syöttö on joko sarjatyyppistä tai rinnakkaista. Lisäksi paineiden tasapainottamiseksi näissä kahdessa osastossa anodiosasto voi olla varustettu poistoliuoksen takaisinkierrätyksellä.
Keksintö selitetään tarkemmin seuraavassa oheisen piirustuksen avulla, jossa: kuvio 1 on kaaviollinen esitys nestevirtojen kierrosta keksinnön pääsovellutusmuodon mukaan, joka voi käsittää lukuisia toteutus- 8 68664 variantteja ja jota toimii yhdellä kosketusvyöhykkeellä ja yhdellä elektrolyyttisellä elementillä tai elementtipatterilla, kuvio 2 esittää erästä toista sovellutusmuotoa, joka sekin toimii yhdellä vyöhykkeellä ja yhdellä elementtipatterilla, kuvio 3 esittää sovellutusmuotoa, jossa on kaksi kosketusvyöhykettä ja kaksi elektrolyyttisten elementtien patteria asianomaisine neste- virtoineen, kuvio 4 on kaaviollinen esitys sovellutusmuodosta, johon kuuluu yksi kosketusvyöhyke ja kaksi elektrolyyttisten elementtien patteria, kuvio 5 esittää sovellutusmuotoa, jossa liuosten kierrätys on toisenlainen ja johon kuuluu yksi kosketusvyöhyke ja yksi elektrolyyttisten elementtien patteri.
Kuviossa 1 on esitetty nestevirtojen kierto pääsovellutusmuodon mukaan. Virtana 1 syötetään orgaanista faasia, joka sisältää uuttoai-neen, tapauksesta riippuen jotakin inerttiä orgaanista laimenninta, ja uraanin hapetusasteessa VI, neste/neste-kosketusvyöhykkeeseen 2. Virtana 6 syötetään samalla tavoin vetistä uuttoliuosta, joka sisältää hapetus/pelkistys-agenssin pelkistetyssä tilassa. Faasien laskeutumisen jälkeen vyöhykkeestä 2 lähtee virtana 3 orgaaninen faasi, josta uraani on poistettu, ja virtana 4 vetinen faasi, joka sisältää uraania-IV ja hapetus/pelkistysagenssin osaksi hapettuneena. Virta 4 jaetaan virraksi 5, joka lisätään virtaan 6 kierrätyssilmukan muodostamiseksi. Jäljellä oleva virta jaetaan vuorostaan kahdeksi virraksi 7 ja 8. Virta 8 syötetään elektrolyyttisten kennojen patterin katodiosastoihin, jotka on kaaviollisesti esitetty kohdassa 12, ja virta 7 syötetään mainitun patterin anodiosastoihin, jotka kaavion isesti on esitetty kohdassa 13. Virtaan 8 lisätään vielä virta 10, joKd koostuu vetisestä liuoksesta, joka sisältää hapetus/pelkistys-agenssin. Katodiosastoista lähtee virta 9, joka, sen jälkeen kun siihen on lisätty virta 5, muodostaa sen vesiliuoksen, joka menee kosketusvyöhykkeeseen 2. Anodiosastoista 13 lähtee vesiliuos, joka johdetaan esittämättä jätettyyn varastoon ja joka sisältää tapauksesta riippuen kompleksoi van hapon, uraania väkevöitynä, olennaisesti muodossa U-VI ja hapetus/pelkistys-agenssin hapettuneena ja joka virta muodostaa tuotannon. Tälle liuokselle suoritetaan sitten lisäkäsittelyjä uraanin taltenottamiseksi.
Tämän pääsovellutusmuodon ensimmäisessä variantissa virta 4 johdetaan kokonaisuudessaan anodiosastoihin 13. Tästä syystä virta 5 on nol-
II
9 68664 la ja virta 8 on nolla, joten vain katodiosastoihin 12 syötetään jatkuvasti tuoretta vesiliuosta, joka sisältää tapauksesta riippuen kompleksoivan hapon ja hapetus/pelkistys-parin.
Toisessa variantissa, jossa virrat 5 ja 8 eivät ole nolla, virta 10 johdetaan virtaan 8 niin että virran 5 lisäämisen jälkeen muodostuu vyöhykkeeseen 2 syötettävä vesiliuosvirta.
Tietenkin siinä tapauksessa, että käytetään paria rauta-II/rauta-III, liuoksen 6 on tyydytettävä edellä selitetyt ehdot mitä tulee suhteeseen rauta-II/rauta-III ja liuoksen pelkistystehoon. Tässä tapauksessa ainoastaan haarautettu virta 8 syötetään katodiosastoihin 12, jossa sille tapahtuu rauta-III-ionien pelkistys.
Kolmannessa, valinnaisessa vaihtoehdossa anodiosastoista 13 lähtevään tuotantovirtaan 11, joka sisältää uraanin olennaisesti muodossa U-VI, voidaan lisätä hyvin pieni määrä kemiallista hapetinta kuten happipitoista vettä, U-IV-ionien muuttaminen U-VI-ioneiksi saattamiseksi loppuun varastoimisen aikana; joka tapauksessa lisätyn kemiallisen hapettimen määrä kuitenkin edustaa erittäin pientä murto-osaa, mieluimmin suuruusluokkaa muutamia prosentteja siitä hapettimen määrästä, joka olisi ollut tarpeen, jotta olisi päädytty uraanin ja hapetus/pelkistys-agenssin täydelliseen hapetukseen kemiallista tietä, käyttämättä tämän keksinnön mukaista menetelmää.
Kuviossa 2 on esitetty sovellutusmuoto, johon kuuluu yksi kosketus-vyöhyke ja yksi elektrolyyttisten elementtien patteri. Yksinkertais-tamistarkoituksessa vetinen kosketusuuttoliuos sisältää jotakin vahvaa ja kompleksoivaa happoa ja jotakin hapetus/pelkistys-agenssia, jöka koostuu rautaioneista. On tietenkin mahdollista käyttää jotakin muutakin hapetus/pelkistys-agenssia, edellyttäen että se tyydyttää edellä esitetyt ehdot.
Virtana 14 syötetään orgaaninen faasi, joka sisältää uuttoaineen, tapauksesta riippuen inertin orgaanisen laimentimen ja uraanin-Vl, kosketusvyöhykkeeseen 16. Virtana 21 syötetään samoin kompleksoivan hapon vesiliuos, joka sisältää rautaa-II. Faasien laskeuttamisen jälkeen vyöhykkeestä 16 lähtee orgaanisen faasin virta 15, joka on luovuttanut uraaninsa ja vesifaasivirta 17, joka sisältää uraania-IV, rautaa-II ja rautaa-IIl. Virta 17 jaetaan kahdeksi virraksi 18 ja 20. Virta 18 syötetään elektrolyyttisten elementtien patterin anodi- 10 68664 osastoihin, jotka on kaaviollisesti esitetty kohdassa 24, joista poistuu virta 19, joka on tuotantovirta ja sisältää kompleksoivan hapon, uraania väkevöitynä, olennaisesti muodossa U-VI, ja rautaa muodossa III, joka virta johdetaan varastoon 1isäkäsittelyä varten. Virtaan 20 lisätään virta 22, joka koostuu kompleksoivan hapon ja rautaionien vesiliuoksesta. Yhdistetty virta 25 syötetään elektrolyyttisten elementtien patterin katodiosastoihin, joita on kaavallisesti merkitty numerolla 23. Osastoista 23 lähtee pelkistyneenä virta 21, joka syötetään kosketusvyöhykkeeseen 16. Samoin, valinnaisesti, tuotantovirtaan 19 voidaan lisätä aivan pieni määrä jotakin kemiallista hapetinta.
Kuvio 3 esittää sovellutusmuotoa, jossa käytetään kahta kosketus-vyöhykettä ja kahta elektrolyysielementtien patteria. Virtana 30 syötetään orgaaninen faasi, joka sisältää uuttoainetta, tapauksesta riippuen orgaanista, inerttiä laimenninta ja uraanin-VI, ensimmäiseen kosketusvyöhykkeeseen 31. Orgaaninen faasi, joka on osaksi luovuttanut uraaninsa, poistuu tästä ensimmäisestä vyöhykkeestä virtana 32, joka syötetään toiseen kosketusvyöhykkeeseen 33. Faasien erottamisen jälkeen orgaaninen faasi, joka on luovuttanut uraaninsa, poistuu virtana 34. Virrasta 39 ja 45, jotka selitetään jäljempänä, yhdistettynä virtana syötetään samoin ensimmäiseen vyöhykkeeseen 31 vesiliuosta, joka sisältää kompleksoivan hapon, rautaioneja ja pienen suhteellisen määrän uraani-IV-ioneja. Kosketuksen ja faasien erottamisen jälkeen vyöhykkeessä 31 siitä poistetaan vesifaasi 35, joka sisältää uraania-IV, rautaa-II ja rautaa-III. Tämä virta jaetaan kahdeksi virraksi 36 ja 37. Virta 36 syötetään elektrolyyttisten elementtien ensimmäisen patterin katodiosastoihin, joita on kaa-viollisesti merkitty numerolla 38. Tämä virta muodostaa pelkistyksen jälkeen virran 39, joka muodostaa osan syötöstä ensimmäiseen kosketusvyöhykkeeseen 31. Virta 37 syötetään perättään toisen elektrolyysielementtien patterin anodiosastoihin, joita on kaaviollisesti merkitty numerolla 40, ja sitten jo mainitun ensimmäisen elektrolyysi-elementin patterin anodiosastoihin 42. Osastoista 42 lähtee virta 43, joka muodostaa tuotannon ja joka johdetaan esittämättä jätettyyn varastoon. Toisessa kosketusvyöhykkeessä 33 orgaanisen faasin virta 32 saatetaan kosketukseen vesiliuoksen 44 kanssa, joka sisältää kompleksoivan hapon, rautaa-II ja rautaa-III ja pienen osuuden uraania-IV. Faasien erottamisen jälkeen vyöhykkeestä 33 poistetaan vesi-faasi, joka jaetaan virraksi 45, joka syötetään yhdessä edellä seli-
II
11 68664 tyn virran 39 kanssa ensimmäiseen kosketusvyöhykkeeseen, ja virraksi 46, joka, sen jälkeen kun siihen on lisätty tuore virta, joka sisältää kompleksoivaa happoa ja rauta-ioneja, syötetään jo mainitun toisen elektrolyysielementtien patterin katodiosastoihin, joita kaa-viollisesti on merkitty numerolla 48. Tietenkin tämän käyttö- ja kierrätyskaavion mukaan ainetasapaino vaatii, että virtana 47 sisään tulevat kompleksoivan hapon ja raudan määrät ovat yhtä suuret kuin ne, jotka poistuvat tuotantovirran 43 mukana.
Kuvio 4 esittää erästä toista sovellutusmuotoa, johon kuuluu useita kosketusvyöhykkeitä ja yksi ainoa elektrolyysielementtien patteri. Orgaanista lähtöfaasia edustaa virta 50, joka perättäin vyöhykkeisssä 58, 56 ja 54 saatetaan kosketukseen jäljempänä selitettävän vesiliuoksen kanssa. Erottamisen jälkeen uraania luovuttanut faasi poistuu vyöhykkeestä 54 virtana 60. Lisäksi virtana 51 syötetään vesiliuosta, joka sisältää kompleksoivaa happoa ja rauta-ioneja. Tätä liuosta syötetään elektrolyysielementtien patterin katodi-osastoihin, joita kaaviollisesta on merkitty numerolla 52. Pelkistetty poistovirta 53 syötetään perättäin ensimmäiseen vyöhykkeeseen 54 kosketusta varten orgaanisen faasin kanssa, ja faasien erottamisen jälkeen toiseen vyöhykkeeseen 56 ja vihdoin kolmanteen vyöhykkeeseen 58 kosketusjärjestyksessä 54, 56, 58, kun taas orgaaninen lähtöfaasi syötetään kosketukseen perättäisjärjestyksessä 58, 56, 54. Jokaisessa vyöhykkeessä 54, 56 ja 58, jotka koostuvat kolmesta patterista sekoitus-laskeutusastioita, viimeisestä sekoitus-laskeutus-astiasta vesifaasin kierrätyssuunnassa ajateltuna, otetaan osa vesi-faasista, joka syötetään takaisin vastaavasti kunkin patterin esim-mäiseen sekoitus-laskeutusastiaan virtoina 55, 57 ja 59. Kosketusvyö-hykkeessä 58 lähtee uraaniin-IV nähden rikastunut vesifaasi 61, joka kokonaisuudessaan johdetaan elektrolyysielementtien patterin anodi-osastoihin, joita kaaviollisesti on merkitty numerolla 62, josta otetaan talteen vetinen, uraaniin-VI nähden rikastunut virta 63, joka muodostaa tuotannon ja joka johdetaan esittämättä jätettyyn varastoon.
Samoin kuin edelliset sovellutusmuodot, tämäkin sovellutusmuoto voi käsittää sen valinnaisen variantin, että tuotantoa käsitellään hyvin pienellä määrällä kemiallista hapetinta.
Kuvio 5 esittää yhdellä kosketusvyöhykkeellä ja yhdellä elektrolyy- U 68664 sielementtien patterilla varustettua keksinnön sovellutusvarianttia. Uraania sisältävä orgaaninen faasi, jota edustaa virta 70, syötetään kosketusvyöhykkeeseen 74, josta se laskeuttamisen jälkeen poistuu uraaninsa luovuttaneena virtana 79. Tähän vyöhykkeeseen syötetään myös kompleksoivan hapon vesiliuosta, joka sisältää rautaa-II ja joka on peräisin elektrolyyttisten erotuselementtien patterin kato-diosastoista, joita kaaviollisesti on merkitty numerolla 72 ja joihin osastoihin syötetään virtana 71 tuoretta, kompleksoivaa happoa ja rauta-ioneja sisältävää liuosta. Tässä vyöhykkeessä suoritetun kosketuksen ja laskeutuksen jälkeen vyöhykkeen poistokohdasta otetaan talteen vesifaasi 76, joka sisältää uraania-IV. Kosketusvyöhykkeessä 74, joka koostuu sekoitus-laskeutusastia-yhdistelmästä, viimeisestä sekoitus-laskeutusastiasta poistuu haaravirta 75, joka syötetään takaisin mainitun patterin ensimmäiseen sekoitus-laskeutusastiaan kierrätyssilmukan 75-74 muodostamiseksi. Virta 76 syötetään mainitun elektrolyysielementtien patterin anodiosastoihin, joita kaaviolli-sesti on merkitty numerolla 77 ja poistuu niistä virtana 78, joka muodostaa tuotannon. Tämä uraaniin-VI nähden rikastunut virta johdetaan varastoon lisäkäsittelyä varten. Samoin kuin edellisten kuvioiden mukaiset sovellutusmuodot tämäkin kuvion 5 mukainen sovellutus-muoto voi valinnaisesti käsittää tuotantovirran 78 käsittelyn hyvin pienellä määrällä kemiallista hapetinta.
Selvää on, että edellä käsiteltyjen kuvioiden edustamat sovellutus-muodot on esitetty ainoastaan havainnollistavassa mielessä eivätkä millään tavoin rajoita keksintöä. Päinvastoin, alan ammattimies saattaa mieltää sovellutusvariantteja, jotka sisältyvät keksinnön puitteisiin sellisina kuin ne on patenttivaatimuksissa määritelty.
Esillä olevan menetelmän tarjoamat edut ovat seuraavat: hapetukseen ja pelkistykseen kuluu vähemmän energiaa kuin erillisissä kennoissa, ja sen johdosta kustannus on vastaavasti pienempi. Lisäksi menetelmä tekee mahdolliseksi sen, että vieraita ioneja ei tule mukaan, ja siinä tapauksessa että hapetus/pelkistys-agenssina käytetään rautaa, rautapitoisuus tuotteessa rajoittuu pitoisuuteen, joka sopii uraanin yksinkertaiseen talteenottoon sellainena, että sen puhtaus on korkea verrattuna ennestään tunnettuihin menetelmiin.
Keksintöä havainnollistetaan sitä rajoittamattomien esimerkkien avulla. Prosenttimäärät tarkoittavat paino-% ellei toisin mainita.
II
13 68664
Esimerkki I
Tämä esimerkki havainnollistaa kuviossa 2 esitettyä sovellutus-muotoa.
Kohtaan 14 syötetään orgaanista faasia, joka inerttinä orgaanisena laimentimena sisältää kerosiinia. Tämä faasi sisältää 0,5-molaarisen pitoisuuden di-(etyyli-2-heksyyli)-fosforihappoa, 0,125-molaarisen pitoisuuden trioktyylifosfiinioksidia ja sisältää lisäksi 190 mg/l uraani-VI-ioneja. Faasin virtaama on 5 1/h. Orgaaninen faasi saatetaan kosketukseen 50°C:ssa, vyöhykkeessä 16, jona on sekoitus-las-keutusastia, vesiliuoksen kanssa, jonka koostumus on seuraava: fosforihappoa : 35 % ilmaistuna P205:na
Fe3* : 0,85 g/1
Fe2+ : 7,15 g/1 U-IV : 6,62 g/1 virtaaman ollessa 5,00 1/h.
Laskeuttamisen jälkeen poistuva vesifaasi 17 jaetaan virraksi 20, jonka virtaama on 4,87 1/h ja virraksi 18, jonka virtaama on 0,13 1/h.
Virtaan 20 lisätään virta 22, joka koostuu fosforihapon vesiliuoksesta, jonka väkevyys on 35 % P2°5' 3oka sisältää 8 g/1 rautaa ferri-muodossa ja jonka virtaama on 0,13 1/h.
Näin saatu virta 25 syötetään elektrolyysikennoon, jonka kalvo koostuu perfluoratusta sulfonipolymeerista (tavaramerkki NAFION, toimittaja Du Pont de Nemours). Eleketrolyysikennossa on kaksi 7 x 20 cm mittaista osastoa, joissa on tasoelektrodit, joista anodi on grafiittia ja katodi lyijyä. Välimatka katodista kalvoon on 3 mm ja anodista kalvoon 3 mm.
Anodiosasto 24 on varustettu viistoristiasetelmassa olevilla este-levyillä, jotka tekevät mahdolliseksi pidentää elektrolyytin kulkutietä ja suurentaa sen nopeutta. Kennoon kohdistetaan 1 ampeerin suuruinen tasavirta, jolloin napajännite asettuu 2 volttiin.
Uuton jälkeen orgaaninen faasi 15 sisältää 18 mg/l uraania.
Virta 18 syötetään elektrolyysikennon anodiosastoon 24.
14 68664
Talteen saadaan fosforihappoliuos 19, jonka väkevyys on 35 % p2°5 ja joka sisältää seuraavia ioneja:
Fe3+ : 8 g/1 U6+ : 5,94 g/1 U4+ : 0,68 g/1
Yhden kg uraania käsittelemiseen tarpeellinen sähköenergian kulutus elektrolyysikennossa on 2 KWh.
Esimerkki 2 Tämä esimerkki havainnollistaa kuviossa 3 esitettyä sovellutusmuotoa. Lämpötila koko laitteessa pysytetään 50°C:ssa.
Virtana 30 syötetään orgaanista faasia, jossa inerttinä, orgaanisena laimentimena on kerosiinia. Tämä faasi sisältää 0,5-molaarisen pitoisuuden di-(etyyli-2-heksyyli)-fosforihappoa, 0,125-molaarisen pitoisuuden trioktyylifosfiinioksidia ja sisältää lisäksi uraani-VI-ioneja 230 mg/1. Tämän faasin virtaama on 5 1/h ja sen lämpötila 50°C.
Kohtaan 7 syötetään tuore vesiliuos, jossa on 34 % p2°5 sisältävää fosforihappoa lämpötilassa 50°C ja 9 g/1 rautaa ferrimuodossa virtaaman ollessa 0,15 1/h. Faasi 30 saatetaan kosketukseen vesiliuoksen kanssa, joka on yhdistetty kahdesta virrasta, nimittäin yhtäältä virrasta 39, jonka virtaama on 5 1/h ja koostumus seuraava: H^PC^ : 34 % ilmaistuna P205:na
Fe2+ : 7,9 g/1
Fe3+ : 1,1 g/1 U-IV : 7,6 g/1 ja toisaalta virrasta 45, joka selitetään jäljempänä.
Kosketusvyöhykkeen 31 poistokohdasta otetaan talteen vesipitoinen virta 35, joka jaetaan kahdeksi virraksi 36 ja 37. Virta 37, jonka virtaama on 0,15 1/h, syötetään toisen elektrolyysikennon, joka on rakenteeltaan samanlainen kuin esimerkissä 1, anodiosastoon 40, kun taas virta 36 syötetään ensimmäisen kennon katodiosastoon 38. Ensimmäisen kennon napoihin kohdistetaan 0,40 ampeerin virta. Kun
II
15 68664 virta 37 on kulkenut toisen kennon anodiosaston 40 läpi, jossa vir-ranvoimakkuus on 0,75 ampeeria, se syötetään virtana 41 ensimmäisen kennon anodiosastoon 42 ja poistuu siitä virtana 43 jonka virtaama on 0,15 1/h ja koostumus seuraava: H-jPO^ : 34 % ilmaistuna P2°5:na
Fe-III : 9 g/1 U-VI : 7,4 g/1 U-IV : 0,2 g/1 Tämä virta, joka muodostaa tuotannon, johdetaan sitten varastoon.
Ensimmäisestä kosketusvyöhykkeestä 31 lähtevä orgaanisen faasin virta 32 menee sitten toiseen vyöhykkeeseen 33, joka koostuu sekoi-tus-laskeutusastiasta. Siinä se saatetaan kosketukseen vesiliuoksen 44 kanssa, jonka virtaama on 5 1/h ja koostumus: H^PO^ : 34 % ilmaistuna P20^:na
Fe-II : 7,9 g/1
Fe-III : 1,1 g/1 U-IV : 0,38 g/1
Vyöhykkeestä 33 lähtevän orgaanisen faasin uraanipitoisuus on 2 mg/1. Vyöhykkeestä 33 lähtevä vesifaasi jaetaan kahdeksi virraksi, joista ensimmäinen 45, jonka virtaama on 0,15 1/h, yhdistetään virtaan 39 ensimmäiseen vyöhykkeeseen 31 syöttämistä varten, kun taas toinen, 46, jonka virtaama on 5 1/h, sen jälkeen kun siihen on lisätty edellä mainittu tuore virta 47, syötetään toisen elektrolvysikennon ka-todiosastoon 48. Se lähtee siitä pelkistettynä virtana 44 ja syötetään toiseen kontaktivyöhykkeeseen 33.
Kohdassa 47 syötettyjen fosfaatti- ja rauta-ionien määrät ovat yhtä suuret kuin virtana 43 poistuvien määrät.
Esimerkki 3 Tämä esimerkki havainnollistaa sitä sovellutusmuotoa, joka on esitetty kuviossa 4.
Kohtaan 50 syötetään orgaanista faasia, joka koostuu keroseenista, joka sisältää di-(etyyli-2-heksyyli)-fosforihappoa, jonka väkevyys on 0,5-molaarinen, trioktyylifosfiinioksidia (0,125-molaarista) ja 16 68664 120 mg/1 U-VI-ioneja. Tämän faasin virtaama on 8 1/h ja lämpötila koko laitteessa on 50°C.
Kohtaan 51 syötetään 33 % P,Or sisältävää fosforihapon vesiliuosta, ^ ^ 3+ 2+ joka lisäksi sisältää 18 g/1 Fe ioneja ja 12 g/1 Fe ioneja, virtaaman ollessa 0,20 1/h, samanlaisen elektrolyysikennon, kuin esimerkissä 1, katodiosastoon 52, jossa sähkövirran voimakkuus on 2,5 ampeeria.
Poistuva vesiliuos 53 sisältää:
Fe-III : 2 g/1
Fe-II : 28 g/1 Tämä liuos johdetaan vastavirtaan orgaaniseen faasiin 50 nähden perättään ko.lmeen sekoitus-laskeutusastiaan 54, 56, 58, jotka on varustettu sisäisillä kierrätyksillä 55, 57 ja vastaavasti 59, joiden virtaamat ovat 4 1/h.
Vyöhykkeestä 54 lähtevä orgaaninen faasi 60 on uraaniin nähden köyhtynyt alle 1 mg/1 pitoisuuteen.
Vyöhykkeestä 53 lähtevä vesifaasi 61 johdetaan elektrolyysikennon anodiosastoon virtaamin 0,2 1/h. Vesifaasi 63, joka muodostaa tuotannon, sisältää 30 g/1 Fe-III-ioneja ja 4,76 g/1 uraani-ioneja, josta 4,2 g/1 on muodossa U-VI.
Esimerkki 4 Tämä esimerkki havainnollistaa kuviossa 5 esitettyä sovellutusmuo-toa. Lämpötila on koko laitteessa 55°C.
Kohtaan 70 syötetään kerosiiniliuosta, joka sisältää 0,5 moolia/1 di-(etyyli-2-heksyyli)-fosforihappoa, 0,125 moolia/1 trioktyylifos-fiinioksidia ja 150 mg/1 U-VI-ioneja. Virtaama on 4 1/h ja lämpötila 55°C.
Samanlaisen kennon kuin esimerkissä 1 on selitetty, katodiosastoon 72 syötetään 55°C lämpötilassa liuos 71 37 % Ρ20^ sisältävää fos forihappoa, joka sisältää 30 g/1 sulfaattina lisättyjä rautaioneja, joista 20 g/1 on muodossa Fe . Virran voimakkuus on 1,0 ampeeria.
11 17 68664
Poistuva liuos 73, joka sisältää 28 g/1 ferri-ioneja, saatetaan kosketukseen orgaanisen faasin 50 kanssa sekoitus-laskeutusastiassa 74, joka on varustettu sisäisellä kierrätyksellä 75, jonka virtaama on 3 1/h.
Poistuva faasi 79 sisältää 15 mg/1 uraania.
Sekoitus-laskeutusastiassa 76 poistuva vesiliuos johdetaan kennon anodiosastoon 74 ja poistuu muodossa 78 ioninpitoisuuksiltaan seuraavanlaisena:
Fe3+ : 30 g/1 U-IV : 0,5 g/1 U-VI : 4,9 g/1 Tämä liuos, joka muodostaa tuotannon, johdetaan varastoon, lisakä-sittelyjä varten.
Claims (25)
1. Orgaanisen, vain vähän IV-hapetusasteista uraania sisältävän, veteen sekoittumattoman faasin sisältämän VI-hapetusasteisen uraanin jatkuvatoiminen talteenotto- ja väkevöimismenetelmä, joka käsittää faasin käsittelyn yhdessä tai useammassa neste/neste-kosteusvyöhykkeessä vetisellä uuttoliuoksella, joka sisältää jotakin liukoista hapetus/pelkistys-agenssia, joka on osaksi tai kokonaan pelkistyneenä ja joka pystyy pelkistämään uraania-VI uraaniksi IV vesiliuoksessa, jolloin uraani vesiliuoksessa pelkistetään ja uutetaan U-IV-ionien muotoon, sekä sitten uraaniin nähden köyhtyneen orgaanisen faasin ja uraanipitoisen vesifaasin erottamisen, joka menetelmä on tunnettu siitä, että 1- vetinen uuttoliuos on kokonaan tai osaksi peräisin tasavirta-jännitteisen elektrolyyttisen erotuskennon katodiosastosta; 2- kosketusvyöhykkeestä poistuva ja uraanilla rikastunut vesifaa-si kokonaan tai osaksi syötetään tasavirtajännite-erotuskennon anodiosastoon, jolloin otetaan talteen vesifaasi, joka on rikastunut olennaisesti muodossa U-VI olevaan uraaniin nähden ja sisältää hapetus/perlkistysagenssin hapettuneena ja muodostaa tuotannon .
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n n e t t u siitä, että orgaaninen faasi sisältää luonteeltaan kationista ha-petusasteessa VI olevan uraanin uuttoainetta.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kationinen uuttoaine on mono- tai dialkyylifosfori-, alkyylifenyylifosfori-, alkyylifosfiini-, alkyylifosfoni- tai alkyylipyrofosforihappo, jossa alkyyliryhmät sisältävät 4-10 hiiliatomia .
4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kationinen uuttoaine on di-(2-etyyliheksyyli)-fosfori-happo . Il i9 686 6 4
5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen mentelmä, tunnet-t u siitä, että orgaaninen faasi sisältää lisäksi jotakin syner-gistä uuttoainetta.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaaninen faasi sisältää di-(2-etyyliheksyyli)-fosfo-rihappoa ja trioksyylifosfiinioksidia.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaaninen faasi sisältää jotakin anionista uuttoainetta, joka on valittu ryhmästä, jonka muodostavat veteen liukenemattomat sekundaariset ja tertiääriset amiinit.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaaninen faasi sisältää jotakin neutraalia, veteen sekoittumatonta uuttoainetta, joka on dialkyylifosfaatti.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaaninen faasi lisäksi sisältää jotakin orgaanista laimenninta tai liuotinta, joka on inerttiä uuttoseokseen nähden ja on valittu ryhmästä, jonka muodostavat halogenoidut tai halogenoimattomat alifaattiset ja aromaattiset hiilivedyt ja petrolieetteri.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että inertti laimennin on kerosiini.
11. Patenttivaatimuksen 6, 9 ja 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laimentimen di-(2-etyyliheksyyli)-fosfori-happopitoisuus on 0,1 ja 2 moolin välillä litraa kohti ja että sen synergisen agenssin pitoisuus on 0,01 ja 2 moolin välillä litraa kohti.
12. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uraanipitoisuus orgaanisessa faasissa on 20 ja 3000 mg välillä litraa kohti, mieluimmin 50 ja 500 mg välillä litraa kohti. 20 68664
13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vetinen kosketukseensaattoliuos on vahvan, uraania-IV kompleksoivan hapon liuos, joka happo on fosfori-, kloorivety- tai rikkihappo.
14. Jonkin patenttivaatimuksista 6, 9, 10, 11 tai 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vetisen uuttoliuoksen fos- forihappopitoisuus on 18 ja 70 paino-% P o välillä, mieluim- 2 5 min suurempi kuin 35 %.
15. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 ja 8-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vetisen uuttoliuoksen sisältämä, pelkistyneessä tilassa oleva hapetus/pelkistysagenssi käsittää rauta- II-ioneja.
16. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 ja 8-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rauta-II-ioneja on läsnä 0,5-100 g välillä vesiliuoksen litraa kohti.
17. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toimitaan lämpötilassa, joka o o on 20 ja 80 c välillä, mieluimmin noin 50 C.
18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaanisen faasin ja vesiliuoksen virtaamien välinen suhde on 20 ja 50 välillä.
19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kosketusvyöhykkeeseen tai kosketus-vyöhykkeisiin kierrätetään takaisin osa kosketusvyöhykkeistä lähtevästä vesifaasista. Il 2i 68 66 4
20. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kosketusvyöhykkeeseen tai -vyöhykkeisiin sisäänmenevä vesiliuos kokonaisuudessaan on peräisin elektro-lyysikennon katodiosastosta, jolloin tarpeen vaatiessa osa vyöhykkeestä poistuvasta faasista kierrätetään sisäisesti takaisin, ja että vyöhykkeistä poistuva faasi kokonaisuudessaan tai vähennettynä sisäisellä takaisinkierrätyksellä, syötetään kennon ano-diosastoon.
21. Jonkin patenttivaatimuksista 13-19 mukainen menetelmä, tunnettu siit, että kosketusvyöhykkeisiin sisäänmenevä vesiliuos kokonaisuudessaan on peräisin elektrolyysikennon katodi-osastosta, että kosketusvyöhykkeestä tai- vyöhykkeistä poistuva vesifaasivirta jaetaan vetiseksi virraksi, joka syötetään anodi-osastoon ja muodostaa tuotannon, ja vetiseksi virraksi joka syötetään mainitun kennon katodiosaston, sen jälkeen kun siihen on lisätty vesivirta, joka sisältää vahvaa, kompleksoivaa happoa ja hapetus/pelkistys-agenssia,, määrinä, jotka vastaavat tuotanto-virrasta poistettuja määriä.
22. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kosketusvyöhyke tai-vyöhykkeet on varustettu sisäisellä vesifaasin takaisinkierrätyksellä, jossa kierrätetyn vesifaasin suhde orgaaniseen faasiin on 0,1 ja 10 välillä, mieluimmin 0,5 ja 2 välillä.
23. Jonkin patenttivaatimuksista 1-19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään useita kosketusvychykkeitä ja useita elektrolyysikennoja.
24. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elektrolyyttisessä kennossa on per-fluorattua sulfonipolymeeriä oleva kalvo. 22 68664
25. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotantovirtaan lisätään vielä jotakin kemiallista hapetinta määrä, joka riittää virrassa jäljellä olevien uraani-IV-ionien hapettamiseen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7823950A FR2433587A1 (fr) | 1978-08-17 | 1978-08-17 | Procede de recuperation de l'uranium contenu dans une phase organique |
FR7823950 | 1978-08-17 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI792545A FI792545A (fi) | 1980-02-18 |
FI68664B true FI68664B (fi) | 1985-06-28 |
FI68664C FI68664C (fi) | 1985-10-10 |
Family
ID=9211858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI792545A FI68664C (fi) | 1978-08-17 | 1979-08-16 | Foerfarande foer tillvaratagande av uran som innehaolles i en organisk fas |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4341602A (fi) |
EP (1) | EP0008552B1 (fi) |
JP (1) | JPS5541992A (fi) |
AT (1) | ATE187T1 (fi) |
BR (1) | BR7905261A (fi) |
CA (1) | CA1127995A (fi) |
DE (1) | DE2960742D1 (fi) |
EG (1) | EG14862A (fi) |
ES (1) | ES483424A1 (fi) |
FI (1) | FI68664C (fi) |
FR (1) | FR2433587A1 (fi) |
GR (1) | GR69708B (fi) |
IL (1) | IL58056A (fi) |
MA (1) | MA18565A1 (fi) |
SU (1) | SU1058511A3 (fi) |
ZA (1) | ZA794288B (fi) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2450233A1 (fr) * | 1979-02-28 | 1980-09-26 | Rhone Poulenc Ind | Procede de recuperation de l'uranium contenu dans un acide phosphorique impur |
US4397820A (en) * | 1980-07-24 | 1983-08-09 | Wyoming Mineral Corporation | Method to maintain a high Fe+2 /Fe+3 ratio in the stripping system for the recovery of uranium from wet process phosphoric acid |
US4578249A (en) * | 1983-09-02 | 1986-03-25 | International Minerals & Chemical Corp. | Process for recovery of uranium from wet process H3 PO4 |
DE3345199A1 (de) * | 1983-12-14 | 1985-06-27 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zur reduktiven plutonium-rueckextraktion aus einer organischen wiederaufarbeitungsloesung in eine waessrige, salpetersaure loesung unter anwendung eines elektrolysestromes |
GB8719045D0 (en) * | 1987-08-12 | 1987-10-07 | Atomic Energy Authority Uk | Liquid treatment process |
US8883096B2 (en) | 2008-07-31 | 2014-11-11 | Urtek, Llc | Extraction of uranium from wet-process phosphoric acid |
CA2731170C (en) | 2008-07-31 | 2014-05-27 | Urtek, Llc | Extraction of uranium from wet-process phosphoric acid |
FR2965056B1 (fr) * | 2010-09-16 | 2013-05-10 | Areva Nc | Procede de mesure de la concentration en uranium d'une solution aqueuse par spectrophotometrie |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2843450A (en) * | 1955-01-18 | 1958-07-15 | Jr Harold W Long | Method of recovering uranium mineral values |
US2790702A (en) * | 1955-06-21 | 1957-04-30 | Robert F Mccullough | Acid treatment of phosphate rock to recover phosphates and uranium |
FR1397587A (fr) * | 1964-05-04 | 1965-04-30 | Le Ministre De La Defense | Perfectionnements apportés aux procédés pour l'extraction d'uranium |
US3616276A (en) * | 1969-04-14 | 1971-10-26 | Allied Chem | Process for changing the valence of a metal of variable valence in an organic solution |
US3737513A (en) * | 1970-07-02 | 1973-06-05 | Freeport Minerals Co | Recovery of uranium from an organic extractant by back extraction with h3po4 or hf |
US3711591A (en) * | 1970-07-08 | 1973-01-16 | Atomic Energy Commission | Reductive stripping process for the recovery of uranium from wet-process phosphoric acid |
US3770612A (en) * | 1970-08-24 | 1973-11-06 | Allied Chem | Apparatus for electrolytic oxidation or reduction, concentration, and separation of elements in solution |
BE771349R (en) * | 1971-08-16 | 1971-12-31 | Allied Chem | Concentrating metals - by preferential soln for different valencies of the metal |
BE771350R (en) * | 1971-08-16 | 1971-12-31 | Allied Chem | Metal transfer - from organic soln to aqs soln by electrochemical oxidation or reduction |
DE2261018C3 (de) * | 1972-12-13 | 1981-02-05 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Gegenstromextraktrionskolonne zur Flüssig-Flüssig-Extraktion bei gleichzeitiger Elektrolyse |
DE2449590C3 (de) * | 1974-10-18 | 1980-06-12 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zur Reinigung von in niedrigen Oxidationszuständen befindlichen Aktiniden |
US4234393A (en) * | 1979-04-18 | 1980-11-18 | Amax Inc. | Membrane process for separating contaminant anions from aqueous solutions of valuable metal anions |
-
1978
- 1978-08-17 FR FR7823950A patent/FR2433587A1/fr active Granted
-
1979
- 1979-08-03 AT AT79400553T patent/ATE187T1/de not_active IP Right Cessation
- 1979-08-03 DE DE7979400553T patent/DE2960742D1/de not_active Expired
- 1979-08-03 EP EP79400553A patent/EP0008552B1/fr not_active Expired
- 1979-08-10 US US06/065,504 patent/US4341602A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-08-15 ZA ZA00794288A patent/ZA794288B/xx unknown
- 1979-08-15 IL IL58056A patent/IL58056A/xx unknown
- 1979-08-15 EG EG500/79A patent/EG14862A/xx active
- 1979-08-15 SU SU792800306A patent/SU1058511A3/ru active
- 1979-08-16 BR BR7905261A patent/BR7905261A/pt unknown
- 1979-08-16 FI FI792545A patent/FI68664C/fi not_active IP Right Cessation
- 1979-08-16 ES ES483424A patent/ES483424A1/es not_active Expired
- 1979-08-16 GR GR59840A patent/GR69708B/el unknown
- 1979-08-16 MA MA18764A patent/MA18565A1/fr unknown
- 1979-08-16 CA CA333,928A patent/CA1127995A/fr not_active Expired
- 1979-08-16 JP JP10362879A patent/JPS5541992A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR7905261A (pt) | 1980-05-06 |
FI68664C (fi) | 1985-10-10 |
CA1127995A (fr) | 1982-07-20 |
JPS5541992A (en) | 1980-03-25 |
US4341602A (en) | 1982-07-27 |
ES483424A1 (es) | 1980-05-16 |
EP0008552B1 (fr) | 1981-09-02 |
FI792545A (fi) | 1980-02-18 |
ATE187T1 (de) | 1981-09-15 |
GR69708B (fi) | 1982-07-09 |
FR2433587A1 (fr) | 1980-03-14 |
FR2433587B1 (fi) | 1981-01-09 |
SU1058511A3 (ru) | 1983-11-30 |
IL58056A (en) | 1983-05-15 |
EP0008552A1 (fr) | 1980-03-05 |
ZA794288B (en) | 1980-09-24 |
JPS6135256B2 (fi) | 1986-08-12 |
MA18565A1 (fr) | 1980-04-01 |
EG14862A (en) | 1985-06-30 |
DE2960742D1 (en) | 1981-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI66822B (fi) | Foerfarande foer tillvaratagande av uran ur foerorenad fosforsyra | |
US8703077B2 (en) | Extraction of uranium from wet-process phosphoric acid | |
FI68664B (fi) | Foerfarande foer tillvaratagande av uran som innehaolles i en organisk fas | |
CN103842557A (zh) | 从硫代硫酸盐溶液电回收金和银 | |
US3616276A (en) | Process for changing the valence of a metal of variable valence in an organic solution | |
GB2243016A (en) | Decontamination of radioactive metals | |
US4676957A (en) | Electrolytic separation of cerium/rare earth values | |
JP2650065B2 (ja) | 硫酸の回収方法 | |
Lei et al. | Comparative study on electrochemical treatment of cyanide wastewater | |
US9656873B2 (en) | Purification of tungsten carbide compositions | |
CA2136052A1 (en) | Process for the electrochemical dissolution of sulfur-containing and/or concentrated minerals by ion-exchange membranes and potential differences | |
KR910004612B1 (ko) | 유로퓸(Eu)의 전기 분해에 의한 환원 및 분리방법 | |
FI79722C (fi) | Foerfarande foer att avskilja arsenik fraon arsenik innehaollande sura loesningar. | |
KR840001065B1 (ko) | 유기상에 포함되어 있는 우라늄의 회수방법 | |
KR840001196B1 (ko) | 습식 인산으로부터 우라늄을 회수하는 방법 | |
DE3522714A1 (de) | Verfahren zur chemischen reaktivierung einer redoxzelle | |
Lei et al. | Oxidative electrolysis leaching of an arsenical copper sulfide concentrate | |
SU815084A1 (ru) | Способ электрохимического разложе-Ни фОСфОРиТА | |
Yang et al. | Leaching of galena by regenerated ferric ion (Fe3+) via electro-oxidation | |
Shibayama et al. | On application of solvent extraction and chelating Ion-exchange resin for purification if copper electrolytes | |
SU998589A1 (ru) | Электрохимический смеситель-отстойник | |
Cooke et al. | Ferrous/ferric depolarization in copper electrowinning: mass transport and current efficiency considerations | |
Hein et al. | Continuous Determination of Copper in Sulphuric Acid Pickling Solutions--Fundamentals and Industrial Application of Chain of Concentration Measurements | |
BG100088A (bg) | метод за получавне на електролитна мед от бедни многокомпонентни разтвори |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: RHONE- POULENC INDUSTRIES |