PL45190B1 - - Google Patents

Description

Opnbl&owano dnia 16 stycznia 1962 r. co* O iBlBUCfs** *1 Urzac.:v 1 : , -. .-:t ,vpgo Pulsuj PCTjpjr':' : ¦¦ ¦¦•:! POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45190 Instytut Badan Jadrowych PAN*) Warszawa, Polska Sposób chlorowania uranu w surowcach uranowych Patent trwa od dnia 25 sierpnia 1959 r.Znane sposoby otrzymywania uranu z ma¬ terialów zawierajacych ten pierwiastek, pole¬ gaja na traktowaniu surowców kwasami lub alkaliami. Sposoby te sa objete ogólna nazwa hydrometalurgii uranu.Wymagania, jakie sie tym metodom stawia — to wysoka wydajnosc uranu, mozliwosc rów¬ noczesnego uzyskiwania cennych pierwiastków towarzyszacych uranowi, oszczednosc reagentów itp.Metody hydrometalurgiczne maja szereg cech obnizajacych ich wartosc ekonomiczna. Me¬ toda kwasu siarkowego pozwala co prawda na otrzymanie wysokich uzysków uranu, daje jednak poza tym duza ilosc materialów bez¬ wartosciowych lub o malej wartosci. W ten sposób zaledwie okolo 1—3% uzytkowego kwa¬ su siarkowego reaguje z uranem, podczas gdy *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest doc. Tadeusz Adamski. reszta stanowi strate. Nie ma tez mozliwosci odzyskania kwasu. Glówna wada metody alka¬ licznej jest mala wydajnosc uranu z rudy wynoszaca zaleznie od typu surowca 70—90Vt.Metoda alkaliczna jest bardzo selektywna, co stanowi jej powazna zalete lecz równoczesnie i wade, gdyz nie pozwala w razie potrzeby na wykorzystanie niektórych cennych pier¬ wiastków towarzyszacych uranowi w rudzie.Ogólna wada metod hydrometalurgicznych jest to, ze daja one roztwory bardzo rozcien¬ czone.Jednym ze znanych sposobów wydobywania róznych pierwiastków ze zloza mineralnego jest traktowanie surowca chlorem w obecnosci we¬ gla, przy czym chlor lub wegiel albo obydwa moga byc uzyte w postaci zwiazków. Mozna równiez surowiec traktowac zwiakiem zawie¬ rajacym równoczesnie chlor i wegiel, np. fos- genem, chlorkami weglowodorów itp. W tem¬ peraturze powyzej 300° tworza sie chlorki pier-wiastków poddanych chlorowaniu. Jesli chlor¬ ki te sa lotne, to mozna je skondensowac, absorbowac lub w jakikolwiek inny znany sposób zebrac. Wazna zaleta metody chloro¬ wania w odróznieniu od metod mokrych, to jest metod hydrometalurgicznych, jest uzys¬ kiwanie produktów od razu w postaci wyso¬ ko skoncentrowanej.Metody chlorowania stosowano dotychczas do wydobywania z rud cyrkonu, tytanu, nio¬ bu, tantalu. Wprawdzie uran, podobnie jak glin, tytan, cyrkon, wanad, tworzy chlorki lotne, latwo oddzielajace sie od zloza mine¬ ralnego, jednak mteoda chlorowania surow¬ ców uranowych nie byla dotychczas stosowa¬ na w przemysle ze wzgledu na duze zuzycie reagentów.Proces chlorowania wymienionych wyzej pierwiastków przebiega zazwyczaj gwaltownie, tak ze przy wystarczajacej ilosci chloru re¬ akcji z chlorem ulegaja wszystkie zwiazki, z któ¬ rymi chlor sie styka, a wiec cala podstawowa masa surowca.Surowce uranowe nie sa materialami jedno¬ znacznie okreslonymi, gdyz sa to granity, pias¬ kowce, wegle, lupki, a nawet popioly weglo¬ we. Zawieraja one male ilosci uranu, najczes¬ ciej setne lub dziesiate czesci procentu. Po¬ nadto wystepujace w nich wapn, glin, zelazo, krzem równiez ulegaja chlorowaniu. Dlatego chlo¬ rowanie — w nadmiarze chloru — powoduje tworzenie sie produktów ubocznych jak chlo¬ rku wapnia, chlorku krzemu i innych, co po¬ ciaga za soba duze zuzycie chloru.Proces chlorowania jest egzotermiczny- In¬ tensywne prowadzenie procesu — nadmiar chlo¬ ru, silny strumien, duza szybkosc przeplywu tym wiecej przyczynia sie do wzrostu tem¬ peratury (ponad 1000°), a tym samym stwa¬ rza warunki, w których ulegaja chlorowaniu nawet zwiazki trudniej chlorujace sie, np. zwiazki krzemu.Sposób wedlug wynalazku umozliwia selek¬ tywne prowadzenie procesu chlorowania su¬ rowców uranowych, daje duzy uzysk uranu przy malym zuzyciu reagentów i niski sto¬ pien przereagowania pierwiastków tworzacych chlorki nielotne zuzywajacych nieproduktyw¬ nie chlor oraz ogranicza wytwarzanie chlor¬ ków lotnych o mniejszym cieple tworzenia niz chlorek uranu.Sposób wedlug wynalazku polega na powol¬ nym prowadzeniu procesu chlorowania przy znacznym niedomiarze chloru, wynoszacym za¬ leznie od surowca od 30—75% chloru teore¬ tycznie potrzebnego do schlorowania calej ma¬ sy, przy czym czynnik chlorujacy przepuszcza sie z taka predkoscia, aby w ciagu 1—5 go¬ dzin reagowalo 10—20% masy surowca.Przy takim prowadzeniu procesu, to jest przy stosowaniu odpowiednio malych ilosci chloru i dlugiego czasu kontaktu jego z masa reagujaca uzyskuje sie wysoki stopien przere¬ agowania uranu, bez tworzenia wiekszych ilos¬ ci chlorku glinu i krzemu, poniewaz poczat¬ kowo powstaly chlorek glinu lub krzemu re¬ aguje z uranem tworzac chlorek uranu, gdyz cieplo reakcji tlenku uranu z chlorem i we¬ glem jest wyzsze od ciepla reakcji tlenków glinu i krzemu z chlorem i weglem.Surowiec zmieszany z weglem lub zwiaz¬ kiem zawierajacym wegiel podgrzewa sie do temperatury 500—900°, w zaleznosci od rodza¬ ju surowca, w reaktorze lub poza reaktorem, po czym przepuszcza sie przez ogrzana mase chlor lub odpowiedni reagent zawierajacy chlor z taka predkoscia, by w ciagu 1—5 go¬ dzin przereagowac moglo tylko 10—20°/© masy surowca. Czynnik chlorujacy moze byc wpro¬ wadzony w sposób ciagly lub porcjami w spo¬ sób przerywany. Chlorki lotne kondensuja sie w zwyklych znanych urzadzeniach do konden¬ sacji sublimatów. Najodpowiedniejsze sa kon¬ densatem stosowane do produkcji bezwodnego chlorfcii A|Jinu.By uzyskac lepsze przereagowanie zwiazków uranu przy mozliwie oj^czednym zuzyciu re¬ agentów, dobrze jest iffyro^iec poddac wstep¬ nej obróbce chemicznej lub mechanicznej np. przez uprzednia redukcje zwiazków zelaza do zelaza metalicznego wodorem lub innym gazem redukujacym, przez odpowiednie zmielenie ru¬ dy itp.Przyklad. Poddano chlorowaniii lupek bitumiczny zawierajacy 43,4% czesci lotnych, 29,1% SiOt, 16,6% AUOt, 0,55% U oraz inne skladniki. W temperaturze 800CC uzyskano wy¬ dobycie 90% uranu zawartego w lupku zazy¬ wajac 0,29 kg chloru na 1 kg rudy uranowej w ciagu 1 godziny trwania procesu, przy czym calkowity ubytek masy rudy nie przekraczal 60% (w tym 43,4% czesci lotnych). PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób chlorowania uranu w surowcach ura¬ nowych w obecnosci wegla lub zwiazków za¬ wierajacych wegiel,' znamienny tym, ze przez - a -surowiec uranowy zmieszany z weglem lub zwiazkiem zawierajacym wegiel i ogrzany do temperatury 500—900°C, w zaleznosci od ro¬ dzaju surowca, przepuszcza sie powolnym stru¬ mieniem ciaglym lub przerywanym chlor lub zwiazki zawierajace chlor w ilosci od 30—70°/o teoretycznie potrzebnej do schlorowania calej masy surowca z predkoscia srednia taka, by w ciagu 1—5 godzin przereagowac moglo za¬ ledwie 10—20% calkowitej masy surowca. Instytut Badan Jadrowych PAN Zastepca: mgr inz. Aleksander Zetel rzecznik patentowy PL