RU2451761C1 - Способ переработки химического концентрата природного урана - Google Patents
Способ переработки химического концентрата природного урана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451761C1 RU2451761C1 RU2010144759/02A RU2010144759A RU2451761C1 RU 2451761 C1 RU2451761 C1 RU 2451761C1 RU 2010144759/02 A RU2010144759/02 A RU 2010144759/02A RU 2010144759 A RU2010144759 A RU 2010144759A RU 2451761 C1 RU2451761 C1 RU 2451761C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- coagulant
- solution
- concentration
- extraction
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу переработки химического концентрата природного урана. Способ включает выщелачивание концентрата раствором азотной кислоты с получением суспензии, введение в суспензию коагулянта, разделение суспензии. Затем ведут отделение осветленного раствора от остатка и направляют раствор на экстракцию. При этом в полученную суспензию вводят анионный коагулянт на основе полиакриламида и на суспензию с коагулянтом воздействуют постоянным магнитным полем. Концентрацию коагулянта и продолжительность воздействия магнитным полем выбирают из условия обеспечения в осветленном растворе концентрации нерастворимых остатков не более 100 мг/л. Техническим результатом изобретения явяляется получение раствора, пригодного для последующей экстракции. При экстракции из осветленного раствора не наблюдалось образования нерасслаивающихся эмульсий. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к способам переработки химических концентратов природного урана, которые включают в себя отделение нерастворимых остатков от растворов уранилнитрата (разделение суспензий) и экстракционный аффинаж с использованием трибутилфосфата (ТБФ) в углеводородном разбавителе.
При растворении (выщелачивании) химических концентратов природного урана (ХКПУ) в образующихся растворах уранилнитрата присутствуют нерастворимые остатки (НО), в состав которых входят гидратированные оксиды железа, алюминия и других металлов. В процессе экстракционного аффинажа уранилнитрата НО способствуют образованию нерасслаивающихся эмульсий (медуз) водной фазы с экстрагентом - 30%-ным ТБФ в углеводородном разбавителе, что приводит к нарушению процесса экстракции.
Если экстракционное производство ориентировано на переработку растворов, не содержащих твердой фазы, то нерастворимые остатки следует удалить из растворов. Однако зачастую при выщелачивании ХКПУ образуются суспензии, в которых нерастворимые остатки образуют труднофильтруемые взвеси, такие суспензии трудно разделить на осветленный раствор и остаток.
В способе переработки концентратов оксидов природного урана (Патент РФ №2323883, МПК С01G 43/01(2006/01), опубл. 10.05.2008) нерастворимые остатки отделяют от раствора урана фильтрацией или центрифугированием после проведения выщелачивания в несколько стадий, включающих приготовление концентрированного раствора урана (≈700 г/л) и разбавление его в горячем виде (что довольно небезопасно) слабым раствором азотной кислоты.
Известен способ переработки ХКПУ выщелачиванием раствором азотной кислоты и разделением полученной суспензии на твердую и жидкую составляющие [Козырев А.С., Шикеруи Т.Г., Рябов А.С., Шамин, В.И., Михайлова, Н.А., Скуратова М.В. Интенсификация процессов разделения высококонцентрированных растворов уранила и тонкодисперсных твердых взвесей. Известия Томского политехнического университета. - 2007. - Т.311. - №3. - С.16-19]. Способ включает введение в азотнокислый раствор уранилнитрата с концентрацией урана 300-450 г/л и азотной кислоты 0,7-3,0 моль/л коагулянта катионного типа марки FLOQULAT FL 45 С в количестве 100-200 мг/л. Затем в суспензию вводят катионный флокулянт марки FO 4140 в количестве 1-10 мг/л. После введения коагулянта и флокулянта нерастворимые остатки отделяли от растворов фильтрацией, получали прозрачные растворы уранилнитрата, пригодные для экстракционного процесса. Способ выбран за прототип.
Были продолжены исследования по подбору коагулянтов и применению других методов разделения суспензий, полученных выщелачиванием ХКПУ. Как показали исследования, содержание взвесей НО в растворе уранилнитрата не должно превышать 100 мг/л - максимальное содержание, при котором на стадии экстракции не наблюдается образования нерасслаивающихся эмульсий.
Задачей изобретения является обеспечение отделения раствора уранилнитрата от нерастворимого остатка ХКПУ с получением раствора, пригодного для экстракции.
Поставленную задачу решают тем, что в способе переработки химического концентрата природного урана, включающем выщелачивание раствором азотной кислоты с получением суспензии, введение в суспензию коагулянта, разделение суспензии, отделение осветленного раствора от остатка и направление раствора на экстракцию, в суспензию вводят анионный коагулянт на основе полиакриламида и на суспензию с коагулянтом воздействуют постоянным магнитным полем, при этом концентрацию коагулянта и продолжительность воздействия магнитным полем выбирают из условия обеспечения в осветленном растворе концентрации нерастворимых остатков не более 100 мг/л.
Коагулянт, представляющий собой анионный сополимер акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой 12·106, вводят в суспензию до концентрации 20-100 мг/л.
В суспензии создают постоянное магнитное поле с напряженностью не менее 730 кА/м.
Способ осуществляют следующим образом.
В способе использовали анионный коагулянт на основе полиакриламида - коагулянт (флокулянт) FLOPAM марки AN 923 PWG, представляющий собой анионный сополимер акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой 12·106.
Суспензия, полученная от растворения ХКПУ в растворе азотной кислоты, содержит НО - соединения железа, алюминия и других металлов. В суспензию вводят анионный коагулянт в заданном количестве и воздействуют на суспензию с коагулянтом постоянным магнитным полем. Неионные и катионные коагулянты оказались неэффективными (увеличения эффективности от совмещения действий коагулянта и магнита не произошло).
Перерабатывали ХКПУ с повышенным содержанием железа и алюминия, близким к предельным значениям, приведенным в ASTM C 967-02 на концентрат урановой руды. Исходные суспензии уранилнитрата готовились растворением ХКПУ в растворе азотной кислоты. Концентрация уранилнитрата в полученных суспензиях в пересчете на уран находилась в интервале (203,1-205,7) г/л, концентрация свободной азотной кислоты в интервале (104,1-112,5) г/л, железа 30-33 г/л, алюминия 15-16 г/л. HO составляли около 0,5% от объема раствора.
Были проведены две серии экспериментов:
- в первой серии исследовано влияние на осветление суспензии коагулянта и магнита и продолжительности их воздействия на суспензию;
- во второй серии подобрана оптимальная концентрация коагулянта.
Провели первую серию из 4 опытов.
В опыте 1 исследовали разделение суспензии в процессе ее отстоя. Сразу после завершения растворения ХКПУ полученную суспензию разделили на шесть равных порций объемом 50 мл каждая. Затем сразу после разделения (т.е. без выдержки суспензии) и через заданные интервалы времени (5, 10, 15, 20 и 25 минут выдержки) из каждого стакана отбирали сверху 25 мл суспензии, пробу перемешивали и измеряли оптическую плотность пробы на фотоэлектроколориметре.
В опыте 2 исследовали разделение суспензии после введения в нее коагулянта. В полученную от растворения ХКПУ суспензию, разделенную на шесть порций, добавили коагулянт анионного типа марки AN-923 до его концентрации в суспензии 40 мг/л. Далее провели замер оптической плотности шести проб полученной пульпы сразу после введения коагулянта и через заданные интервалы времени (5, 10, 15, 20 и 25 минут), отбирая из каждого стакана сверху 25 мл суспензии, перемешивая ее и измеряя оптическую плотность пробы на фотоэлектроколориметре.
В опыте 3 исследовали разделение суспензии при воздействии на нее постоянного магнита. На шесть порций суспензии воздействовали постоянными высокоэнергетическими магнитами Nd-Fe-B, создающими магнитное поле в суспензии не менее 730 кА/м (магниты были установлены под дном стеклянных стаканов, в которых находились порции суспензии). Через заданные интервалы времени (5, 10, 15, 20 и 25 минут) из каждого стакана сверху отбирали пробы суспензии и замеряли их оптическую плотность.
В опыте 4 исследовали разделение суспензии при введении в нее коагулянта и воздействии постоянного магнита. Для этого в шесть порций суспензии ввели коагулянт анионного типа марки AN-923 до его концентрации в суспензии 40 мг/л и затем провели операции, как в опыте 3.
В таблице 1 приведены результаты измерения оптической плотности проб, характеризующей степень осветления суспензии, в зависимости от времени воздействия коагулянта и магнита на суспензию (от продолжительности выдержки суспензии до измерений).
Таблица 1 | |||||
Номер пробы | Продолжительность выдержки суспензии, мин | Оптическая плотность проб | |||
Опыт 1 | Опыт 2 | Опыт 3 | Опыт 4 | ||
1 | 0 | 0,87 | 0,86 | 0,89 | 0,87 |
2 | 5 | 0,85 | 0,83 | 0,71 | 0,49 |
3 | 10 | 0,83 | 0,70 | 0,56 | 0,22 |
4 | 15 | 0,80 | 0,59 | 0,43 | 0,15 |
5 | 20 | 0,74 | 0,48 | 0,34 | 0,13 |
6 | 25 | 0,72 | 0,35 | 0,28 | 0,11 |
Как видно из таблицы 1, при воздействии на суспензию коагулянта и магнита в зависимости от времени воздействия осветление суспензии происходит в 2-4 раза более эффективно по сравнению с воздействием только одного коагулянта и в 1,5-3 раза по сравнению с воздействием только одного магнита.
Во второй серии опытов после завершения растворения ХКПУ полученную суспензию разделили на несколько равных порций, в которые коагулянт вводили до концентраций соответственно 20, 40, 60, 100, 200, 500 мг/л. На все порции воздействовали магнитом, как в опытах 3 и 4 первой серии.
Результаты опытов второй серии приведены в таблице 2.
Концентрации нерастворимого остатка 100 мг/л соответствует оптическая плотность осветленного раствора 0,18.
Как видно из таблицы 2, заданное осветление суспензии (оптическая плотность 0,18, соответствующая приемлемой для экстракции концентрации НО, равной 100 мг/л) при введении в суспензию коагулянта и воздействии на суспензию постоянного магнита Nd-Fe-B, создающего магнитное поле напряженностью 730 кА/м, наступает при концентрации коагулянта 20 мг/л и времени воздействия 25 мин. Увеличение концентрации коагулянта до 100 мг/л сокращает продолжительность осветления суспензии до заданной величины до 7,5 минут. Дальнейшее увеличение концентрации коагулянта в суспензии не приводит к существенному ускорению осветления суспензии.
После того, как произошло разделение суспензии на осветленный раствор и остаток, остаток отделили от раствора фильтрацией. Раствор направили на экстракцию. При экстракции не наблюдалось образования нерасслаивающихся эмульсий.
Claims (3)
1. Способ переработки химического концентрата природного урана, включающий выщелачивание раствором азотной кислоты с получением суспензии, введение в суспензию коагулянта, разделение суспензии, отделение осветленного раствора от остатка и направление раствора на экстракцию, отличающийся тем, что в суспензию вводят анионный коагулянт на основе полиакриламида и на суспензию с коагулянтом воздействуют постоянным магнитным полем, при этом концентрацию коагулянта и продолжительность воздействия магнитным полем выбирают из условия обеспечения в осветленном растворе концентрации нерастворимых остатков не более 100 мг/л.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коагулянт, представляющий собой анионный сополимер акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой 12·106, вводят в суспензию до концентрации 20-100 мг/л.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в суспензии создают магнитное поле напряженностью не менее 730 кА/м.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010144759/02A RU2451761C1 (ru) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | Способ переработки химического концентрата природного урана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010144759/02A RU2451761C1 (ru) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | Способ переработки химического концентрата природного урана |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010144759A RU2010144759A (ru) | 2012-05-10 |
RU2451761C1 true RU2451761C1 (ru) | 2012-05-27 |
Family
ID=46231680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010144759/02A RU2451761C1 (ru) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | Способ переработки химического концентрата природного урана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2451761C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3813464A (en) * | 1968-09-04 | 1974-05-28 | Allied Chem | Method of dissolving spent nuclear fuel |
US4832924A (en) * | 1986-12-26 | 1989-05-23 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | Process for producing uranium oxides |
CN1118337A (zh) * | 1995-06-30 | 1996-03-13 | 中国核动力研究设计院 | 用硝酸溶解u3o8的新工艺 |
EP1041578A2 (en) * | 1999-03-24 | 2000-10-04 | General Electric Company | Process for converting uranium metal alloys to UO2 powder and pellets |
RU2323883C2 (ru) * | 2006-02-20 | 2008-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" | Способ переработки концентратов оксидов природного урана |
RU2360988C2 (ru) * | 2007-08-13 | 2009-07-10 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ переработки концентратов природного урана |
-
2010
- 2010-11-01 RU RU2010144759/02A patent/RU2451761C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3813464A (en) * | 1968-09-04 | 1974-05-28 | Allied Chem | Method of dissolving spent nuclear fuel |
US4832924A (en) * | 1986-12-26 | 1989-05-23 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | Process for producing uranium oxides |
CN1118337A (zh) * | 1995-06-30 | 1996-03-13 | 中国核动力研究设计院 | 用硝酸溶解u3o8的新工艺 |
EP1041578A2 (en) * | 1999-03-24 | 2000-10-04 | General Electric Company | Process for converting uranium metal alloys to UO2 powder and pellets |
RU2323883C2 (ru) * | 2006-02-20 | 2008-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" | Способ переработки концентратов оксидов природного урана |
RU2360988C2 (ru) * | 2007-08-13 | 2009-07-10 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ переработки концентратов природного урана |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КОЗЫРЕВ А.С. и др. Интенсификация процессов разделения высококонцентрированных растворов уранила и тонкодисперсных твердых взвесей. Известия Томского политехнического университета, 2007, т.311, №3, с.16-19. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010144759A (ru) | 2012-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sasaki et al. | Selective liquid–liquid extraction of uranyl species using task-specific ionic liquid, betainium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide | |
RU2007130841A (ru) | Способ переработки концентратов природного урана | |
RU2471011C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса | |
CN105331837A (zh) | 一种从赤泥中富集钪的方法 | |
RU2451761C1 (ru) | Способ переработки химического концентрата природного урана | |
WO2019241413A1 (en) | Methods and processes for lignin isolation/extraction | |
Nishi et al. | Application of hybrid process of coagulation/flocculation and membrane filtration for the removal of protozoan parasites from water | |
RU2398036C1 (ru) | Способ переработки химического концентрата природного урана | |
JP2019529704A (ja) | 貴金属を回収する方法 | |
Stanfield et al. | An optimised and standardised test to determine the presence of the protozoa Cryptosporidium and Giardia in water | |
TWI694057B (zh) | 石膏的製造方法及水泥組成物的製造方法 | |
RU2610864C1 (ru) | Способ извлечения ионов церия (iv) из водных растворов | |
US8993828B2 (en) | Method of radium stabilizing in solid effluent or effluent containing substances in suspension | |
RU2323883C2 (ru) | Способ переработки концентратов оксидов природного урана | |
CN103215453A (zh) | 一种清洁利用含砷废水处理废渣的方法 | |
CA3129047A1 (en) | Method and process arrangement for removing si based compounds from a leaching liquor and use | |
RU2576819C1 (ru) | Способ переработки кремнийсодержащих отходов уранового производства | |
CN106478871B (zh) | 一种螯合剂的制备方法 | |
JP5731794B2 (ja) | 高濃度シリカ含有水の凝集処理方法 | |
RU2434961C1 (ru) | Способ переработки урановых руд | |
RU2530081C1 (ru) | Способ извлечения церия | |
NZ757065A (en) | Method of treating titanium-containing slag | |
RU2013130120A (ru) | Способ извлечения молибдена-99 из раствора облученных урановых мишеней | |
RU2765790C1 (ru) | Способ разделения нептуния и плутония в азотнокислых растворах (варианты) | |
Groh | Removal of silica from solutions of nuclear fuels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121102 |