RU2458164C1 - Способ ионообменного извлечения урана из серно-кислотных растворов и пульп - Google Patents
Способ ионообменного извлечения урана из серно-кислотных растворов и пульп Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458164C1 RU2458164C1 RU2011122157/02A RU2011122157A RU2458164C1 RU 2458164 C1 RU2458164 C1 RU 2458164C1 RU 2011122157/02 A RU2011122157/02 A RU 2011122157/02A RU 2011122157 A RU2011122157 A RU 2011122157A RU 2458164 C1 RU2458164 C1 RU 2458164C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- exchange resin
- anion exchange
- sulfuric acid
- sorption
- Prior art date
Links
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 46
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims description 5
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 title claims description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 27
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 13
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 4
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 4
- BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N ammonium bisulfate Chemical compound [NH4+].OS([O-])(=O)=O BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- -1 bisulfate ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 10,10-dioxo-2-[4-(N-phenylanilino)phenyl]thioxanthen-9-one Chemical compound O=C1c2ccccc2S(=O)(=O)c2ccc(cc12)-c1ccc(cc1)N(c1ccccc1)c1ccccc1 FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- CBXWGGFGZDVPNV-UHFFFAOYSA-N so4-so4 Chemical compound OS(O)(=O)=O.OS(O)(=O)=O CBXWGGFGZDVPNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к способу извлечения урана из сернокислотных растворов и пульп. Способ включает сорбцию урана анионитом, десорбцию урана из насыщенного анионита серной кислотой и получение готовой продукции из десорбата. При этом десорбцию урана из насыщенного анионита ведут раствором серной кислоты концентрацией 70-100 г/л в присутствии 1-2 моль/л сульфата аммония. Техническим результатом является уменьшение содержания серной кислоты в десорбирующем растворе и товарном десорбате и сокращение расхода серной кислоты, уменьшение соотношения потоков десорбирующего раствора и анионита на десорбции, увеличение содержания урана в товарном десорбате при уменьшении объема товарного десорбата и уменьшение на 1-2 порядка остаточного содержания урана в анионите после десорбции. 2 ил. 1 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к способу извлечения урана из сернокислотных растворов и пульп.
При сорбционной переработке сернокислых продуктивных растворов выщелачивания урана наиболее экономичным способом десорбции урана из насыщенных анионитов является десорбция раствором серной кислоты /1/.
Преимуществом сернокислотной десорбции является также меньшая экологическая нагрузка на окружающую среду по сравнению со способами, использующими нитратсодержащие растворы.
Несмотря на это, применение сернокислотной десорбции сдерживается необходимостью использования растворов серной кислоты высокой концентрации (150-200 г/л), обеспечивающих достаточную степень десорбции урана из анионита (низкую остаточную емкость урана в анионите) при экономически оправданном соотношении потоков десорбирующего раствора и анионита и содержании урана в товарном десорбате. Высокая концентрация серной кислоты в десорбирующем растворе приводит к ее повышенному расходу, повышенному расходу щелочного реагента на нейтрализацию товарного десорбата, а также к необходимости использования в качестве конструкционного материала дефицитной и дорогостоящей коррозионностойкой высоколегированной нержавеющей стали.
Наиболее близким, принятым за прототип, является способ ионообменного извлечения урана из сернокислотных растворов и пульп, включающий в себя сорбцию урана анионитом, десорбцию урана, получение готовой продукции из десорбата, где в качестве десорбирующего раствора используют раствор серной кислоты концентрацией 15-18%. /Ю.В.Нестеров. «Иониты и ионообмен. Сорбционная технология при добыче урана и других металлов методом подземного выщелачивания». М., 2007, ООО «Юникорниздат». - 480 с, стр.265-281/.
Недостатком способа-прототипа является высокое содержание серной кислоты в десорбирующем растворе (и товарном десорбате), высокое остаточное содержание урана в анионите после десорбции и большое соотношение потоков десорбирующего раствора и анионита.
Техническим результатом изобретения является повышение содержания урана в товарном десорбате, уменьшение соотношения потоков десорбирующего раствора и анионита, снижение остаточного содержания урана в анионите после десорбции при одновременном уменьшении содержания серной кислоты в десорбирующем растворе.
Технический результат достигается тем, что в способе ионообменного извлечения урана из сернокислотных растворов и пульп, включающем в себя сорбцию урана анионитом, десорбцию урана серной кислотой, получение готовой продукции из десорбата, десорбцию урана из насыщенного анионита ведут раствором серной кислоты концентрацией 70-100 г/л в присутствии 1-2 моль/литр сульфата аммония.
При этом сульфат аммония в оборотном десорбирующем растворе образуется при нейтрализации товарного десорбата перед осаждением товарного продукта. Т.е. дополнительного его введения в десорбирующий раствор не требуется.
Снижение кислотности десорбирующего раствора приводит к уменьшению расхода серной кислоты, расхода щелочного реагента на нейтрализацию.
Увеличение содержания урана в товарном десорбате (уменьшение соотношения потоков десорбирующего раствора и анионита) приводит к уменьшению издержек на осаждение товарного продукта (уменьшение объемов оборудования, расхода реагентов и т.д.).
Использование такого сульфатно-сернокислого десорбирующего раствора позволит использовать в качестве конструкционного материала экономно легированные нержавеющие стали.
Пример 1
Десорбцию урана растворами серной кислоты и серной кислоты в присутствии сульфата аммония проводили в динамических условиях в сорбционных колонках высотой 500 мм, объемом анионита 30 мл. Десорбирующий раствор подавали снизу колонки перистальтическим насосом с расходом 1 объем раствора на объем анионита в час в течение 10 часов.
Содержание урана в насыщенном анионите составляло 49 кг/т. По прототипу - 40 кг/т.
На фиг.1 показаны выходные кривые десорбции урана из анионита АМП растворами серной кислоты различной концентрации в присутствии 1,5 моль/литр сульфата аммония.
В таблице 1 показаны технологические показатели десорбции урана из анионита АМП по способу-прототипу и по предлагаемому способу.
| Таблица 1 | ||||
| Технологические показатели десорбции урана из анионита растворами серной кислоты и серной кислоты в присутствии сульфата аммония | ||||
| Содержание в десорбирующем растворе | Остаточное сод. U в анионите, кг/т | Соотношение потоков дес. р-ра и анионита, V/V | Содержание U в десорбате, г/л | |
| H2SO4, г/л | SO4 2- моль/л | |||
| По прототипу | ||||
| 150-180 | - | 1,5-2,5 | 3-4 | 5-7 |
| По заявляемому способу | ||||
| 57 | 1,5 | 0,66 | 5,0 | 4 |
| 71 | 1,5 | 0,25 | 2,8 | 7 |
| 87 | 1,5 | 0,03 | 2,3 | 9 |
| 100 | 1,5 | 0,01 | 2,0 | 10 |
| 100 | 1,0 | 0,02 | 2,8 | 7 |
Как видно из фиг.1 и таблицы 1, добавление 1,5 моль/литр сульфата аммония в раствор серной кислоты концентрацией 71 г/л позволяет получить такой же выход товарного десорбата, как в прототипе - 3 V/V анионита, и такое же содержание урана в товарном десорбате. Однако остаточное содержание урана в анионите в нашем случае (0,25 кг/т) на порядок ниже, чем по прототипу. При увеличении концентрации серной кислоты в десорбирующем растворе до 100 г/л приводит к уменьшению потока товарного десорбата до 2 V/V анионита и уменьшению остаточного содержания урана в анионите еще на порядок - до 0,01 кг/т.
Добавление в раствор 1,0 моль/литр сульфата аммония также позволяет получить такой же выход товарного десорбата, как в прототипе, но при концентрации серной кислоты 100 г/л. Остаточное содержание урана в анионите при этом составляет 0,02 кг/т, что на 2 порядка меньше, чем при десорбции по прототипу.
Пример 2
В десорбирующий раствор серной кислоты концентрацией 100 г/л добавили 1,0 и 1,5 моль/л сульфата аммония.
На фиг.2 показаны выходные кривые десорбции урана этими растворами и раствором чистой серной кислоты концентрацией 100 г/л.
В таблице 1 показаны технологические показатели десорбции урана из анионита АМП по способу-прототипу и по предлагаемому способу.
Добавление в раствор 1,0 моль/литр сульфата аммония также позволяет получить такой же выход товарного десорбата, как в прототипе, но при концентрации серной кислоты 100 г/л. Остаточное содержание урана в анионите при этом составляет 0,02 кг/т, что на 2 порядка меньше, чем при десорбции по прототипу.
Ясно, что дальнейшее уменьшение содержания сульфата аммония в десорбирующем растворе приведет к необходимости одновременного увеличения концентрации серной кислоты до значений, близких к значениям по прототипу.
Увеличение содержания соли сульфата аммония в десорбирующем растворе более 2,0 моль/литр не оправдано технологически (экономически), поскольку приведет к ненужному дополнительному расходу сульфата.
Пример 3
В десорбирующий раствор серной кислоты концентрацией 100 г/л добавили 1,0 моль/л сульфата аммония и 1,0 моль/л сульфата натрия.
На фиг.2 показаны выходные кривые десорбции урана этими растворами и раствором чистой серной кислоты концентрацией 100 г/л.
Добавление в раствор 1,0 моль/литр сульфата натрия практически не приводит к улучшению десорбции урана из анионита по сравнению с десорбцией чистой серной кислотой.
Таким образом, для интенсификации процесса десорбции урана необходим не просто сульфат-ион, но сульфат аммония. Вероятно ион аммония сдвигает равновесие между сульфат- и бисульфат-ионом в десорбирующем растворе в сторону бисульфата, а бисульфат-ион является более сильным десорбентом урана, чем сульфат.
Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемый способ позволяет:
- Уменьшить содержание серной кислоты в десорбирующем растворе и товарном десорбате и сократить расход серной кислоты.
- Уменьшить соотношение потоков десорбирующего раствора и анионита на десорбции.
- Увеличить содержание урана в товарном десорбате при уменьшении объема товарного десорбата.
- Уменьшить на 1-2 порядка остаточное содержание урана в анионите после десорбции.
Claims (1)
- Способ ионообменного извлечения урана из серно-кислотных растворов и пульп, включающий сорбцию урана анионитом, десорбцию урана из насыщенного анионита серной кислотой и получение готовой продукции из десорбата, отличающийся тем, что десорбцию урана из насыщенного анионита ведут раствором серной кислоты концентрацией 70-100 г/л в присутствии 1-2 моль/л сульфата аммония.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011122157/02A RU2458164C1 (ru) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Способ ионообменного извлечения урана из серно-кислотных растворов и пульп |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011122157/02A RU2458164C1 (ru) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Способ ионообменного извлечения урана из серно-кислотных растворов и пульп |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2458164C1 true RU2458164C1 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=46849620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011122157/02A RU2458164C1 (ru) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Способ ионообменного извлечения урана из серно-кислотных растворов и пульп |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2458164C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2627078C1 (ru) * | 2016-11-08 | 2017-08-03 | Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ сорбционного извлечения урана из сернокислых растворов и пульп |
| RU2735528C2 (ru) * | 2016-03-18 | 2020-11-03 | Дау Глоубл Текнолоджиз, Ллк | Извлечение урана |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB809327A (en) * | 1954-12-31 | 1959-02-25 | Atomic Energy Authority Uk | Recovery of uranium from ores thereof |
| FR2376215A1 (fr) * | 1976-12-28 | 1978-07-28 | Minatome Corp | Procede d'extraction de l'uranium de ses minerais utilisant des solutions de carbonates et de bicarbonates alcalinoterreux en presence de gaz carbonique |
| US4430308A (en) * | 1982-12-13 | 1984-02-07 | Mobil Oil Corporation | Heated ion exchange process for the recovery of uranium |
| EP0204217A1 (en) * | 1985-05-28 | 1986-12-10 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Recovery of metals adsorbed on chelating agents |
| RU2192492C2 (ru) * | 2000-01-11 | 2002-11-10 | Акционерное общество открытого типа "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" | Способ переработки урановых руд |
| RU2259412C1 (ru) * | 2004-01-13 | 2005-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ ионообменного извлечения урана из сернокислых растворов и пульп |
-
2011
- 2011-05-31 RU RU2011122157/02A patent/RU2458164C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB809327A (en) * | 1954-12-31 | 1959-02-25 | Atomic Energy Authority Uk | Recovery of uranium from ores thereof |
| FR2376215A1 (fr) * | 1976-12-28 | 1978-07-28 | Minatome Corp | Procede d'extraction de l'uranium de ses minerais utilisant des solutions de carbonates et de bicarbonates alcalinoterreux en presence de gaz carbonique |
| US4430308A (en) * | 1982-12-13 | 1984-02-07 | Mobil Oil Corporation | Heated ion exchange process for the recovery of uranium |
| EP0204217A1 (en) * | 1985-05-28 | 1986-12-10 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Recovery of metals adsorbed on chelating agents |
| RU2192492C2 (ru) * | 2000-01-11 | 2002-11-10 | Акционерное общество открытого типа "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" | Способ переработки урановых руд |
| RU2259412C1 (ru) * | 2004-01-13 | 2005-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ ионообменного извлечения урана из сернокислых растворов и пульп |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НЕСТЕРОВ Ю.В. Иониты и ионообмен. Сорбционная технология при добыче урана и других металлов методом подземного выщелачивания. - М.: ООО «Юникорн-издат», 2007, с.265-281. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2735528C2 (ru) * | 2016-03-18 | 2020-11-03 | Дау Глоубл Текнолоджиз, Ллк | Извлечение урана |
| RU2627078C1 (ru) * | 2016-11-08 | 2017-08-03 | Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ сорбционного извлечения урана из сернокислых растворов и пульп |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2621504C2 (ru) | Извлечение никеля и кобальта с использованием непрерывного ионного обмена | |
| CN103243218B (zh) | 一种从含钼高浓度酸性浸出液中萃取钼的方法及萃取剂的应用 | |
| CN111410216A (zh) | 一种从高镁锂比水中提取锂并制备碳酸锂的方法 | |
| CN105217644B (zh) | 一种利用高镁锂比盐湖卤水制备镁基水滑石联产硼酸的方法 | |
| Mahmoudi et al. | Effect of the chloride content of seawater on the copper solvent extraction using Acorga M5774 and LIX 984N extractants | |
| CN104018012A (zh) | 一种从氯化铝溶液中提取镓的方法 | |
| CN103194614A (zh) | 一种低品位含铜金矿堆浸-炭吸附生产的方法 | |
| CN105016368A (zh) | 含铁氯化铝溶液除铁的方法 | |
| CN108975556A (zh) | 净化回收老化磷酸抛光液的方法 | |
| CN102277496A (zh) | 一种含镍废液中回收镍的处理方法 | |
| RU2458164C1 (ru) | Способ ионообменного извлечения урана из серно-кислотных растворов и пульп | |
| CN103421953A (zh) | 一种钒、钼深度分离的方法 | |
| WO2023022627A4 (en) | Method for lithium sorption extraction from lithium-containing brines | |
| CN101519724A (zh) | 一种含低量镍废水中镍的回收方法 | |
| CN111286608B (zh) | 一种基于浮游萃取选择性分步分离钽铌的方法 | |
| CN105200233A (zh) | 一种从电解锰阳极液中回收锰镁的方法 | |
| CN103933831B (zh) | 一种生产4-氨基三氟甲苯工艺中氨气的回收方法 | |
| Lebron et al. | Hybrid membrane distillation and ion exchange process for resources recovery from mining wastewater | |
| CN109824195A (zh) | 一种资源化高盐废水中氯离子的系统和方法 | |
| RU2493279C2 (ru) | Способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд | |
| WO2023087727A1 (zh) | 利用含钒碳酸化浸出液提钒和沉钒余液循环利用的方法 | |
| Pancharoen et al. | Innovative approach to enhance uranium ion flux by consecutive extraction via hollow fiber supported liquid membrane | |
| CN116983964B (zh) | 一种锂钠分离材料及其制备方法、应用方法 | |
| KR101662725B1 (ko) | 니켈 및 코발트의 추출 방법 | |
| CN103555932B (zh) | 一种钼精矿焙烧的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190601 |