RU2514557C1 - Способ подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке - Google Patents
Способ подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке Download PDFInfo
- Publication number
- RU2514557C1 RU2514557C1 RU2012151707/02A RU2012151707A RU2514557C1 RU 2514557 C1 RU2514557 C1 RU 2514557C1 RU 2012151707/02 A RU2012151707/02 A RU 2012151707/02A RU 2012151707 A RU2012151707 A RU 2012151707A RU 2514557 C1 RU2514557 C1 RU 2514557C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- solution
- nitric acid
- fluorine
- extraction
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к переработке урансодержащего сырья, а именно к способу подготовки сырья к экстракционной переработке. Способ включает выщелачивание урана азотной кислотой и отделение водной фазы от нерастворенного остатка. Затем ведут смешивание нерастворенного остатка с фторсодержащим реагентом, растворение полученной шихты и/или шихты в виде суспензии в растворе азотной кислоты. Полученный раствор возвращают в производственный процесс на экстракцию урана. Концентрация азотной кислоты в растворе составляет не менее 2 моль/л. Растворение осуществляют при концентрации фтор-иона не менее 15 г/л. Растворение ведут при температуре 60-100°С. Техническим результатом является снижение потерь урана, минимизация объемов образующихся отходов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к способам переработки урансодержащего сырья, а именно к способам подготовки этого сырья к экстракционной переработке.
Выщелачивание урансодержащего сырья приводит к образованию пульп, состоящих из водных растворов урана и примесей и нерастворенных частиц. В известных способах для подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке после выщелачивания проводят отделение продуктивного раствора от твердой фазы.
Например, в способе переработки химического концентрата природного урана [Патент РФ №2398036, МПК С22 В 60/02, опубл. 27.08.2010] раствор нитрата уранила получают растворением ХКПУ в растворе азотной кислоты и отделением образовавшегося нерастворенного остатка декантацией.
Способ переработки концентратов оксидов природного урана [Патент РФ №2323883, МПК C01G 43/01, опубл. 10.05.2008] включает выщелачивание урана концентрированной азотной кислотой при повышенной температуре и отделение осадка от водной фазы фильтрацией через полиэфирную ткань ПЭ-100 после отстоя в течение нескольких часов или центрифугированием.
В зависимости от способа разделения отделенный нерастворенный остаток удерживает определенное количество урансодержащего раствора.
В способе переработки урановых руд (прототип) [Тураев Н.С., Жерин И.И. Химия и технология урана. - М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2006, с.40] стадия разделения твердой и жидкой фаз после выщелачивания металлов из руд включает операции сгущения, фильтрации, отмывки твердой фазы от полученного при выщелачивании продукционного раствора. В целях сокращения потерь урана для отмывки твердой фазы применяется неоднократное разбавление в фильтрационно-репульпационном цикле или противоточная декантация [Тураев Н.С., Жерин И.И. Химия и технология урана. - М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2006, с.180-182].
Недостатками данного способа являются сложное аппаратурное оформление и многостадийность процесса переработки нерастворенного остатка; образование значительного объема промывных растворов, приводящее к снижению производительности схемы в целом. Применение вышеупомянутого способа не позволяет обеспечить полного извлечения урана из нерастворенного остатка (остаточное содержание урана доходит до 2% мас.), что приводит к потере урана и увеличению затрат на утилизацию данных отходов. Также высокое содержание общей влаги в нерастворенном остатке (20-30%.) приводит к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат для приведения его в соответствие с нормой НП-020-2000 по содержанию жидкости в отходах, направляемых на хранение и захоронение (не более 3% мас.). Все это, в конечном счете, приводит к увеличению себестоимости переработки в целом.
Задачей изобретения является разработка способа подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке, обеспечивающего снижение потерь урана, минимизацию объемов образующихся отходов, упрощение технологической схемы и как следствие увеличение ее производительности.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке, включающем выщелачивание урана азотной кислотой и отделение водной фазы от нерастворенного остатка, нерастворенный остаток смешивают с фторсодержащим реагентом, растворяют полученную шихту и/или суспензию в растворе азотной кислоты и полученный раствор возвращают в производственный процесс. Концентрация азотной кислоты в растворе составляет не менее 2 моль/л. Растворение осуществляют при концентрации фтор-иона не менее 15 г/л. Процесс ведут при температуре 60-100°С.
На фиг.1 представлена зависимость количества нерастворенного остатка от концентраций фтора и азотной кислоты в системе.
В качестве исходного материала для апробации предложенного способа использовали ХКПУ в виде пероксида урана UО4·Н2О (пероксиурановая кислота H2UC5·H2O). Химический состав данного сырья характеризуется значительным содержанием (до 30% мас., от массы навески) таких «проблемных» примесей, как железо, алюминий, кальций, сера, молибден.
Твердые отходы, образующиеся в процессе растворения любого урансодержащего сырья, состоят из двух основных компонентов:
- нерастворенного остатка (его количество определяется примесным составом исходного сырья и никак не зависит от концентрации азотной кислоты);
- остатки, вызванные гидролизом балластных примесей (эти остатки подвержены растворению в растворе азотной кислоты).
Следовательно, максимальное количество нерастворенного остатка образовывается при минимальном количестве свободной кислоты и максимальном количестве урана в растворе. Поэтому эксперименты проводили с отходами, выделенными из суспензии, полученной с учетом концентрации нитрата уранила в пересчете на уран 450-470 г/л и азотной кислоты 0,1-0,5 моль/л.
Полученную в результате выщелачивания ХКПУ суспензию подвергали фильтрации. Отделенный остаток сушили до постоянной массы (с целью исключения влияния остаточной влаги на изменение массы навески), затем смешивали его с фторсодержащим реагентом. Фтор-ион можно вводить в систему в виде любого водорастворимого реагента. В описываемом опыте в качестве фторсодержащего реагента использовали фторид натрия.
При смешивании нерастворенного остатка с фторсодержащим реагентом были получены образцы суспензии с конечной концентрацией фтор-иона 15, 30, 60, 80, 120 г/л.
Полученные образцы растворяли в азотной кислоте из расчета ее концентрации 0,5-8 моль/л.
На фиг.1 представлены результаты эксперимента, которые позволяют сделать вывод о том, что значительная часть нерастворенного, образующегося после выщелачивания остатка (в виде шихтованной массы (суспензии)) растворяется в растворе 2-х молярной азотной кислоты при концентрации фтор-иона 15 г/л и выше.
Для определения зависимости массы нерастворенного остатка от температуры раствора и концентрации фтора были проведены эксперименты, результаты которых представлены в таблице 1.
Таблица 1 | ||||
Зависимость массы нерастворенного остатка от концентрации фтора и температуры раствора | ||||
Температура раствора, °С | Масса остатка, г | |||
Концентрация фтора в растворе, г/л | ||||
0 | 60 | 80 | 120 | |
25 | 0,92 | 0,59 | 0,43 | 0,38 |
50 | 0,90 | 0,37 | 0,31 | 0,26 |
60 | 0,86 | 0,13 | 0,10 | 0,10 |
80 | 0,84 | 0,11 | 0,09 | 0,10 |
100 | 0,82 | 0,09 | 0,08 | 0,09 |
При определении оптимального температурного режима было установлено, что при минимальных концентрации фтор-иона (на уровне 15 г/л) и азотной кислоты (2 моль/л) наилучшие показатели достигаются при температуре 60-100°С.
Результатом растворения остатка, отделенного от продуктивного раствора, является получение раствора, пригодного для последующей экстракции, обеспечивающей получение продукта, удовлетворяющего требованиям ASTM С 788-03.
Таким образом, предложенный способ подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке обеспечивает снижение потерь урана, минимизацию объемов образующихся отходов.
Отсутствие отделений фильтрации, занимающих до одной трети производственных площадей, или системы 3-7 последовательно соединенных сгустителей для противоточной декантации (по схеме прототипа) обеспечивает упрощение технологической схемы и, как следствие, увеличение ее производительности.
Claims (4)
1. Способ подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке, включающий выщелачивание урана концентрированной азотной кислотой и отделение водной фазы от нерастворенного остатка, отличающийся тем, что нерастворенный остаток смешивают с фторсодержащим реагентом, растворяют полученную шихту и/или шихту в виде суспензии в растворе азотной кислоты и полученный раствор направляют в производственный процесс на экстракцию урана.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворение осуществляют при концентрации фтор-иона не менее 15 г/л.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация азотной кислоты в растворе составляет не менее 2 моль/л.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс растворения ведут при температуре 60-100°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151707/02A RU2514557C1 (ru) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | Способ подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012151707/02A RU2514557C1 (ru) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | Способ подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2514557C1 true RU2514557C1 (ru) | 2014-04-27 |
Family
ID=50515763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012151707/02A RU2514557C1 (ru) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | Способ подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2514557C1 (ru) |
Citations (7)
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 |
RU2003109209A (ru) * | 2002-06-21 | 2004-12-20 | Открытое акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Способ переработки химического концентрата природного урана |
RU2007130841A (ru) * | 2007-08-13 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предпри тие "Сибирский химический комбинат" (RU) | Способ переработки концентратов природного урана |
RU2398036C1 (ru) * | 2009-03-30 | 2010-08-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ переработки химического концентрата природного урана |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2315716C2 (ru) * | 2002-06-21 | 2008-01-27 | Открытое акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Способ переработки химического концентрата природного урана |
-
2012
- 2012-12-03 RU RU2012151707/02A patent/RU2514557C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
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 |
RU2003109209A (ru) * | 2002-06-21 | 2004-12-20 | Открытое акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Способ переработки химического концентрата природного урана |
RU2007130841A (ru) * | 2007-08-13 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предпри тие "Сибирский химический комбинат" (RU) | Способ переработки концентратов природного урана |
RU2398036C1 (ru) * | 2009-03-30 | 2010-08-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ переработки химического концентрата природного урана |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТУРАЕВ Н.С., ЖЕРИН И.И. Химия и технология урана, М., Издательский дом «Руда и металлы», 2006, с.40, 180-182. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103966450B (zh) | 一种铜阳极泥的全湿法预处理方法 | |
RU2736539C1 (ru) | Способ получения оксида ванадия батарейного сорта | |
CN104894384B (zh) | 一种赤泥提钛工艺 | |
CN104988338B (zh) | 一种利用钒钛磁铁矿提取钒的方法 | |
CN104609683B (zh) | 一种铬鞣污泥中重金属铬的再生方法 | |
EP4077751A1 (en) | Recovery of vanadium from slag materials | |
JP5867727B2 (ja) | 希土類元素の分離方法 | |
NO123248B (ru) | ||
Kursun et al. | Solubility of Eskisehir thorium/rare earth ores in sulphuric and nitric acids | |
RU2514557C1 (ru) | Способ подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке | |
CA2596708C (en) | Chemical beneficiation of raw material, containing tantalum-niobium | |
RU2670232C2 (ru) | Способ разделения ниобия и тантала | |
RU2576562C1 (ru) | Способ переработки колумбитового концентрата | |
US9656873B2 (en) | Purification of tungsten carbide compositions | |
RU2618050C1 (ru) | Способ переработки медеэлектролитного шлама | |
CN106636686B (zh) | 盐酸法生产人造金红石浸出母液中提取钪的方法 | |
CN110589858A (zh) | 一种用工业级铍制备氟化铍的方法 | |
CN109133178B (zh) | 一种硫酸锰的生产工艺 | |
RU2485049C1 (ru) | Способ извлечения скандия | |
Balesini et al. | Solvent extraction of zinc from acidic solution obtained from cold purification filter cake of angouran mine concentrate using D2EHPA | |
RU2323883C2 (ru) | Способ переработки концентратов оксидов природного урана | |
Berhe et al. | Green extraction of niobium and tantalum from Kenticha tantalite ore using 1-ethyl-3-methyl imidazolium chloride ionic liquid | |
CN112575207A (zh) | 低浓度酸性钒液萃取制备氧化钒的方法 | |
RU2581327C1 (ru) | Способ извлечения скандия из красного шлама производства глинозема | |
RU2623570C1 (ru) | Способ переработки танталониобиевого концентрата |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171204 |