RU2521606C2 - Method of recycling waste solutions in production of uranium tetrafluoride - Google Patents

Method of recycling waste solutions in production of uranium tetrafluoride Download PDF

Info

Publication number
RU2521606C2
RU2521606C2 RU2012144509/07A RU2012144509A RU2521606C2 RU 2521606 C2 RU2521606 C2 RU 2521606C2 RU 2012144509/07 A RU2012144509/07 A RU 2012144509/07A RU 2012144509 A RU2012144509 A RU 2012144509A RU 2521606 C2 RU2521606 C2 RU 2521606C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
uranium
solutions
solution
sodium hydroxide
production
Prior art date
Application number
RU2012144509/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012144509A (en
Inventor
Евгений Владимирович Ильенко
Юрий Олегович Лашко
Леонид Александрович Плотников
Андрей Иванович Полянский
Николай Васильевич Родченков
Алексей Леонидович Смирнов
Владимир Николаевич Рычков
Михаил Георгиевич Штуца
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод"
Priority to RU2012144509/07A priority Critical patent/RU2521606C2/en
Publication of RU2012144509A publication Critical patent/RU2012144509A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2521606C2 publication Critical patent/RU2521606C2/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to hydrometallurgy of uranium and can be used to recycle mother solutions formed when producing uranium tetrafluoride from nitrate solutions via extraction, re-extraction and heat treatment of uranium compounds obtained from re-extracts to obtain uranium dioxide and further treatment thereof with chloride and fluoride solutions. The method of recycling mother solutions from production of uranium tetrafluoride involves mixing said solutions at pH 4.0-5.2 by bubbling air until pH stabilises and treating with sodium hydroxide at pH 10.5-11.0, separating the uranium-containing residues from the solutions and return thereof to the step of leaching raw products, settling the waste solutions in a tailing pond and pumping the remaining part of the solutions into the ground.
EFFECT: low consumption of nitric acid, sodium hydroxide and lime, reduced discharge of liquid wastes in the tailing pond.
3 cl, 6 tbl

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано для утилизации сбросных растворов при получении тетрафторида урана (ТФУ) из азотнокислых растворов выщелачивания концентратов с использованием процессов экстракции, реэкстракции и термообработки соединений урана, получаемых из реэкстрактов с получением диоксида урана и дальнейшей его обработкой фторидно-хлоридными растворами.The invention relates to uranium hydrometallurgy and can be used to dispose of waste solutions in the preparation of uranium tetrafluoride (TFU) from nitric acid solutions of leaching of concentrates using the processes of extraction, re-extraction and heat treatment of uranium compounds obtained from re-extracts to obtain uranium dioxide and its further treatment with fluoride chloride solutions.

В схеме производства ТФУ (с экстракционным аффинажем азотнокислых выщелачивающих растворов трибутилфосфатом (ТБФ) и последующей твердофазной реэкстракцией раствором карбоната аммония) уран осаждается из растворов в виде кристаллов трикарбонатуранилата аммония (АУТК). Полученный осадок подвергается прокалке с получением UO2, который направляется на получение ТФУ путем обработки его раствором смеси соляной и плавиковой кислот.In the scheme for the production of TFU (with extraction refining of nitric acid leaching solutions with tributyl phosphate (TBP) and subsequent solid-phase reextraction with a solution of ammonium carbonate), uranium is precipitated from solutions in the form of crystals of ammonium tricarbonaturanylate (AUTC). The resulting precipitate is calcined to obtain UO 2 , which is sent to obtain TFA by treating it with a solution of a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acids.

В данной схеме образуются три вида сбросных растворов, содержащих уран и требующих специальной переработки:In this scheme, three types of effluent solutions containing uranium and requiring special processing are formed:

- рафинаты - азотнокислые растворы с концентрацией азотной кислоты от 50 до 100 г/дм3 по HNO3 и урана до 100 мг/дм3;- raffinates - nitric acid solutions with a concentration of nitric acid from 50 to 100 g / dm 3 for HNO 3 and uranium up to 100 mg / dm 3 ;

- фторидно-хлоридные маточные растворы (ФХМ) после получения ТФУ с концентрацией HF до 5 г/дм3, HCl до 50 г/дм3 и урана до 8 г/дм3;- fluoride-chloride mother liquors (PCM) after receiving TFA with a concentration of HF up to 5 g / dm 3 , HCl up to 50 g / dm 3 and uranium up to 8 g / dm 3 ;

- карбонатные маточные растворы (КМ), образующиеся в результате твердофазной реэкстракции урана из насыщенного ТБФ и отделения кристаллов АУТК с содержанием карбоната аммония до 60 г/дм3, урана до 8 г/дм3 и избыточного аммиака до 20 г/дм3.- carbonate mother liquors (KM) resulting from solid-phase reextraction of uranium from saturated TBP and separation of AUTC crystals containing ammonium carbonate up to 60 g / dm 3 , uranium up to 8 g / dm 3 and excess ammonia up to 20 g / dm 3 .

Известны способы утилизации маточников уранового производства путем нейтрализации щелочных реагентов с последующим отделением осадка и сбросом осветленной части на хвостохранилище.Known methods for the disposal of mother liquors of uranium production by neutralizing alkaline reagents, followed by separation of the sediment and dumping the clarified part to the tailings.

Наиболее близким аналогом заявляемому техническому решению является известный способ утилизации оборотных растворов уранового производства, включающий обработку щелочью или известковым «молоком», отделение урансодержащих осадков от растворов и возврат их на стадию выщелачивания исходных продуктов, осветление сбросных растворов на хвостохранилище [Сабрекова О.Г., Сырцов С.Ю. Способы подготовки оборотных растворов производства тетрафторида урана к сбросу. Материалы отраслевой научно-технической конференции, посвященной 50-летию Северской государственной технологической академии, 18-22 мая 2009 г. «Технология и автоматизация атомной энергетики и промышленности ТААЭП-2009», Северск, 2009. С.26].The closest analogue to the claimed technical solution is a known method of disposing of uranium production recycled solutions, including treatment with alkali or lime “milk”, separation of uranium-containing sediments from solutions and returning them to the leaching stage of the starting products, clarification of waste solutions at the tailing dump [O. Sabrekova, Syrtsov S.Yu. Methods of preparing circulating solutions for the production of uranium tetrafluoride for discharge. Materials of the industry scientific and technical conference dedicated to the 50th anniversary of the Seversk State Technological Academy, May 18-22, 2009 “Technology and Automation of Nuclear Energy and Industry TAAEP-2009”, Seversk, 2009. P.26].

По известному способу:By a known method:

- рафинаты (азотнокислые растворы) нейтрализуют известковым «молоком» и сбрасывают на хвостохранилище;- raffinates (nitric acid solutions) are neutralized with lime “milk” and dumped into a tailing dump;

- КМ подвергают нагреву для разрушения карбоната аммония и отгонки аммиака и углекислого газа, кубовый остаток обрабатывают известковым «молоком» с целью осаждения урана и фильтруют, после чего осадки возвращают в технологический цикл, а осветленную часть сбрасывают на хвостохранилище;- CM is subjected to heating to destroy ammonium carbonate and distillation of ammonia and carbon dioxide, the bottom residue is treated with lime “milk” to precipitate uranium and filtered, after which the precipitation is returned to the production cycle, and the clarified part is dumped into the tailing dump;

- ФХМ нейтрализуют известковым «молоком» или раствором гидроксида натрия и фильтруют, затем осадки возвращают в технологический цикл, осветленную часть сбрасывают на хвостохранилище.- The PCM is neutralized with lime “milk” or a sodium hydroxide solution and filtered, then the precipitates are returned to the production cycle, the clarified part is discharged to the tailing dump.

Данный метод переработки позволяет предотвратить попадание отработанных растворов в поверхностные водоемы и перевести большинство токсичных и радиоактивных поливалентных металлов из жидкой фазы в твердую. После заполнения хвостохранилища образовавшиеся осадки будут надежно изолированы от контакта с окружающей средой.This processing method allows to prevent the ingestion of spent solutions into surface water bodies and to transfer most toxic and radioactive polyvalent metals from the liquid phase to the solid phase. After filling the tailings, the formed sediments will be reliably isolated from contact with the environment.

Основные недостатки данного способа заключаются в следующем:The main disadvantages of this method are as follows:

- каждый вид маточных растворов перерабатывается отдельно, что приводит к необоснованному увеличению числа единиц оборудования, включающего реакторы, отстойники, фильтры и т.д.;- each type of mother liquor is processed separately, which leads to an unreasonable increase in the number of units of equipment, including reactors, sumps, filters, etc .;

- значительный расход реагентов, в частности извести, гидроксида натрия и флокулянтов, электроэнергии, пара;- significant consumption of reagents, in particular lime, sodium hydroxide and flocculants, electricity, steam;

- высокое остаточное содержание урана после обработки КМ (более 100 мг/л);- high residual uranium content after processing KM (more than 100 mg / l);

- повышенный сброс жидких отходов на хвостохранилище за счет разбавления маточников известковым «молоком»;- increased discharge of liquid waste to the tailings due to dilution of the mother liquors with lime “milk”;

- большое количество примесей, возвращаемых в технологический цикл с выделенными осадками (в том числе карбоната кальция, поступающего с известковым «молоком»), что приводит к существенному увеличению расхода азотной кислоты при их растворении и снижению качества ТФУ.- a large number of impurities returned to the process cycle with precipitates (including calcium carbonate supplied with lime “milk”), which leads to a significant increase in the consumption of nitric acid during their dissolution and a decrease in the quality of TFU.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение расходов азотной кислоты, извести и гидроксида натрия, снижение энергозатрат на переработку растворов, сокращение объемов сброса пульп на хвостохранилище.The objective of the invention is to reduce the costs of nitric acid, lime and sodium hydroxide, reduce energy costs for processing solutions, reduce the amount of pulp discharged to the tailings.

Технический результат достигается утилизацией оборотных маточных растворов производства тетрафторида урана, включающий операцию осаждения урана из растворов путем их нейтрализации, отличающийся тем, что кислые хлоридно-фторидные маточные растворы от производства тетрафторида урана и/или рафинаты, образующиеся при экстракции урана из азотнокислых растворов фосфорорганическими соединениями, совместно обрабатываются карбонатными маточниками, образующимися при реэкстракции урана и осаждении трикарбонатуранилата аммония, с продувкой растворов воздухом и доосаждением урана гидроксидом натрия при величине pH 8,0-12,0.The technical result is achieved by recycling the mother liquors for the production of uranium tetrafluoride, including the operation of precipitating uranium from solutions by neutralizing them, characterized in that the acid chloride-fluoride mother liquors from the production of uranium tetrafluoride and / or raffinates formed during the extraction of uranium from nitric acid solutions with organophosphorus compounds, jointly treated with carbonate mother liquors formed during the reextraction of uranium and precipitation of ammonium tricarbonaturanilate, with a purge nd solutions air doosazhdeniem uranium and sodium hydroxide at a value pH 8,0-12,0.

При нейтрализации ФХМ и/или рафинатов на первой ступени переработки до величины pH 4,0-5,2 расходуется наибольшее количество нейтрализующего агента от общего количества необходимого для полной нейтрализации, поэтому процесс ведут до указанных пределов pH. При более низких значениях pH резко сокращается расход pH, повышение же значений pH выше указанных значений приводит к неполному осаждению урана из растворов. Это же наблюдается при нейтрализации кислых растворов карбонатным маточником до значений pH ниже 4,0. Продувка воздухом необходима для разрушения карбонат- и бикарбонат-ионов и их удаления из растворов в виде CO2. Если раствор не подвергать продувке воздухом, уран, связанный в карбонатный комплекс, осаждаться не будет. На второй ступени нейтрализации растворы (пульпы) нейтрализуются раствором гидроксида натрия до значения pH 8,0-12,0. Использование гидроксида натрия вместо известкового «молока» связано с тем, что при введении NaOH не происходит осаждения фтора (в виде флюорита) вместе с ураном. Фтор практически весь (на 90-95%) остается в растворе. Поэтому возврат полученных урансодержащих осадков на выщелачивание не будет приводить к увеличению концентрации фтора в растворе и ухудшению показателей экстракции. При поддержании на второй ступени значения pH ниже 8,0 снижается степень осаждения урана, выше 12,0 - происходит необоснованный расход щелочи. При нейтрализации гидроксидом натрия пульпа воздухом не продувается, так как в этом случае эффекта повышения степени осаждения урана не наблюдается.When neutralizing PCM and / or raffinates at the first stage of processing to a pH of 4.0-5.2, the largest amount of neutralizing agent is consumed from the total amount necessary for complete neutralization, so the process is carried out to the indicated pH limits. At lower pH values, the consumption of pH sharply decreases, while an increase in pH values above these values leads to incomplete precipitation of uranium from solutions. The same is observed when neutralizing acidic solutions with a carbonate mother liquor to pH values below 4.0. Air purging is necessary for the destruction of carbonate and bicarbonate ions and their removal from solutions in the form of CO 2 . If the solution is not blown with air, uranium bound to the carbonate complex will not precipitate. In the second stage of neutralization, the solutions (pulps) are neutralized with sodium hydroxide solution to a pH of 8.0-12.0. The use of sodium hydroxide instead of lime “milk” is due to the fact that the introduction of NaOH does not precipitate fluoride (in the form of fluorite) together with uranium. Almost all fluorine (90-95%) remains in solution. Therefore, the return of the obtained uranium-containing sediments to leaching will not lead to an increase in the concentration of fluorine in the solution and to a deterioration in the extraction performance. When the pH value is maintained at the second stage below 8.0, the degree of uranium deposition decreases, above 12.0, an unreasonable alkali consumption occurs. When neutralized with sodium hydroxide, the pulp is not blown with air, since in this case the effect of increasing the degree of deposition of uranium is not observed.

В патентной и научно-технической литературе отсутствуют сведения о совместной обработке сбросных растворов производства ТФУ. Следовательно, предложенное техническое решение характеризуется новизной и обладает существенными отличиями.In the patent and scientific literature there is no information about the joint treatment of waste solutions produced by TFU. Therefore, the proposed technical solution is characterized by novelty and has significant differences.

Таким образом, анализ предложенного технического решения показывает, что между отличительными признаками заявляемого способа и достигаемым при этом результатом существует новая причинно-следственная связь: наличие данных признаков в заявленном способе обеспечивает получение положительного эффекта, а отсутствие этих признаков не дает получить эффект, поставленный целью изобретения.Thus, the analysis of the proposed technical solution shows that between the distinguishing features of the proposed method and the result achieved there is a new causal relationship: the presence of these signs in the claimed method provides a positive effect, and the absence of these signs does not give the effect set by the purpose of the invention .

Сопоставление эффективности предложенного и ранее известного способа (прототипа) приведено в примерах.A comparison of the effectiveness of the proposed and previously known method (prototype) is given in the examples.

Пример 1. В данном примере приводятся результаты, показывающие область значений pH, при которых происходит наиболее полное осаждение урана из маточных растворов при их совместной переработке и обосновывается необходимость продувки воздухом кислых растворов после их нейтрализации КМ.Example 1. In this example, results are presented showing the range of pH values at which the most complete precipitation of uranium from the mother liquors occurs during their joint processing and justifies the need to purge acidic solutions with air after neutralizing CM.

Совместно перерабатывали:Jointly processed:

- рафинаты и КМ;- raffinates and KM;

- ФХМ и КМ;- FKhM and KM;

- смеси рафинатов с ФХМ и КМ.- a mixture of raffinates with FHM and KM.

С целью изучения зависимости остаточной концентрации урана от значения pH (таблица 1) был поставлен ряд опытов, в которых проводилась нейтрализация рафинатов раствором карбоната аммония (иммитатом карбонатного маточного раствора) до определенного значения pH (pHисх), после чего через раствор барботировался воздух до стабилизации значения pH (pHК0Н). В отделенном от осадка растворе была определена остаточная концентрация урана.In order to study the dependence of the residual uranium concentration on the pH value (table 1), a series of experiments were carried out in which the raffinates were neutralized with a solution of ammonium carbonate (imitate of a carbonate mother liquor) to a certain pH value (pH ref ), after which air was bubbled through the solution until stabilization pH values (pH K0H ). In the solution separated from the precipitate, the residual uranium concentration was determined.

Таблица 1Table 1 Зависимость остаточной концентрации урана (Cu) в обработанных растворах от значения pHисх при нейтрализации рафинатов КМ с последующей продувкой воздухомDependence residual uranium concentration (C u) in treated solutions of pH values during neutralization ref raffinates KM followed by purging with air № п/пNo. p / p Параметры осажденияDeposition parameters pHисх pH ref рНК0Н pH K0H Количество урана в осадке, гThe amount of uranium in the sediment, g Си в растворе, мг/дм3 C and in solution, mg / dm 3 1one 3,503,50 3,623.62 нетno 19401940 22 3,63.6 3,743.74 нетno 19001900 33 3,803.80 3,913.91 нетno 18561856 4four 3,903.90 4,064.06 нетno 17781778 55 4,004.00 4,724.72 0,1400.140 22,822.8 66 4,104.10 4,744.74 0,1420.142 22,622.6 77 4,204.20 4,754.75 0,1440.144 22,422.4 88 4,304.30 5,225.22 0,1400.140 22,422.4 99 4,404.40 5,315.31 0,1380.138 20,220,2 1010 4,504,50 5,425.42 0,1360.136 21,321.3 11eleven 4,604.60 5,635.63 0,1330.133 18,618.6 1212 4,704.70 5,855.85 0,1300.130 18,618.6 1313 4,804.80 6,266.26 0,1360.136 8,38.3 14fourteen 4,904.90 6,836.83 0,1380.138 2,52,5 15fifteen 5,005.00 7,137.13 0,1380.138 1,91.9 1616 5,105.10 7,487.48 0,1370.137 3,23.2 1717 5,205.20 7,657.65 0,1350.135 13,913.9 18eighteen 5,305.30 7,727.72 0,1280.128 40,240,2 1919 5,405.40 7,847.84 0,1150.115 232,2232,2 20twenty 5,505.50 7,897.89 0,1040.104 382,0382.0

Для проведения эксперимента брали по 100 мл раствора с содержанием азотной кислоты 70 г/дм3 и урана 2 г/дм3, который заливали в стаканы объемом 200 мл. В стакан с раствором помещался барботер. Из бюретки в стакан подавали раствор карбоната аммония и одновременно вводился воздух. Перемешивание раствора осуществляли с помощью магнитной мешалки.For the experiment, 100 ml of a solution was taken with a content of nitric acid of 70 g / dm 3 and uranium 2 g / dm 3 , which was poured into 200 ml glasses. A bubbler was placed in a glass with a solution. A solution of ammonium carbonate was introduced into the beaker from the burette and air was simultaneously introduced. Mixing the solution was carried out using a magnetic stirrer.

Результаты опытов показали, что наиболее полно уран из рафинатов осаждается в области значений pHисх от 4,0 до 5,2. Дебаланс в количестве осажденного урана и остаточной его концентрации в растворе связан с разбавлением за счет введения раствора карбоната аммония.The results showed that most fully uranium from raffinates deposited in pH values outgoing from 4.0 to 5.2. The imbalance in the amount of precipitated uranium and its residual concentration in the solution is associated with dilution due to the introduction of a solution of ammonium carbonate.

Следует отметить, что без продувки воздухом нейтрализованных растворов уран практически не осаждается, и только в области значения pH 5 появляется небольшая взвесь с переходом урана в осадок из раствора в пределах 15% от его общего количества. Дальнейшая нейтрализация до pH 11,5 гидроксидом натрия не приводит к доосаждению урана.It should be noted that without purging neutralized solutions with air, uranium practically does not precipitate, and only in the pH range of 5 a small suspension appears with the transition of uranium to the precipitate from the solution within 15% of its total amount. Further neutralization to pH 11.5 with sodium hydroxide does not lead to further precipitation of uranium.

Для повышения степени извлечения урана из раствора в осадок предлагается использование комбинированного осаждения: сначала после нейтрализации рафината КМ и барботажа воздуха до стабилизации значения pH (pH1) (при этом основная часть урана переходит в осадок), оставшийся в растворе уран доосаждается дальнейшей нейтрализации раствора щелочью (20%-ным раствором NaOH) до значения рН2 (таблица 2).To increase the degree of uranium extraction from the solution into the precipitate, the use of combined precipitation is proposed: first, after neutralization of the KM raffinate and air sparging until the pH stabilizes (pH 1 ) (the bulk of the uranium goes into the precipitate), the remaining uranium is precipitated with further neutralization of the solution with alkali (20% NaOH solution) to pH 2 (table 2).

Таблица 2table 2 Зависимость остаточной концентрации урана (Cu) в обработанных растворах от значения pHисх при нейтрализации рафинатов КМ с продувкой воздухом и обработкой раствором гидроксида натрияDependence residual uranium concentration (C u) in treated solutions of pH values during neutralization ref raffinates CM with air blowing and by treatment with sodium hydroxide solution № п/пNo. p / p pHисх pH ref pHК0Н pH K0H C0 в смеси мг/дм3 C 0 in a mixture of mg / DM 3 Концентрация урана в растворе (мг/дм3) после обработки гидроксидом натрия до величины pH2 The concentration of uranium in solution (mg / DM 3 ) after treatment with sodium hydroxide to pH 2 pH 8pH 8 pH 9pH 9 pH 10pH 10 pH 11pH 11 pH 11,5pH 11.5 5.5. 4,004.00 4,724.72 22,822.8 20,420,4 16,116.1 6,66.6 6,56.5 6,56.5 6.6. 4,304.30 5,225.22 22,422.4 18,018.0 16,016,0 6,36.3 6,06.0 6,06.0 7.7. 4,404.40 5,315.31 20,220,2 16,116.1 14,114.1 6,06.0 5,95.9 5,95.9 8.8. 4,504,50 5,425.42 21,321.3 14,314.3 12,212,2 10,010.0 5,05,0 5,05,0 9.9. 4,604.60 5,635.63 18,618.6 14,614.6 10,210,2 9,89.8 5,25.2 5,25.2 10.10. 4,704.70 5,855.85 18,618.6 12,612.6 10,110.1 9,59.5 5,05,0 5,05,0 11.eleven. 4,804.80 6,266.26 8,38.3 5,55.5 4,34.3 3,13,1 3,13,1 2,52,5 12.12. 4,904.90 6,836.83 2,52,5 1,21,2 0,90.9 0,80.8 0,60.6 0,60.6 13.13. 5,005.00 7,137.13 1,91.9 0,80.8 0,70.7 0,70.7 0,60.6 0,60.6 14.fourteen. 5,105.10 7,487.48 3,23.2 2,02.0 1,51,5 1,31.3 1,01,0 0,90.9 15.fifteen. 5,205.20 7,657.65 13,913.9 3,33.3 3,13,1 2,52,5 1,41.4 1,11,1 16.16. 5,305.30 7,727.72 43,343.3 40,040,0 40,140.1 40,240,2 40,140.1 40,140.1 17.17. 5,405.40 7,847.84 232,2232,2 104104 7777 6363 5151 4242 18.eighteen. 5,505.50 7,897.89 382,0382.0 320320 289289 177177 150150 156156

Результаты опытов показывают, что рафинаты, нейтрализованные КМ до значений pH 4,0-5,2 с барботажом воздуха после дополнительной обработки гидроксидом натрия содержат значительно меньше урана, чем без обработки щелочью.The results of the experiments show that raffinates neutralized by CM to pH 4.0-5.2 with air sparging after additional treatment with sodium hydroxide contain significantly less uranium than without alkali treatment.

При нейтрализации ФХМ с помощью КМ и дальнейшем пропускании воздуха через раствор осадок не выпадает, что связано с образованием устойчивых фторидных и хлоридных комплексов уранила. При низких значениях pH эти комплексы препятствуют переходу урана в осадок. Поэтому для осаждения урана необходима нейтрализация щелочью до более высоких значений pH, чем в случае с рафинатами. Исходный ФХМ (значение pH составляло 1,81) был нейтрализован КМ значения до pHисх, затем через раствор был пропущен воздух до стабилизации значения pH (pH1), после чего была добавлена щелочь (20% раствор NaOH) до значения рН2. После фильтрации раствор был проанализирован на содержание урана. Результаты опытов представлены в таблице 3.When neutralizing PCM using CM and further passing air through the solution, the precipitate does not precipitate, which is associated with the formation of stable uranyl fluoride and chloride complexes. At low pH values, these complexes prevent the transition of uranium to precipitate. Therefore, the precipitation of uranium requires neutralization with alkali to higher pH values than in the case of raffinates. The initial PCM (pH 1.81) was neutralized by the KM value to pH ref , then air was passed through the solution until the pH value stabilized (pH 1 ), after which alkali (20% NaOH solution) was added to pH 2 . After filtration, the solution was analyzed for uranium content. The results of the experiments are presented in table 3.

Таблица 3Table 3 Зависимость остаточной концентрации урана (Cu) от значения pHисх при нейтрализации ФХМDependence residual uranium concentration (C u) from the pH value in the neutralization ref FHM pHисхpH 3,513,51 4,024.02 4,604.60 4,804.80 4,904.90 5,005.00 5,105.10 5,205.20 5,45,4 pH1 pH 1 4,14.1 4,44.4 4,624.62 4,844.84 4,944.94 5,035.03 5,135.13 5,405.40 6,06.0 рН2 pH 2 11,6011.60 11,5811.58 11,6311.63 11,6511.65 11,6011.60 11,5611.56 11,5911.59 11,5511.55 11,611.6 Cu в растворе, мг/дм3 C u in solution, mg / dm 3 213,5213.5 17,617.6 15,315.3 1,711.71 1,221.22 0,980.98 0,980.98 0,980.98 42,542.5

Результаты опытов показывают, что используя данный метод, можно достичь достаточно полного осаждения урана при нейтрализации ФХМ КМ в области значений pH 4,0-5,2.The results of the experiments show that using this method, it is possible to achieve a fairly complete deposition of uranium by neutralizing the PCM KM in the pH range 4.0-5.2.

Далее приведен пример осаждения урана из смеси всех трех типов маточных растворов. Для этого были приготовлены смеси азотнокислого рафината ФХМ в объемных соотношениях 1:1 и 1:2, которые затем нейтрализовались КМ.The following is an example of the deposition of uranium from a mixture of all three types of mother liquors. For this, mixtures of PCM raffinate nitrate were prepared in volume ratios 1: 1 and 1: 2, which were then neutralized by CM.

В опытах с такими смесями осаждения урана простым пропусканием воздуха достичь не удавалось. Как и в случае со ФХМ, для осаждения приходилось использовать раствор щелочи. Эксперименты проводились таким же образом, как и с одними ФХМ. Результаты представлены в таблицах 4 и 5.In experiments with such mixtures, the deposition of uranium by simple passing of air could not be achieved. As in the case of PCM, an alkali solution had to be used for precipitation. The experiments were carried out in the same way as with FKM alone. The results are presented in tables 4 and 5.

Таблица 4Table 4 Зависимость остаточной концентрации урана (Cu) от значений pHисх при нейтрализации смеси рафинатов и ФХМ в соотношении 1:1 КМDependence residual uranium concentration (C u) of the values of pH in the neutralization ref raffinates and FHM mixture in the ratio 1: 1 CM pHисхpH 3,503,50 4,024.02 4,804.80 4,904.90 5,005.00 5,105.10 5,205.20 5,505.50 pH1 pH 1 3,773.77 4,254.25 4,874.87 4,984.98 5,095.09 5,185.18 5,285.28 6,16.1 pH2 pH 2 11,711.7 11,6211.62 11,6611.66 11,5811.58 11,5911.59 11,611.6 11,511.5 11,4411.44 Cu в растворе, мг/дм3 C u in solution, mg / dm 3 64,664.6 5,525.52 2,202.20 1,961.96 1J11J1 1,471.47 1,711.71 48,648.6

Таблица 5Table 5 Зависимость остаточной концентрации урана (Cu) от значений pHисх при нейтрализации смеси рафинатов и ФХМ в соотношении 1:2 КМDependence residual uranium concentration (C u) of the values of pH in the neutralization ref raffinates and FHM mixture in the ratio 1: 2 CM pHисх pH ref 3,503,50 4,004.00 4,804.80 4,904.90 5,005.00 5,105.10 5,205.20 5,455.45 pH1 pH 1 3,803.80 4,224.22 4,854.85 4,964.96 5,055.05 5,185.18 5,305.30 5,555.55 рН2 pH 2 11,6611.66 11,6011.60 11,6111.61 11,6011.60 11,6011.60 11,5811.58 11,5511.55 11,6011.60 Cu в растворе, мг/дм3 C u in solution, mg / dm 3 55,755.7 3,433.43 1,961.96 1,961.96 1,221.22 1,221.22 2,442.44 44,3544.35

Пример 2. В стаканы объемом 1 л поместили мешалку и электроды pH-метра. В три стакана заливали по 0,5 л производственного раствора рафината состава по основным компонентам: азотная кислота 60 г/дм3, нитрат аммония около 100 г/дм2, урана 0,11 г/дм2, железа 10 г/дм2. В другие четыре стакана вводили такой же объем ФХМ состава: 40 г/дм3 соляной кислоты, 2 г/дм2 плавиковой кислоты и 6 г/дм2 урана. Для следующего эксперимента использовали смесь ФХМ и рафината в соотношении 1:1 и 2:1. Каждую из этих смесей также заливали в три стакана.Example 2. In a 1 liter beaker, a stirrer and pH meter electrodes were placed. Three liters of each were filled with 0.5 L of a production solution of the raffinate composition according to the main components: nitric acid 60 g / dm 3 , ammonium nitrate about 100 g / dm 2 , uranium 0.11 g / dm 2 , iron 10 g / dm 2 . The other four glasses were injected with the same volume of PCM composition: 40 g / dm 3 of hydrochloric acid, 2 g / dm 2 of hydrofluoric acid and 6 g / dm 2 of uranium. For the next experiment, a mixture of PCM and raffinate in a ratio of 1: 1 and 2: 1 was used. Each of these mixtures was also poured into three glasses.

Все перечисленные партии растворов подвергались обработке по следующим схемам:All of the listed batches of solutions were processed according to the following schemes:

1. Нейтрализация 10% известковым «молоком».1. Neutralization with 10% lime “milk”.

2. Нейтрализация КМ до значения pH 5,0 с последующей нейтрализацией 20% раствором гидроксида натрия до значения pH 10,5.2. Neutralization of KM to a pH value of 5.0, followed by neutralization with a 20% sodium hydroxide solution to a pH value of 10.5.

3. Нейтрализация КМ до значения pH 5,0 с последующей продувкой воздухом в течение 20-30 мин до стабилизации значения pH около 7 и нейтрализацией 20% раствором гидроксида натрия до значения pH 10,5.3. Neutralization of CM to a pH value of 5.0, followed by purging with air for 20-30 minutes until the pH value is stabilized at about 7 and neutralized with a 20% sodium hydroxide solution to a pH value of 10.5.

4. В дополнение к перечисленным способам нейтрализации ФХМ обрабатывались только 20% раствором гидроксида натрия до значения pH 11,5.4. In addition to the listed methods of neutralizing PCMs, they were treated only with a 20% sodium hydroxide solution to a pH of 11.5.

КМ имел следующий состав: карбонат аммония 79 г/дм3, уран - 3,2 г/дм3.CM had the following composition: ammonium carbonate 79 g / dm 3 , uranium - 3.2 g / dm 3 .

Как видно из представленных результатов (таблица 6), при совместной обработке маточных растворов остаточная концентрация урана несколько выше, чем при обработке известью или гидроксидом натрия.As can be seen from the presented results (table 6), with the joint processing of the mother liquors, the residual concentration of uranium is slightly higher than when treated with lime or sodium hydroxide.

Таблица 6Table 6 Результаты обработки сбросных растворов различными методами.The results of the treatment of waste solutions by various methods. Перерабатываемый растворRecyclable solution Состав раствораSolution composition Схема обработки растворовSolution Processing Scheme Удельный расход реагента, мл/дм3 The specific consumption of the reagent, ml / DM 3 Остаточное содержание урана, мг/дм3 The residual content of uranium, mg / DM 3 Объем раствора после нейтрализации, млThe volume of solution after neutralization, ml РафинатRaffinate HNO3 - 60 г/дм3, NH4NO3 95 г/дм3, U (VI) 0,11 г/дм3, Fe (III) 10 г/дм3 HNO 3 - 60 g / dm 3 , NH 4 NO 3 95 g / dm 3 , U (VI) 0.11 g / dm 3 , Fe (III) 10 g / dm 3 1 схема1 circuit 380380 33 690690 2 схема2 circuit 368 КМР до pH 4,95+6,6 NaOH368 CMR to pH 4.95 + 6.6 NaOH 19601960 874,6874.6 3 схема3 circuit 368 КМР - до pH 4,9 продувка воздухом до pH 6,9+4,2 мл 20% NaOH до pH 11368 CMR - up to pH 4.9 air purge to pH 6.9 + 4.2 ml 20% NaOH to pH 11 9,79.7 872,2872.2 ФХМFHM HCl - 40 г/дм3, HF - 2 г/дм3, U (VI) - 6 г/дм3 HCl - 40 g / dm 3 , HF - 2 g / dm 3 , U (VI) - 6 g / dm 3 1 схема1 circuit 410410 Около 1About 1 705705 2 схема2 circuit 385 КМР до pH 4,9+6,8 NaOH385 CMR to pH 4.9 + 6.8 NaOH 41504150 585585 3 схема3 circuit 385 КМР - до pH 4,85 продувка воздухом до pH 6,85+4,5 мл 20% NaOH до pH 11385 CMR - up to pH 4.85; air purge to pH 6.85 + 4.5 ml 20% NaOH to pH 11 5,45,4 589,5589.5 4 схема4 circuit 20% раствор NaOH20% NaOH solution Около 1About 1 530530 Смесь ФХМ и рафината в соотношении 1:1A mixture of PCM and raffinate in a ratio of 1: 1 HNO3 - 30 г/дм3, NH4NO3 47,5 г/дм3, HCl - 20 г/дм3, HF - 1 г/дм3, Fe (III) 5 г/дм3, U (VI) - 3,05 г/дм3 HNO 3 - 30 g / dm 3 , NH 4 NO 3 47.5 g / dm 3 , HCl - 20 g / dm 3 , HF - 1 g / dm 3 , Fe (III) 5 g / dm 3 , U (VI ) - 3.05 g / dm 3 1 схема1 circuit 400400 1010 700700 2 схема2 circuit 394 КМР до pH 4,95+7,2 NaOH394 CMR to pH 4.95 + 7.2 NaOH 29102910 901,2901.2 3 схема3 circuit 372 КМР до pH 4,9 продувка воздухом до pH 7,0+4,6 мл 20% NaOH до pH 11372 CMR to pH 4.9 air purge to pH 7.0 + 4.6 ml 20% NaOH to pH 11 8,58.5 876,6876.6 Смесь хлоридно-фторидного маточника и рафината в соотношении 2:1A mixture of fluoride chloride mother liquor and raffinate in a ratio of 2: 1 HNO3 - 20 г/дм3, NH4NO3 31,7 г/дм3, HCl - 26,6 г/дм, HF - 1,3 г/дм3, Fe (III) 3,3 г/дм3, U (VI) - 4,03 г/дм3 HNO 3 - 20 g / dm 3 , NH 4 NO 3 31.7 g / dm 3 , HCl - 26.6 g / dm, HF - 1.3 g / dm 3 , Fe (III) 3.3 g / dm 3 , U (VI) - 4.03 g / dm 3 1 схема1 circuit 406406 4,54,5 703703 2 схема2 circuit 394 КМР до pH 4,95+7,2 NaOH394 CMR to pH 4.95 + 7.2 NaOH 30003000 3 схема3 circuit 372 КМР до pH 4,9 продувка воздухом до pH 7,0+4,6 мл 20% NaOH до pH 11372 CMR to pH 4.9 air purge to pH 7.0 + 4.6 ml 20% NaOH to pH 11 8,18.1

Однако следует иметь в виду, что КМ после отгонки аммиака при повышенной температуре и последующей обработкой известью кубового остатка содержат 60-80 мг/дм3 урана. При смешении всех маточных растворов после их нейтрализации среднее содержание урана в сбросных раствоpax составляет существенно меньше 30-40 мг/дм3.However, it should be borne in mind that CM after distillation of ammonia at elevated temperature and subsequent processing with lime of the bottom residue contain 60-80 mg / dm 3 of uranium. When all mother liquors are mixed after neutralization, the average uranium content in the effluent solution pax is substantially less than 30-40 mg / dm 3 .

По предлагаемому способу, помимо снижения остаточной концентрации урана, уменьшается общий объем сбросных вод примерно в 1,5 раза за счет того, что в них не вводится известковое «молоко», а для нейтрализации применяются, в основном, КМ.According to the proposed method, in addition to reducing the residual concentration of uranium, the total volume of wastewater is reduced by about 1.5 times due to the fact that they do not introduce lime “milk”, and KM is mainly used for neutralization.

Таким образом, при снижении объема сбросных растворов и концентрации в них урана происходит существенное понижение общего количества урана, направляемого на хвостохранилище.Thus, with a decrease in the volume of effluent solutions and the concentration of uranium in them, there is a significant decrease in the total amount of uranium sent to the tailing dump.

Claims (3)

1. Способ утилизации сбросных растворов производства тетрафторида урана, включающий операцию осаждения урана из растворов путем их нейтрализации, отличающийся тем, что кислые хлоридно-фторидные маточные растворы от производства тетрафторида урана и/или рафинаты, образующиеся при экстракции урана из азотнокислых растворов фосфорорганическими соединениями, совместно обрабатываются карбонатными маточниками, образующимися при реэкстракции урана и осаждении трикарбонатуранилата аммония с одновременной продувкой нейтрализованных растворов воздухом до стабилизации величины pH с последующей обработкой образующейся пульпы гидроксидом натрия без продувки воздухом.1. The method of disposal of waste solutions for the production of uranium tetrafluoride, including the operation of precipitating uranium from solutions by neutralizing them, characterized in that the acid chloride-fluoride mother liquors from the production of uranium tetrafluoride and / or raffinates formed during the extraction of uranium from nitric acid solutions with organophosphorus compounds, together are treated with carbonate mother liquors formed during the reextraction of uranium and precipitation of ammonium tricarbonaturanylate with the simultaneous purging of neutralized races thieves air to stabilize the pH value, followed by treatment with sodium hydroxide the pulp produced without blowing air. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что совместную обработку хлоридно-фторидных маточных растворов и/или рафинатов проводят карбонатными маточниками до величины pH 4,0-5,2.2. The method according to claim 1, characterized in that the joint processing of chloride-fluoride mother liquors and / or raffinates is carried out by carbonate mother liquors to a pH of 4.0-5.2. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что полученный раствор дополнительно обрабатывается гидроксидом натрия до величины pH 8,0-12,0. 3. The method according to claim 2, characterized in that the resulting solution is further treated with sodium hydroxide to a pH of 8.0-12.0.
RU2012144509/07A 2012-10-18 2012-10-18 Method of recycling waste solutions in production of uranium tetrafluoride RU2521606C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012144509/07A RU2521606C2 (en) 2012-10-18 2012-10-18 Method of recycling waste solutions in production of uranium tetrafluoride

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012144509/07A RU2521606C2 (en) 2012-10-18 2012-10-18 Method of recycling waste solutions in production of uranium tetrafluoride

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012144509A RU2012144509A (en) 2014-04-27
RU2521606C2 true RU2521606C2 (en) 2014-07-10

Family

ID=50515192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012144509/07A RU2521606C2 (en) 2012-10-18 2012-10-18 Method of recycling waste solutions in production of uranium tetrafluoride

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2521606C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4146568A (en) * 1977-08-01 1979-03-27 Olin Corporation Process for reducing radioactive contamination in waste product gypsum
EP0475635A1 (en) * 1990-09-10 1992-03-18 JAPAN as Represented by DIRECTOR GENERAL OF AGENCY OF INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Method for removing cesium from aqueous solutions of high nitric acid concentration
RU2179761C2 (en) * 1995-12-12 2002-02-20 Комюрэкс (С.А.) Method for regenerating ion nitrates in the form of nitric acid from nuclear-industry effluents
RU2331126C1 (en) * 2006-11-15 2008-08-10 ОАО "Соликамский магниевый завод" Method of processing and deactivation of radioactive waste in process of loparite concentrate chlorination

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4146568A (en) * 1977-08-01 1979-03-27 Olin Corporation Process for reducing radioactive contamination in waste product gypsum
EP0475635A1 (en) * 1990-09-10 1992-03-18 JAPAN as Represented by DIRECTOR GENERAL OF AGENCY OF INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Method for removing cesium from aqueous solutions of high nitric acid concentration
RU2179761C2 (en) * 1995-12-12 2002-02-20 Комюрэкс (С.А.) Method for regenerating ion nitrates in the form of nitric acid from nuclear-industry effluents
RU2331126C1 (en) * 2006-11-15 2008-08-10 ОАО "Соликамский магниевый завод" Method of processing and deactivation of radioactive waste in process of loparite concentrate chlorination

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012144509A (en) 2014-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106746113A (en) A kind of photovoltaic industry fluoride waste resource and the technique and system of reuse
CN101649397B (en) Method for extracting vanadium from sodium salt roasting clinker
CN104016398A (en) Method of producing sulfate by using dilute sulphuric acid in industrial wastewater
CN110436595A (en) A kind of processing method of rare-earth industry waste water
CN105624403B (en) A kind of method of comprehensive utilization of spent acid
CN111204768B (en) Method and device for treating waste acid leached by acid in quartz tailing purification process
CN105002366B (en) A kind of method of the recovering rare earth from neutralization slag caused by neodymium iron boron waste material recovering rare earth process
CN106715729A (en) Method for processing zinc oxychloride-containing secondary material
US5354358A (en) Process for removing uranium and other metals from wastes
RU2521606C2 (en) Method of recycling waste solutions in production of uranium tetrafluoride
US5460730A (en) Process and apparatus for treating wastewater from lead battery production
EP3265427B1 (en) Process for manufacturing an aqueous sodium chloride solution
CN111087114A (en) Treatment method of tantalum-niobium production wastewater
US8993828B2 (en) Method of radium stabilizing in solid effluent or effluent containing substances in suspension
CN106396164A (en) Industrial acidic wastewater treatment process
CN105347544A (en) Method for precipitating and separating arsenic from waste acid wastewater
AU2002249752B2 (en) Gypsum decontamination process
KR100227519B1 (en) Hydrometallurgical treatment for the purification of waelz oxides through lixiviation with sodium carbonate
CN108996752B (en) Method for recovering low-concentration nickel from nickel extraction waste water
CN1033841C (en) Counter-current circulation sectional soaking extracted separation method of chromium dross comprehensive utilization
AU2002249752A1 (en) Gypsum decontamination process
CN111517353A (en) Method for extracting calcium fluoride from scheelite smelting slag
KR960010812B1 (en) Recovering method of cobalt
CN108408960A (en) A method of liquid is scrapped in the iron-containing pickling of recovery processing
CN115896453B (en) Method for removing radioactive elements in rare earth ore leaching solution

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171019