RU2536312C1 - Способ извлечения урана из фосфорнокислых растворов - Google Patents
Способ извлечения урана из фосфорнокислых растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536312C1 RU2536312C1 RU2013151273/02A RU2013151273A RU2536312C1 RU 2536312 C1 RU2536312 C1 RU 2536312C1 RU 2013151273/02 A RU2013151273/02 A RU 2013151273/02A RU 2013151273 A RU2013151273 A RU 2013151273A RU 2536312 C1 RU2536312 C1 RU 2536312C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- solution
- ammonia
- phosphate solutions
- precipitate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способу извлечения урана из отработанных фосфорнокислых растворов. Способ заключается в том, что в исходный раствор предварительно вводят окислитель, который выбирают из ряда: KMnO4, K2Cr2O7, HNO3, H2O2, KClO3. Затем проводят осаждение урансодержащего осадка путем корректировки кислотности аммиаком до значения pH 2,8÷4,0 при температуре 20÷35°C. Полученный после фильтрации осадок обрабатывают 20÷35%-ным раствором NaOH при температуре 80÷85°C в течение 1,5÷2,0 часов. Техническим результатом является высокая степень извлечения урана, возврат высокообогащенного урана в топливный цикл, ликвидация значительного объема среднеактивных жидких отходов посредством их переведения в категорию низко активных, а также сокращение затрат, связанных с поддержанием режима их безопасного долговременного хранения, учета и контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способу извлечения урана из отработанных фосфорнокислых растворов, образующихся в результате химического анализа, проводимого стандартизированным титриметрическим методом Дэвиса-Грея, на содержание урана в его различных производных (оксидах, нитридах, карбидах и др.).
Известен способ извлечения урана из растворов с использованием ионообменной смолы, селективно сорбирующей уран с последующим элюированием (вымыванием) его в десорбат (Патент РФ №2159741, МПК C01G 43/00, B01D 15/04, опубл. 27.11.2000).
Недостаток этого метода заключается в низкой удельной емкости смолы и соответственно необходимости применения громоздкого ядерно-безопасного оборудования.
Известен также способ извлечения урана из фосфорнокислых растворов путем многоступенчатой противоточной экстракции с использованием в качестве органической фазы смеси диалкилфосфорной кислоты и триалкилфосфиноксида в инертном разбавителе (Патент СССР №858572, МПК C22B 60/02, опубл. 23.08.81).
Большое количество задействованного оборудования и высокие капитальные затраты, необходимые для создания замкнутого экстракционного цикла, ограничивают применение этого метода.
Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче к заявляемому изобретению прототипом является способ извлечения урана из фосфорсодержащих растворов, полученных в результате кислотного вскрытия монацитовых концентратов. Метод заключается в практически полной нейтрализации свободной кислоты аммиаком (pH~6,0) и последующем отделении урансодержащего осадка посредством фильтрации (И.Н. Бекман, Лекции МГУ «Торий», 2010 г., 136 с.).
Недостатком метода является низкая степень осаждения урана, обусловленная тем, что в техногенных растворах, образовавшихся в результате применения методики Дэвиса-Грея, по крайней мере, часть урана имеет валентность U4+ и образует не осаждаемый аммиаком химический комплекс. Кроме того, образующийся в более щелочной среде фосфат аммония обладает существенно меньшей растворимостью по сравнению с его ди- и гидро-фосфатами, что реально затрудняет дальнейший передел ввиду склонности системы к спонтанной кристаллизации.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении степени извлечения урана из концентрированных по фосфат иону растворов, с получением перерабатываемого концентрата урана и низкоактивных маточных растворов.
Технический результат достигается тем, что в способе извлечения урана из фосфорнокислых растворов, включающем введение в исходный раствор осадителя, корректировку кислотности, фильтрацию и переработку полученного осадка, согласно изобретению в исходный фосфорнокислый раствор предварительно вводят окислитель, проводят корректировку кислотности аммиаком до значения pH (2.8÷4,0) при температуре (20÷35)°C, а полученный после фильтрации осадок обрабатывают (20÷35)% раствором NaOH при температуре (80÷85)°C в течение (1,5÷2,0) часов.
При этом окислитель может быть выбран из ряда: KMnO4, K2Cr2O7, HNO3, H2O2, KClO3.
Заявляемый способ отличается от известного тем, что в исходный раствор вводят окислитель, например насыщенный водный раствор перманганата калия до получения устойчивой фиолетовой окраски, свидетельствующей о завершении перехода U4+=>U6+. Далее свободную кислоту нейтрализуют водным раствором аммиака до pH 2,8÷4,0, одновременно поддерживая температуру в диапазоне 20÷35°C.
Необходимость поддержания обозначенного температурного диапазона обусловлена тем, что при температуре более 35°C имеет место термическое разложение перманганата калия и, соответственно, его непроизводительный расход, в то время как снижение температуры ниже 20°C существенно замедляет протекание жидкофазных окислительно-восстановительных реакций. Выбор интервала значений pH определяется тем, что при pH менее 2,8 возрастает содержание урана в маточном растворе, а при pH более 4,0 происходит образование фосфата аммония, существенно менее растворимого, чем гидрофосфатные формы.
Достижению технического результата способствует то, что полученный после фильтрации осадок обрабатывают 20÷35% раствором едкого натра при температуре 80÷85°C в течение 1,5÷2,0 часов. Это сделано для того, чтобы сократить содержание фосфора в выделенном из исходного раствора урановом концентрате, обеспечив тем самым его безусловную пригодность для дальнейшей аффинажной переработки.
Сущность предложенного технического решения поясняется примерами конкретного осуществления.
В таблице представлен типичный химический состав отработанных урансодержащих фосфатных растворов в результате химического анализа, проводимого стандартизированным титриметрическим методом Дэвиса-Грея, на содержание урана в его различных производных (оксидах, нитридах, карбидах и др.). (Отраслевая инструкция. Методика потенциометрического определения урана, 2000, 33 с. ОИ 001.493-00).
Таблица | |
Химическое вещество | Концентрация |
Уран общий | (2,0-4,6) г/л |
Ортофосфорная кислота | 384 г/л; 4M; 12N |
Сульфаминовая кислота | 5,7 г/л |
Бихромат калия | 1,2 г/л |
Азотная кислота | 43,4 г/л; 0,7N |
Молибдат аммония | 0,36 г/л |
Сульфат железа | 6,72 г/л |
Серная кислота | 2,16 г/л |
Ванадат аммония | 0,044 г/л |
Пример 1. Исходный раствор представленного выше состава, взятый в количестве 1,0 л, обработали 25% аммиаком до получения значения pH=6,8. После фильтрации получили 1,66 л маточного раствора, содержащего 0,6 г/л урана. Таким образом, его степень осаждения не превысила 80%.
Пример 2. В 1,0 л исходного раствора ввели ≈20 мл насыщенного раствора KMnO4 до получения устойчивой слабо-фиолетовой окраски. Затем, избегая перегрева раствора, ввели 25% аммиак до pH=3,5. После фильтрации, остаточное содержание урана в маточном растворе составило 0,03 г/л. Удельная активность таких растворов при соотношении изотопов 235/238≈9 не превышает 3,7·105 Бк/кг. Это позволяет отнести их к категории низкоактивных и существенно упрощает и удешевляет дальнейшую утилизацию.
Пример 3. В 1,0 л исходного раствора добавили ≈25 мл раствора перманганата калия до получения слабо-фиолетовой окраски, а затем, постепенно добавляя аммиак, довели pH раствора до значения 4,5. Отфильтровали выпавший осадок, а раствор проанализировали на содержание урана, которое составило 0,07 г/л. Следовательно, дальнейшее снижение кислотности системы не способствует полноте осаждения.
Пример 4. 30 л исходного раствора обработали аммиаком по предлагаемой процедуре, отфильтровали полученный осадок и обработали его 25% раствором едкого натра при температуре 85°C в течение 1,5 часов. Вес полученного в итоге химического концентрата составил 422 г при содержании урана 25,0% мас., что соответствует степени извлечения >96%.
Таким образом, как видно из приведенных примеров, заявляемое техническое решение в виде совокупности предлагаемых операций и параметров их проведения, обладает новизной, технически осуществимо и обеспечивает экономическую эффективность.
Экономическая эффективность от использования изобретения обусловлена высокой степенью извлечения урана, возвратом высокообогащенного урана в топливный цикл, ликвидацией значительного объема среднеактивных жидких отходов посредством их переведения в категорию низкоактивных, сокращением затрат, связанных с поддержанием режима их безопасного долговременного хранения, учета и контроля.
Claims (2)
1. Способ извлечения урана из фосфорнокислых растворов, включающий осаждение урансодержащего осадка из исходного раствора путем корректировки кислотности, фильтрацию и переработку полученного осадка, отличающийся тем, что в исходный фосфорнокислый раствор предварительно вводят окислитель, корректировку кислотности проводят аммиаком до значения pH 2,8÷4,0 при температуре 20÷35°C, и полученный после фильтрации осадок обрабатывают 20÷35%-ным раствором NaOH при температуре 80÷85°C в течение 1,5÷2,0 часов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что окислитель выбирают из ряда: KMnO4, K2Cr2O7, HNO3, H2O2, KClO3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013151273/02A RU2536312C1 (ru) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Способ извлечения урана из фосфорнокислых растворов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013151273/02A RU2536312C1 (ru) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Способ извлечения урана из фосфорнокислых растворов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2536312C1 true RU2536312C1 (ru) | 2014-12-20 |
Family
ID=53286325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013151273/02A RU2536312C1 (ru) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | Способ извлечения урана из фосфорнокислых растворов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2536312C1 (ru) |
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 |
RU2323989C2 (ru) * | 2005-05-17 | 2008-05-10 | Александр Васильевич Вальков | Способ переработки монацита |
RU2489510C2 (ru) * | 2011-06-08 | 2013-08-10 | Закрытое акционерное общество "Далур" | Способ извлечения концентрата природного урана из сернокислых растворов подземного выщелачивания и установка для его осуществления |
-
2013
- 2013-11-19 RU RU2013151273/02A patent/RU2536312C1/ru active
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 |
RU2323989C2 (ru) * | 2005-05-17 | 2008-05-10 | Александр Васильевич Вальков | Способ переработки монацита |
RU2489510C2 (ru) * | 2011-06-08 | 2013-08-10 | Закрытое акционерное общество "Далур" | Способ извлечения концентрата природного урана из сернокислых растворов подземного выщелачивания и установка для его осуществления |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕКМАН И.Н. Лекции МГУ "ТОРИЙ".2010, лекции 2-7. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | Separation and recovery of vanadium and aluminum from oxalic acid leachate of shale by solvent extraction with Aliquat 336 | |
Tavakoli et al. | Separation of vanadium from iron by solvent extraction using acidic and neutral organophosporus extractants | |
US9896743B2 (en) | Method for re-extraction of rare-earth metals from organic solutions and preparing concentrate of rare-earth metals | |
Kulkarni | Recovery of uranium (VI) from acidic wastes using tri-n-octylphosphine oxide and sodium carbonate based liquid membranes | |
US4599221A (en) | Recovery of uranium from wet process phosphoric acid by liquid-solid ion exchange | |
BR112017001370B1 (pt) | método para recuperação de terras raras por meio de extração fracionada | |
CN101760650B (zh) | 一种含钒石煤中钒的湿法浸出方法 | |
Barghusen et al. | Processing of monazite sands | |
CN107151031A (zh) | 一种从铪钛富集渣中制备氧化铪的方法 | |
RU2536312C1 (ru) | Способ извлечения урана из фосфорнокислых растворов | |
CA2596708C (en) | Chemical beneficiation of raw material, containing tantalum-niobium | |
US2849286A (en) | Method of processing monazite sand | |
CN108707766B (zh) | 一种从石煤酸浸液中分离回收铀和钼的方法 | |
US20180187290A1 (en) | Method for separating iron from an organic phase containing uranium and method for extracting uranium from an aqueous solution of mineral acid containing uranium and iron | |
CN106636690A (zh) | 一种酸性含硝酸铵含铀废水中铀的回收方法 | |
US3104940A (en) | Process for the separation of thorium and uranium salts | |
El-Nadi et al. | Removal of iron from Cr-electroplating solution by extraction with di (2-ethylhexyl) phosphoric acid in kerosene | |
Mukhachev et al. | Purification of rare earth elements from thorium, uranium, and radioactive isotopes | |
FI66823C (fi) | Foerfarande foer tillvaratagning av uran ur oren fosforsyra | |
CN107805727B (zh) | 一种从湿法磷酸中回收铀的方法 | |
RU2398902C1 (ru) | Способ гидрометаллургической переработки ренийсодержащего молибденитового концентрата | |
DE3005163A1 (de) | Verfahren zur trennung von vanadium und molybdaen durch reaktiven ionenaustausch | |
RU2477758C1 (ru) | Способ извлечения америция | |
RU2611001C1 (ru) | Способ экстракционного разделения скандия и тория | |
RU2654818C1 (ru) | Способ извлечения палладия из кислого медьсодержащего раствора |