RU2696165C1 - Method of uranium extraction from underground uranium-containing water - Google Patents
Method of uranium extraction from underground uranium-containing water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2696165C1 RU2696165C1 RU2017100239A RU2017100239A RU2696165C1 RU 2696165 C1 RU2696165 C1 RU 2696165C1 RU 2017100239 A RU2017100239 A RU 2017100239A RU 2017100239 A RU2017100239 A RU 2017100239A RU 2696165 C1 RU2696165 C1 RU 2696165C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- sorbent
- phosphogypsum
- underground
- water
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G43/00—Compounds of uranium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B60/00—Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
- C22B60/02—Obtaining thorium, uranium, or other actinides
- C22B60/0204—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к галургии урана и может быть использовано при его извлечении из гидроминерального сырья.The invention relates to the halurgy of uranium and can be used when it is extracted from hydromineral raw materials.
Урановая промышленность потребляет руды следующих сортов [1]: сорт I (очень богатая руда, содержащая более 1% масс. урана), сорт II (богатая руда, содержащая 1÷0,5% масс. урана), сорт III (средняя руда, содержащая 0,5÷0,25% масс. урана), сорт IV (рядовая руда, содержащая 0,25÷0,09% масс. урана), сорт V (бедная руда, содержащая от 0,09% масс. урана до нижнего промышленного предела).The uranium industry consumes ores of the following grades [1]: grade I (very rich ore containing more than 1% mass. Uranium), grade II (rich ore containing 1 ÷ 0.5% mass. Uranium), grade III (medium ore, containing 0.5 ÷ 0.25% by weight of uranium), grade IV (ordinary ore, containing 0.25 ÷ 0.09% by weight of uranium), grade V (poor ore, containing from 0.09% by weight of uranium lower industrial limit).
Известен способ [2] извлечения урана из гидроминерального сырья (подземной воды, содержащей 246 мкг/дм3 урана) с применением шунгита.A known method [2] of extracting uranium from hydromineral raw materials (groundwater containing 246 μg / dm 3 of uranium) using schungite.
В данном способе, принятом за аналог, сорбцию урана из подземной воды шунгитом крупностью - 0,1 мм проводят в статических условиях. Для этого навеску шунгита массой 1 г помещают в стеклянную колбу с подземной водой объемом 52 см3, шунгит с водой периодически встряхивают в течение 4 ч, далее содержимое колбы фильтруют через фильтр «синяя лента», фильтрат анализируют на содержание урана, сорбент (насыщенный ураном) дважды промывают на фильтре дистиллированной водой, а фильтраты промывок анализируют на содержание урана.In this method, adopted as an analogue, sorption of uranium from underground water with shungite fineness of 0.1 mm is carried out under static conditions. For this, a weighed portion of shungite weighing 1 g is placed in a glass flask with underground water with a volume of 52 cm 3 , shungite with water is periodically shaken for 4 hours, then the contents of the flask are filtered through a blue ribbon filter, the filtrate is analyzed for uranium content, sorbent (saturated with uranium ) is washed twice with distilled water on the filter, and the wash filtrates are analyzed for uranium content.
В способе-аналоге расчетное содержание урана в сорбенте (без учета сорбированных примесей) - 0,00018% масс.In the analogue method, the calculated uranium content in the sorbent (excluding sorbed impurities) is 0.00018% by mass.
Недостатком способа-аналога [2] является низкое содержание урана в сорбенте, полученном после сорбции.The disadvantage of the analogue method [2] is the low content of uranium in the sorbent obtained after sorption.
Наиболее близким к заявляемому способу, принятом за прототип, является способ сорбции урана из подземной воды в динамических условиях [3].Closest to the claimed method, adopted as a prototype, is a method of sorption of uranium from groundwater in dynamic conditions [3].
По способу-прототипу используют подземную воду с концентрацией урана 246 мкг/дм3 и сорбент, представляющий собой гранулированный методом экструзии порошкообразный шунгит. При получении гранул шунгита в качестве связующего материала используют порошкообразный фосфорсодержащий гипс CaSO4⋅2H2O (отвальный продукт производства фосфорной кислоты) и воду.The prototype method uses underground water with a uranium concentration of 246 μg / dm 3 and a sorbent, which is a powdered schungite granulated by extrusion. When producing shungite granules, powdered phosphorus-containing gypsum CaSO 4 ⋅ 2H 2 O (waste product of the production of phosphoric acid) and water are used as a binder.
Процесс получения гранулированной композиции «фосфогипс-шунгит» состоит в следующем. Для удаления кристаллогидратной воды из порошкообразного фосфогипса его предварительно прокаливают в муфельной печи при 300°С в течение 1 ч. Затем шунгит и фосфогипс отдельно механоактивируют на вибрационном измельчителе до крупности -0,02 мм для создания дефектов в их кристаллических решетках и повышения, тем самым, сорбционной емкости получаемого сорбента. Далее механоактивированные фофогипс и шунгит смешивают с водой в массовом соотношении фосфогипс : шунгит : вода, равном 1:1:1. Затем пастообразную смесь гранулируют методом экструзии с получением гранул крупностью ~3 мм, которые сушат при 100°С до постоянной массы.The process of obtaining the granular composition "phosphogypsum-shungite" is as follows. To remove crystalline hydrate water from powdered phosphogypsum, it is preliminarily calcined in a muffle furnace at 300 ° C for 1 h. Then, shungite and phosphogypsum are separately mechanically activated on a vibratory grinder to a particle size of -0.02 mm to create defects in their crystal lattices and increase, thereby the sorption capacity of the resulting sorbent. Next, mechanically activated phophogypsum and shungite are mixed with water in a mass ratio of phosphogypsum: shungite: water, equal to 1: 1: 1. Then the pasty mixture is granulated by extrusion to obtain granules with a particle size of ~ 3 mm, which are dried at 100 ° C to constant weight.
В способе-прототипе полученные гранулы используют для сорбции урана из подземной воды объемом 0,5 дм3. Для осуществления способа-прототипа используют сорбционную колонку, на дне которой укладывают слой ваты и размещают на ней навеску полученных фосфогипс-шунгитовых гранул (масса навески 1 г). Подземную воду пропускают через слой сорбента со скоростью 7 мл/мин.In the prototype method, the obtained granules are used for sorption of uranium from underground water with a volume of 0.5 dm 3 . To implement the prototype method, a sorption column is used, at the bottom of which a layer of cotton is laid and a portion of the obtained phosphogypsum-schungite granules is placed on it (weight of the sample is 1 g). Groundwater is passed through a sorbent bed at a rate of 7 ml / min.
В способе-прототипе расчетное содержание урана в сорбенте (без учета сорбированных примесей) составляет 0,01% масс., что в десятки раз больше, чем в способе-аналоге. Тем не менее, указанное содержание урана в сорбенте ниже содержания урана в урансодержащей руде сорта V[1].In the prototype method, the calculated uranium content in the sorbent (excluding adsorbed impurities) is 0.01% by mass, which is ten times more than in the analogue method. Nevertheless, the indicated uranium content in the sorbent is lower than the uranium content in the uranium ore of grade V [1].
Таким образом, недостатком способа-прототипа [3] является недостаточно высокое содержание урана в сорбенте, полученном после сорбции.Thus, the disadvantage of the prototype method [3] is the insufficiently high content of uranium in the sorbent obtained after sorption.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа получения сорбента для извлечения урана из подземной воды с получением урансодержащего сорбента, содержащего уран в количестве сопоставимом с его содержанием в урановой руде, потребляемой промышленностью [1].The problem to which the invention is directed is to develop a method for producing a sorbent for extracting uranium from underground water to obtain a uranium-containing sorbent containing uranium in an amount comparable to its content in uranium ore consumed by industry [1].
Технический результат от использования заявляемого изобретения достигается за счет применения сорбента с повышенной сорбционной емкостью по урану.The technical result from the use of the claimed invention is achieved through the use of a sorbent with increased sorption capacity for uranium.
Сущность заявляемого способа извлечения урана из подземной урансодержащей воды, включающего проведение динамической сорбции урана на гранулируемом сорбенте, содержащем фосфогипс и шунгит, заключается в том, что используют подземную урансодержащую воду с концентрацией урана 632,1 мкг/дм3, в качестве гранулируемого сорбента используют сорбент, полученный путем прокаливания фосфогипса, последующей активации порошкообразных фосфогипса и шунгита на вибрационном измельчителе до крупности - 0,02 мм, смешивания механоактивированных фосфогипса и шунгита с раствором сульфата цинка с концентрацией цинка 31,42 г/дм3 при массовом соотношении фосфогипс : шунгит : раствор сульфата цинка, равном 1:1:1, гранулирования полученной смеси с получением гранул крупностью 3 мм и их сушки при 100°С, а извлечение осуществляют пропусканием подземной воды через сорбент со скоростью 2 мл/мин и при расходе 1 г гранул сорбента на 30 л воды».The essence of the proposed method for the extraction of uranium from underground uranium-containing water, including dynamic sorption of uranium on a granular sorbent containing phosphogypsum and shungite, consists in the use of underground uranium-containing water with a uranium concentration of 632.1 μg / dm 3 , and a sorbent is used as a granulated sorbent obtained by calcining phosphogypsum, subsequent activation of powdered phosphogypsum and shungite on a vibratory grinder to a particle size of 0.02 mm, mixing mechanically activated phosphogypsum a and schungite with a zinc sulfate solution with a zinc concentration of 31.42 g / dm 3 with a phosphogypsum: shungite mass solution: zinc sulfate solution equal to 1: 1: 1, granulating the resulting mixture to obtain granules with a grain size of 3 mm and drying them at 100 ° C, and the extraction is carried out by passing underground water through a sorbent at a rate of 2 ml / min and at a flow rate of 1 g of sorbent granules per 30 l of water. "
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
Для осуществления заявляемого способа используют подземную воду (с концентрацией урана 803 мкг/дм3) после ее разбавления водой, свободной от урана, до концентрации 632,1 мкг/дм3 по урану. Процесс получения гранулированного сорбента состоит в следующем. Для удаления кристаллогидратной воды из порошкообразного фосфогипса его предварительно прокаливают. Затем порошкообразные шунгит и фосфогипс отдельно механоактивируют на вибрационном измельчителе до крупности - 0,02 мм для создания дефектов в их кристаллических решетках и повышения, тем самым, сорбционной емкости получаемого сорбента. Далее механоактивированные фофогипс и шунгит смешивают с раствором сульфата цинка (с концентрацией цинка 31,42 г/дм3) при массовом соотношении фосфогипс: шунгит: раствор сульфата цинка, равном 1:1:1. Указанную смесь гранулируют методом экструзии с получением гранул крупностью ~3 мм. Полученные гранулы сушат при 100°С до постоянной массы и используют для сорбции урана в динамических условиях из подземной воды при расходе гранул 1 г на 30 л воды.To implement the proposed method, groundwater is used (with a uranium concentration of 803 μg / dm 3 ) after it is diluted with uranium-free water to a concentration of 632.1 μg / dm 3 for uranium. The process of obtaining granular sorbent is as follows. To remove crystalline hydrated water from powdered phosphogypsum, it is preliminarily calcined. Then, powdered shungite and phosphogypsum are separately mechanically activated on a vibratory grinder to a particle size of 0.02 mm to create defects in their crystal lattices and thereby increase the sorption capacity of the resulting sorbent. Next, mechanically activated phophogypsum and shungite are mixed with a zinc sulfate solution (with a zinc concentration of 31.42 g / dm 3 ) with a mass ratio of phosphogypsum: shungite: zinc sulfate solution equal to 1: 1: 1. The specified mixture is granulated by extrusion to obtain granules with a particle size of ~ 3 mm The obtained granules are dried at 100 ° C to constant weight and used for sorption of uranium in dynamic conditions from underground water at a flow rate of 1 g of granules per 30 l of water.
Заявляемый способ с применением указанного сорбента выполняют с использованием колонки диаметром 1,5 см и высотой 33 см. Дно колонки застилают медицинской ватой, сверху помещают 1 г сухого сорбента. Через слой сорбента пропускают урансодержащую подземную воду со скоростью 2 мл/мин.The inventive method using the specified sorbent is performed using a column with a diameter of 1.5 cm and a height of 33 cm. The bottom of the column is covered with medical cotton, 1 g of dry sorbent is placed on top. Uranium-containing underground water is passed through a sorbent layer at a rate of 2 ml / min.
Результаты осуществления заявленного способа представлены в таблице (пример 1), в которой, для сравнения, представлены результаты реализации способа-прототипа (пример 2).The results of the implementation of the claimed method are presented in the table (example 1), which, for comparison, presents the results of the implementation of the prototype method (example 2).
Как следует из данных, представленных в таблице (пример 1), расчетное содержание урана в сорбенте (без учета сорбированных примесей) при реализации заявленного способа составляет 0,2% масс., тогда как при осуществлении способа-прототипа (пример 2) - 0,01% масс.As follows from the data presented in the table (example 1), the estimated uranium content in the sorbent (excluding adsorbed impurities) when implementing the inventive method is 0.2% by mass, while when implementing the prototype method (example 2) - 0, 01% of the mass.
Таким образом, заявляемый способ по сравнению со способом-прототипом позволяет повысить содержание урана в сорбенте (без учета сорбированных примесей) в 20 раз.Thus, the claimed method in comparison with the prototype method allows to increase the uranium content in the sorbent (excluding adsorbed impurities) by 20 times.
Согласно [1], полученный с использованием заявленного способа урансодержащий сорбент имеет содержание урана отвечающее содержанию урана в урансодержащей руде сорта IV (рядовая руда).According to [1], the uranium-containing sorbent obtained using the inventive method has a uranium content corresponding to the uranium content of grade IV uranium-containing ore (ordinary ore).
ЛитератураLiterature
1. Громов Б.В. Введение в химическую технологию урана. Учебник для вузов. - М.: Атомиздат, 1978. - 336 с.1. Gromov B.V. Introduction to the chemical technology of uranium. Textbook for high schools. - M .: Atomizdat, 1978.- 336 p.
2. Садуакасова А.Т., Самойлов В.И., Зеленин В.И., Куленова Н.А. Способы сорбционной очистки подземной воды от урана. Журнал прикладной химии, 2016. Т. 89. Вып. 4.2. Saduakasova A.T., Samoilov V.I., Zelenin V.I., Kulenova N.A. Methods of sorption purification of underground water from uranium. Journal of Applied Chemistry, 2016.V. 89. Issue. four.
3. Садуакасова А.Т, Самойлов В.И., Зеленин В.И., Куленова Н.А. Исследование процесса сорбции урана из подземной воды с использованием шунгита, фосфогипса и продуктов их модификации // Комплексное использование минерального сырья. №2. 2016. С 51-56.3. Saduakasova A.T., Samoilov V.I., Zelenin V.I., Kulenova N.A. Investigation of the process of sorption of uranium from underground water using shungite, phosphogypsum and products of their modification // Integrated use of mineral raw materials. No. 2. 2016.S. 51-56.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100239A RU2696165C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Method of uranium extraction from underground uranium-containing water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100239A RU2696165C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Method of uranium extraction from underground uranium-containing water |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2696165C1 true RU2696165C1 (en) | 2019-07-31 |
Family
ID=67586792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017100239A RU2696165C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Method of uranium extraction from underground uranium-containing water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2696165C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU788789A1 (en) * | 1979-08-15 | 1992-05-15 | Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского | Method of extracting uranium |
RO118948B1 (en) * | 2002-08-23 | 2004-01-30 | Compania Naţională A Uraniului S.A. - Sucursala Feldioara | Process for removal and recovery of uranium from uraniferous waste water |
RU2591956C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of extracting trace concentrations of uranium from aqueous solutions |
-
2017
- 2017-01-09 RU RU2017100239A patent/RU2696165C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU788789A1 (en) * | 1979-08-15 | 1992-05-15 | Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского | Method of extracting uranium |
RO118948B1 (en) * | 2002-08-23 | 2004-01-30 | Compania Naţională A Uraniului S.A. - Sucursala Feldioara | Process for removal and recovery of uranium from uraniferous waste water |
RU2591956C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of extracting trace concentrations of uranium from aqueous solutions |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Садуакасова А.Т. и др. Исследование процесса сорбции урана из подземной воды с использованием шунгита, фосфогипса и продуктов их модификации. Комплексное использование минерального сырья. N2, 2016, c. 51-56. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ediz et al. | Improvement in filtration characteristics of diatomite by calcination | |
Depci | Comparison of activated carbon and iron impregnated activated carbon derived from Gölbaşı lignite to remove cyanide from water | |
Xiong et al. | A new approach for rhenium (VII) recovery by using modified brown algae Laminaria japonica adsorbent | |
Yu et al. | Phosphate removal from domestic wastewater using thermally modified steel slag | |
Shan et al. | Fluoride adsorption on modified natural siderite: Optimization and performance | |
Zhou et al. | Insights into dynamic adsorption of lead by nano-hydroxyapatite prepared with two-stage ultrasound | |
CN103861567A (en) | Preparation method of hydroxyapatite/bagasse active carbon | |
CN102674424A (en) | Method for preparing nanometer calcium carbonate slurry by using waste gypsum as calcium sources, products and application | |
CN102784624A (en) | Preparation method and use of carbon coated magnetic adsorption material | |
Chen et al. | Exploration of As (III)/As (V) uptake from aqueous solution by synthesized calcium sulfate whisker | |
Zhao et al. | The regeneration characteristics of various red mud granular adsorbents (RMGA) for phosphate removal using different desorption reagents | |
CN100560495C (en) | Utilize sintered ash from chamotte kiln to produce the method for Repone K | |
CN101898108A (en) | Recyclable desulfurizer and preparation method thereof and regeneration method | |
CN102616825B (en) | Purification process of desulfurization gypsum and gypsum raw materials purified through process | |
Murutu et al. | Fluoride removal performance of phosphoric acid treated lime: Breakthrough analysis and point-of-use system performance | |
Zhao et al. | Influence of sintering temperature on orthophosphate and pyrophosphate removal behaviors of red mud granular adsorbents (RMGA) | |
Nath et al. | Effect of acid on morphology of calcite during acid enhanced defluoridation | |
Chaalal et al. | Sustainable approach for recovery of sulfur from phophogypsum | |
Bishayee et al. | Sorptive elimination of fluoride from contaminated groundwater in a fixed bed column: A kinetic model validation based study | |
RU2696165C1 (en) | Method of uranium extraction from underground uranium-containing water | |
JP5562994B2 (en) | Ammonia nitrogen and phosphorus recovery agent and method for producing the same | |
Xu et al. | Removal of As (V) from aqueous solution by using cement-porous hematite composite granules as adsorbent | |
Hussein et al. | Uranium recovery from wet-process phosphoric acid by a commercial ceramic product | |
CN101898110B (en) | Recyclable desulfurizer and preparation method thereof and regeneration method | |
JP5665891B2 (en) | Phosphorus recovery agent and method for producing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190724 |