RU2713745C1 - Способ переработки уран-молибденовой композиции - Google Patents
Способ переработки уран-молибденовой композиции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713745C1 RU2713745C1 RU2019119707A RU2019119707A RU2713745C1 RU 2713745 C1 RU2713745 C1 RU 2713745C1 RU 2019119707 A RU2019119707 A RU 2019119707A RU 2019119707 A RU2019119707 A RU 2019119707A RU 2713745 C1 RU2713745 C1 RU 2713745C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- molybdenum
- oxidation
- calcination
- composition
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
- C22B34/34—Obtaining molybdenum
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/42—Reprocessing of irradiated fuel
- G21C19/44—Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и технологии урана, в частности к способу переработки уран-молибденовой композиции. Способ переработки уран-молибденовой композиции включает ее окисление и прокаливание в воздушной среде с последующим отделением молибдена от урансодержащего твердого остатка. Окисление уран-молибденовой композиции проводят при температуре ниже точки плавления триоксида молибдена, полученную после окисления смесь оксидов урана и молибдена измельчают до частиц, размер которых не превышает 500 мкм. Полученные частицы распределяют слоем толщиной не более 15 мм и прокаливают при температуре выше точки кипения триоксида молибдена, при этом продолжительность прокаливания рассчитывают по формуле Т=0,8Н+11,5D, где Т - продолжительность прокаливания, ч, Н - толщина слоя оксидов урана и молибдена, мм, D - средний размер частиц оксидов урана и молибдена, мм. Изобретение позволяет сократить стадийность и упростить процесс разделения урана и молибдена, исключить перевод уран-молибденовой композиции в солевой раствор и его гидрометаллургический передел без снижения степени очистки закиси-окиси урана от молибдена. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии и технологии урана, в частности, к способу переработки уран-молибденовой композиции.
Одной из задач в технологии урана является переработка отходов обедненного и низкообогащенного по изотопу U235 металлического урана и сплавов на его основе с получением концентрата - октаоксида триурана.
Такой концентрат может быть направлен либо на фторирование и затем на обогащение по изотопу U235, либо на дальнейшую гидрометаллургическую переработку известными методами. Наиболее простой метод переработки металлических урановых отходов и невостребованных сплавов на его основе является окисление их в воздушной среде с получением октаоксида триурана. Однако при переработке уран-молибденовых сплавов их окисление не позволяет получать концентрат с содержанием урана ≤ 0,01 масс. %. Известны различные гидрометаллургические способы разделения урана и молибдена. Разделение урана и молибдена осуществляют из солевых уран-молибденовых растворов экстракционным, сорбционным и осадительным методами.
Так, например, известен способ разделения урана и молибдена из карбонатных солевых уран-молибденовых водных растворов жидкостной экстракцией урана с применением трибутилфосфата или трибутилфосфата вместе с триалкиламином (патент RU 2409688, опубл. 20.01.2011, МПК С22В 60/02). Несмотря на относительно низкое насыщение органической фазы ураном, соэкстракция молибдена не превышает 10 мг/л и относительное содержание молибдена к урану в экстракте по предлагаемому методу удалось снизить в 350 раз по сравнению с их соотношением в исходном растворе.
Известен способ сорбционного разделения урана и молибдена при извлечении урана и молибдена из карбонатных руд с использованием анионообменной смолы АМ-п (патент RU 2211253, опубл. 27.08.2003, МПК С22В 60/02). По этому способу перед сорбцией проводят доокисление урана и молибдена добавлением в пульпу или раствор окислителя-перманганата калия (KMnO4).
Общим недостатком экстракционного и сорбционного методов является необходимость перевода уран-молибденовой композиции в водные солевые растворы и проведение многостадийных процессов гидрометаллургического передела большого объема растворов с низкими концентрациями разделяемых компонентов.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения по технической сущности и решаемой задаче является способ переработки уран-молибденовой композиции (патент RU 2502142, опубл. 20.12.2013, МПК G21C 19/44), включающий окисление уран-молибденовой композиции при температуре 750-850°С, растворение полученных оксидов урана и молибдена в 2-3-молярном растворе щелочи при температуре кипения, отделение раствора от твердого остатка декантацией, растворение твердого остатка в 4-6-молярной азотной кислоте при температуре кипения, переочистку раствором щавелевой кислоты из расчета на 1 кг урана 0,75-1,0 кг щавелевой кислоты при температуре 60-80°С в течение 30-40 мин, промывку осадка оксалата уранила 2-3 масс. % раствором щавелевой кислоты, отделение урансодержащего твердого остатка фильтрованием и его прокаливание при температуре 750-850°С.
Осадительный метод, к которому относится прототип, в отличие от экстракционного и сорбционного методов, является более простым в осуществлении, т.к. не связан с использованием дополнительных дорогостоящих экстрагентов или сорбентов и проведением процессов сорбции-десорбции или экстракции-реэкстракции. Однако и этому методу присущи недостатки, характерные для гидрометаллургических методов - переработка большого объема растворов и необходимость утилизации или очистки маточных растворов.
Задачей данного изобретения является сокращение стадийности и упрощение процесса разделения урана и молибдена, исключающего перевод уран-молибденовой композиции в солевой раствор и его гидрометаллургический передел без снижения степени очистки закиси-окиси урана от молибдена.
Поставленная задача решается тем, что в способе переработки уран-молибденовой композиции, включающем окисление и прокаливание уран-молибденовой композиции в воздушной среде и отделение молибдена от урансодержащего твердого остатка, согласно изобретению окисление уран-молибденовой композиции проводят при температуре ниже точки плавления триоксида молибдена (801°С), полученную после окисления смесь оксидов урана и молибдена измельчают до порошка с размерами частиц, не превышающих 500 мкм, полученный порошок распределяют слоем толщиной не более 15 мм и прокаливают при температуре выше точки кипения триоксида молибдена, при этом продолжительность прокаливания рассчитывают по формуле:
T=0,8H+11,5D
Т - продолжительность прокаливания, час
Н - толщина слоя оксидов урана и молибдена, мм
D - размер частиц оксидов урана и молибдена, мм
В частных случаях осуществления изобретения:
- окисление уран-молибденовой композиции (уран-молибденового сплава) проводят при температуре 550-650°С.
- прокаливание частиц в виде порошка оксидов урана и молибдена проводят при температуре 1160-1300°С.
Окисление уран-молибденовой композиции проводят при температуре ниже точки плавления триоксида молибдена, которая составляет 801°С, так как повышение температуры окисления выше 801°С приводит к экранированию окисляемого материала пленкой образовавшегося расплавленного триоксида молибдена. Это приводит к снижению скорости окисления материала, спеканию образовавшихся оксидов урана и молибдена, что затрудняет их измельчение и последующую отгонку триоксида молибдена при последующей прокалке.
При этом экспериментально установлено, что окисление металлического урана, легированного молибденом, целесообразно проводить при температуре 550-650°С.
Начало окисления сплава урана и молибдена в виде цветов побежалости наблюдается при 400°С. Начиная с 550°С, сплав быстро окисляется с образованием легколетучего оксида MoO3 и закиси-окиси урана по реакциям:
3U+4O2=U3O8
2Мо+3O2=2MoO3
При окислении слитков урана, легированного молибденом, нами не было замечено следов выделения молибдена, и химический анализ показывал, что он весь остался в закиси-окиси урана при окислении при 550-650°С.
Прокалку полеченного при окислении порошка оксида урана и молибдена необходимо проводить при температуре выше точки кипения триоксида молибдена (1155°С), когда упругость паров составляет 760 мм.рт.ст. Для прокаливания оксидов наиболее оптимальным с точки зрения эффективности очистки урана от молибдена является диапазон температур от 1160°С до 1300°С.
Вследствие сублимации MoO3 количество молибдена в порошке оксидов урана и молибдена, прокаленных при температуре выше 1155°С в течение времени Т, продолжительность которого зависит от толщины слоя оксидов и размера частиц, снижается до требуемых по ТУ 0,01 масс. %.
При этом экспериментально было установлено, что с увеличением крупности частиц оксидов более 500 мкм и толщины слоя оксидов более 15 мм даже при значительном увеличении продолжительности прокаливания не достигается требуемая по ТУ степень очистки оксида урана от молибдена.
Осуществление изобретения
Отходы U-Mo композиции в виде прутков, брикетов, стружки или порошка массой 1,0 кг засыпали ровным слоем в лодочку и помещали в муфельную печь. Печь закрывали и устанавливали проток воздуха 70-100 л/ч. Включали автоматический режим нагрева и с помощью терморегулятора задавали температуру окисления продукта.
После окисления полученную смесь оксидов урана и молибдена измельчали и просеивали через сито с ячейками размером 500 мкм. Химический и спектральный анализ порошка в среднем по пробам показал содержание урана - 83,55 масс. %, молибдена ~ 1 масс. %.
Просеянный порошок оксидов урана и молибдена, полученный окислением уран-молибденовой композиции, загружался в лодочку из SiC или алунда. Затем полученный порошок прокаливали. Для прокалки полученного порошка была использована муфельная печь с карбидокремниевыми нагревателями, с камерой размером 400×400×600 мм, Tmax - 1350°С. Продолжительность прокаливания рассчитывали по формуле:
T=0,8H+11,5D
Т - продолжительность прокаливания, час
Н - толщина слоя оксидов урана и молибдена, мм
D - размер частиц оксидов урана и молибдена, мм
Режимы окисления, прокаливания и содержание урана и молибдена в полученной закиси-окиси приведены в таблице.
В таблице приведены примеры осуществления предложенного способа переработки уран-молибденовой композиции. Как следует из приведенных в таблице данных, предложенный способ переработки уран-молибденовой композиции при заявляемых режимах окисления и прокалки (примеры №5, 6, 8) обеспечивает снижение содержания молибдена в закиси-окиси урана до ≤ 0,01 масс. %, что соответствует требованиям ТУ на оксид урана.
Предложенный способ в отличие от известных способов позволяет сократить стадийность процесса, отказаться от осадительной, сорбционной и экстракционной очисток закиси-окиси урана, что значительно упрощает реализацию способа, так как исключаются трудоемкие операции гидрометаллургического передела (растворения, осаждения, фильтрации, декантации промывки, сушки и т.п.). Кроме того, отпадает необходимость утилизации маточных растворов гидрометаллургического передела.
Claims (7)
1. Способ переработки уран-молибденовой композиции, включающий ее окисление и прокаливание в воздушной среде с последующим отделением молибдена от урансодержащего твердого остатка, отличающийся тем, что окисление уран-молибденовой композиции проводят при температуре ниже точки плавления триоксида молибдена, полученную после окисления смесь оксидов урана и молибдена измельчают до частиц, размер которых не превышает 500 мкм, полученные частицы распределяют слоем толщиной не более 15 мм и прокаливают при температуре выше точки кипения триоксида молибдена, при этом продолжительность прокаливания рассчитывают по формуле
Т=0,8Н+11,5D,
где Т - продолжительность прокаливания, ч,
Н - толщина слоя оксидов урана и молибдена, мм,
D - средний размер частиц оксидов урана и молибдена, мм.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прокаливание частиц оксидов урана и молибдена проводят при температуре 1160-1300°С.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окисление уран-молибденовой композиции проводят при температуре 550-650°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019119707A RU2713745C1 (ru) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | Способ переработки уран-молибденовой композиции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019119707A RU2713745C1 (ru) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | Способ переработки уран-молибденовой композиции |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2713745C1 true RU2713745C1 (ru) | 2020-02-07 |
Family
ID=69624711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019119707A RU2713745C1 (ru) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | Способ переработки уран-молибденовой композиции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2713745C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3208815A (en) * | 1960-08-03 | 1965-09-28 | Commissariat Energie Atomique | Process of preparation of uranium compounds from uranium-molybdenum alloys |
| RU2395857C1 (ru) * | 2009-01-26 | 2010-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" | Способ переработки уран-молибденовой композиции |
| RU2502142C1 (ru) * | 2012-04-19 | 2013-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Способ переработки уран-молибденовой композиции |
-
2019
- 2019-06-25 RU RU2019119707A patent/RU2713745C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3208815A (en) * | 1960-08-03 | 1965-09-28 | Commissariat Energie Atomique | Process of preparation of uranium compounds from uranium-molybdenum alloys |
| RU2395857C1 (ru) * | 2009-01-26 | 2010-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" | Способ переработки уран-молибденовой композиции |
| RU2502142C1 (ru) * | 2012-04-19 | 2013-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Способ переработки уран-молибденовой композиции |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Purnomo et al. | Lithium recovery from spent Li-ion batteries using coconut shell activated carbon | |
| US3829550A (en) | Process for making high purity molybdenum oxide and ammonium molybdate | |
| CN102899485B (zh) | 树脂矿浆法从含钪物料中提取钪的方法 | |
| US20120207656A1 (en) | System and Method for Recovery of Scandium Values From Scandium-Containing Ores | |
| CN102191371B (zh) | 一种传统锌湿法冶炼过程中铁锌分离的方法 | |
| KR102094398B1 (ko) | 시멘트 제조 공정에서 발생되는 염소 바이패스 더스트의 재활용 방법 | |
| CN108588446B (zh) | 一种从含铼钼精矿中提取钼和铼的方法 | |
| US3988415A (en) | Recovery of precious metal values from ores | |
| CN1064109A (zh) | 含稀土矿石的处理方法 | |
| CN104372173B (zh) | 一种从含氟失效铂催化剂中富集铂的方法 | |
| RU2713745C1 (ru) | Способ переработки уран-молибденовой композиции | |
| US9677156B2 (en) | Process for separating at least one first chemical element E1 from at least one second chemical element E2, involving the use of a medium comprising a specific molten salt | |
| RU2395857C1 (ru) | Способ переработки уран-молибденовой композиции | |
| JP4949960B2 (ja) | 酸化タンタルの製造方法 | |
| Medina et al. | An alternative method for the recovery of lithium from spodumene | |
| Kursun et al. | Solubility of Eskisehir thorium/rare earth ores in sulphuric and nitric acids | |
| RU2387722C1 (ru) | Способ переработки перовскитового концентрата с извлечением ниобия и тантала | |
| US3177068A (en) | Recovery of beryllium from bertrandite ore | |
| US5698173A (en) | Purification of uranium alloys by differential solubility of oxides and production of purified fuel precursors | |
| RU2605741C1 (ru) | Способ переработки вольфрамовых концентратов | |
| JP6423300B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池スクラップからのイットリウムとニッケルの分離回収方法 | |
| CN103011286B (zh) | 一种用粗氧化铋生产次碳酸铋的工艺 | |
| US4964997A (en) | Liquid/liquid extraction of rare earth/cobalt values | |
| RU2207387C2 (ru) | Способ экстракционного извлечения металлов из руд и концентратов | |
| El-Hazek et al. | Characterization and breakdown of South Gabal EL A’urf polymineralized ore material |