SE449220B - Forfarande for utvinning av uran ur en losning som erhalls genom upplosning av uranforande malm med svavelsyra - Google Patents

Description

449,22o de <2 som innehåller sulfaterna och föroreningarna hos den ursprungliga lösningen, avskiljs och den återstående lösningen, som innehåller huvuddelen av uran, behandlas med vïteperozid med ett pH-som är lika med eller något under det hos steget med tillaata av nönda alkaliaka medel, aan: att den bildade fïllningen av uranperoxld avskiljs» V- _ ' ' i ' Det använda alkaliska medlet för utfïllningen av aulfaterna ocneföroren- ingarna hos den uranförande angreppalöaningen Hr kaiciumhydroxid eller kalciun4_ karbonat eller en blandning av de tvi. Kalciunhydroxiden kan anvidln 1 faith for. ene: 1 fm .v enimtnjzsiu, innan-mande so :in 400311 uiem- i hydroxid. I A " " - 2 I -' ebet alkaliaka medlet kan också vara ett löaligt ka1ciumaalt'eller natrium-1 hydfflifl _ e f, " i g ' ”pH vid utfïllning av aulfaterna och föroreningarna beror pi de 1 r angreppøvötnkan innehållna föroreningarna. Det regleras i allmflnhet till mellan 2 och 6, nen företrïdeavia mellan 2,5 och 3,5. Detta pH välja aÅ.att den av fïllningen medförde urankvantiteten förblir inom acceptabla grïnner.

Utfïllningen av gips och tidigare erhållna föroreningar kan avlïgsnaa ,efter filtrering och tvättning, när den innehåller lite uran, men det ïr att föredra att itereirkulera den till inatallationen för angrepp pi den uranförande malmen i áyfte att dïrur utvinna uranet. _ Utfïllningen av gips ooh föroreningarna kan göras vid temperaturen hos den från angreppet hörrörande uranförande vätskan, dvs, mellan 20 och 8050 men det är inte uteslutet att denna utföllning kan utföras vid temperaturer utanför det nämnda intervallet (mellan 5 och 100°C)- Det kan vara nödvändigt, när vitskan för angrepp på den uranförande malmen innehåller jnnernn Fe", at: först endera dessa :111 fermulsrånde: m3* genom ett 'lämpligt oxidationsmedel. Syresatt vatten kan »med fördel utnyttjas för denna oxidationt Utfällningen av uranet i form av ren peroxid utförs, som angivits i det föregående, vid ett pH, som ïr något under eller lika med pH för utfïllning av sulfaterna och förbreningarna i det föregående steget- pH för utfällning av peroxid ligger mellan 2 och 4, men företrädesvis mellan 2,5 och 3,5.

Utfïllningen av peroxid utföra vid en temperatur, som ligger mellan 0 och /_60°G, bffirerräazanvxs nenan 20' nen/Mc., ,Pör att förbättra uttömningen-av uran från lösningen utföra utfillningen av uran i närvaro av uranperoxid, som återcirkuleraa eller kommer från en föregående operation. Den redan utfïllda peroxidtillaataen accelererar uranetlr utfïllningahaatighet och tillåter kvantitativ qtfällning av uran från lösningen, även när den införda mängden av syreaatt vatten är liten. ,:'<» 3 v 449 220 Det använda alkaliska medlet för att neutralisera de vid utfällningen av peroxiden frigjorda jonerna E+ är en alkalisk lösning. _Denna alkaliska lösning är företrädesvis av natriumhydroxid, men kan vara en lösning av kaliumhydroxid eller en ammoniaklösning Utfällningen av peroxid kan utföras diskontinuerligt eller kontinuerligt i en eller flera reaktorer i serie- Den kontinuerliga utfällningen i närvaro av redan utfälld uranperoxid gör ,det möjligt att erhålla en bättre filtrerbar produkt- Halten av syresatt vatten hos lösningen för impregnering av peroxidfäll- ningen bör vara tillräcklig, åtminstone lika med 100 mg/l. Om denna halt av* syresatt vatten är alltför låg, är utfällningen av uranet inte fullständig,_och det kan till och med ske återlösning av uran- Förlusten genom degradation av det syresatta vattnet vid reaktionen för uranperokidutfällning kan sänkas genom användning av väl kända stabiliserings- medel för syresatt vatten i surt medium, som t.ex. dipikolinsyra eller etan- diaminotetraättiksyra.

När pH för utfällning av ren peroxid inte är tillräckligt högt för att fullständigt utfälla uran, kan resturanet hos lösningen, som erhålls efter avskiljning och utvinning av uranperoxidutfällningen, utfällas vid ett pH, som är högre än pfi vid utfällning av ren peroxid genom tillsats av hydroxid av _ natrium eller ammonium eller kalcium och eventuellt syresatt vatten. Den orena fällning, som erhålls under loppet av denna uttömning, återcirkuleras i angreppsvätskan före utfällningen av föroreningarna och gipset- _ Det syresatta vattnet kan införas delvis i form av natriumperoxid.

Utfällning av uran i form av ren peroxid genom utfällning enligt uppfinningen är tillämpbar på alla förfaranden för svavelhaltiga angrepp på uranförande malmer, som utförs på ett vanligt sätt (förhållandet fast/flytande mellan 0,5 och 2) eller genom att göra den degig (förhållandet fast/flytande mindre än 0,5), genom utlutning 1 massa eller genom en mycket utspädd svavel- lösning (0,5-5 g/l) i närvaro av ett oxidationsmedel, som är tillräckligt kraftigt för att åstadkomma oxidation av uranet och järnet (fall med utlutning "in situ" i marken t.ex.) Uppfinningen kommer nu att illustreras med hänvisning till bifogade figur, som schematiskt äterger en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Enligt figuren införs den till en lämplig dimension söndermalda, uran- förande malmen M i angreppsreaktorn A tillsammans med den svavelhaltiga angreppsvätskan och i närvaro av ett oxidationsmedel. Den efter angreppet erhållna massan leds till B, där en angreppsrest avskiljs, bestående av _ .. _..._,_._í... _......._....-- 449 220 blandningen av ej angripna material och fällningen av kalciumsulfat, som kommer som återcirkulering från tvättningszonen G, med en av angreppet resulterande, svavelhaltig vätska LI, innehållande uranet i lösning liksom fraktionen av järn och föroreningar som löses vid angreppet. ' 7 I Modervattnen för impregnering av kakan S1 uttas vid C med en adekvat mängd av vatten och den därav resulterande vätskan L2 blandas med vätskan L1 för att bilda vätskan L3. V Kàkan S2, som innehåller de ej angripna materialen, den återcirkulerade- kalciumsulfaten och de ej vid angreppsoperationen lösta föroreningarna isoleras och avlägsnas. _ ' I _ ' Den efter angreppet på malmen erhållna vätskan L3 införs åå vid D, där införandet av ett neutraliseringsmedel, såsom kalciumhydroxid, sker för att reglera pH till det önskade värdet pH1. K Vi .

Vid utgången från D uppsamlar man en suspension, bestående av en fast fas innehållande kalciumsulfaten och de olösliga föroreningarna vid pfll Och en vätskefas innehållande uran i lösning, vilkens separation utförs vid E i en fast fraktion S4, som är rik på föroreningar och kalciumsulfat, samt en vätska Lå. i i i Fällningen S4 införs därefter vid G där en sköljning utförs med en adekvat mängd vatten. Man erhåller sålunda en fällning S5, som är rik på järn, befriad från impregneringsvätskan och en vätskefraktion L5 för att ge upphov :111 L6- ' Den På föï°fe“ifi8af fika festen 55 kan borttas vid utgången från G. Men i fallet att en samtidig utfällning av uranet och föroreningarna utförs, är det att föredra att återcirkulera denna fällning i angreppsreaktorn Å, där det samtidigt utfällda uranet åter upplöses och där föroreningarna avlägsnas från cykeln på samma gång som de ej angripna materialen. ' K vätskan L6, som erhålls efter avlägsnandet av föroreningarna hos vätskan L3 och består av blandningen av vätskorna L4 och L5 införs då i reaktorn F, där införandet av syresatt vatten, startmedel av uranperoxid härrörande genom återcirkulering från separeringsionen H, samt ett alkaliskt medel, såsom ' natriumhydroxid för att reglera pH till det önskade värdet pH2, sker, varvid pH2 är lägre eller lika med pfll.

Vid utgången från F uppsamlar man en suspension, bestående av en fast fas av uranperoxid och en vätskefas, från vilken uranet avlägsnats eller vilken kraftigt .utarmats på uran, vilken suspension separeras vid R i en fast fraktion S7, som är rik på uran, och en vätska L7- ny 449 220 Fällningen S7 införs därefter till I¿ där en tvättning sker med en 7 adekvat mängd vatten eller en mycket utspädd lösning av syresatt vatten. Man erhåller sålunda en ren utfällning av uranperoxid, vars halt av föroreningar är lögre än de kommersiella specifikationerna, samt en vätska L8~ Vätskorna L7 och L3 sammanföra för att bilda vätskan L9, som antingen avlögsnas,.när dess uranhalt bedöms vara tillräckligt låg, eller behandlas en andra gång vid J för att ur den utvinna uranspåren. Üvätskan L9, bildad genom blandningen av vätskorna'L7 och L8 införs i__ detta fall i J, där införandet av ett alkaliskt medel utförs för att bringa lösningens pH till ett värde pH3, som är högre.än pfli, fällningsstartmedel, härrörande såsom återcirkulering från separationszonen K, samt eventuellt syre- satt vatten. _ Vid utgången från J erhåller man en suspension, bestående av en vätska L10, från vilken uranet avlägsnats och vilken isoleras och avlägsnas eller återcirkuleras till installationen för angrepp på malmen för att utnyttja dess ' oxiderande potential på grund av det syresatta restvattnet.

Den fasta delen S10 âtercirkuleras delvis till J och den andra ur nrika delen, som emellertid är alltför oren för att saluföras, tillförs L3.

De följande exemplen illustrerar uppfinningen.

Exempel l_ Den utnyttjade, uranförande vätskan har sammansättningen U Fe- S04 Al Mo 1,3 g/i 3,8 g/l 16,8 g/i 5 g/l 10 mg/i I ett första experiment A bringas denna lösning till pH1 av 3,0 genom tillsats av en kalkmjölk, varefter den erhållna fällningen filtreras och tvättas. ' I ' _ Det i den tidigare erhållna vätskan innehållna uranet utfälls därefter genom syresatt vatten och pH regleras till pH2 = 3,3 genom tillsats av natriumhydroxid. Kvantiteten syresatt vatten är l kg per kg behandlat uran.

Under dess villkor är utfällningân_av uran så gott som fullständig. Lösningens uranhalt är mindre än 2 mg/l och den erhållna peroxiden har den sammansättning som anges i tabellen nedan.

I ett annat experiment bringar man den uranförande~vätskan att undergå samma behandlingar som de som angivits i det föregående, men de två pH är 'reglerade öill pHI = 3,5 och pflz' = 3,3. 449 220 d 0 “p Undet desea förhållanden är-också.utfä1lningen av uranet genom syresatt vatten så gott som fullständig. I filttatet är mindre än 2 mg/l kvar. Samman- sättningen av den erhållna peroxiden ges i tabellen nedan.

Utfällníng av Utfällníng av uranperogíd sulfater' - ~ .- U , > K'Peroxídens sammansättning Expernment _* _ - ~ pH1 medfälïníng pH2 U_ ' Fe A1 _.Mo SOÅ' Ca li z “ 'z z z z' z A 3,0 0,6 03,31 59 0,16 0,05 0,0'1_0'0,5 . 0,26 a 3,50 2,9 '3,3- . 63 0,03 10,05 0,002 0,1 0,02 Den vid B erhållna peroxiden är mycket ren och kan behandlas utan skada av drankonvetterna. Det medutfällna.uranet_vid pH1 utvinns vid återcirhuleringen av fällningen vid angreppet på malmen. K ' V V V 7 Detta exempel visar att genom att förfara enligt uppfinningen (experiment B) erhåller man en mycket ren petoxid, som kan sàluföras såsom den är., Exempel 2 V ' P _ Den använda lösningen för fötaöken är en lösning föf angrepp på malm, vilkens föroreningar tidigare har avlägsnats genom mtfällning med kalk.

Tabellen nedan ger utvecklingen av halten av uran och det syresatta vattnet hos den filtrerade lösningen; som erhålls vid utfällningen av ,uranperoxiden vid pH2 allteftersom man utfor denna utfällning i nätvaro av startmedel eller ej. m.. .m 449 220 07.4 Försök Startmede1 - PH2 vid Fällningens varaktighet i min g/1 av fä11nsng Z 0 5 10 '20 560 120 lösning begynnelse ' ' 1 0 } 3,5 u mg/1 775 704 520 017 ha 18 Hzoz mg/1 1150 865 815 760 200 20 2 100 W 3,5 ung/l 775 3,6 2,0 1 1,2 Hzoz mg/I 575 200 200 170 100 3 - 0 ' 3,2 U mg/W - 775 550 330 75 H5 H4 ' H202 mg/1 1150 410 360 240 100 20 " _ '00 3;2 U mg/1 ' 775 18 10 8 3 1 7 7 H2°¿¶m9/1 1150 750 700 580 080 350 ,Dessa försök, visar 'att tillsatsen av startmedel gör det möjligt att sänka förbrukningen av syresatt vatten alltunder det att utfällningen av uran accelereras. šægmàeå. 7 ; .

Man har behandlat kontinuerligt en uranförande malm med följande samman- sättning: _ 7 U 7 0,35 Z Fe 1 7 2,1 Z Al 6,5 %_ no 0,001 z íca 0,17 z Si 37,8 Z kg/h av denna malm har behandlats vid A med 10 l/h av en vattenhaltig svavellösning, innehållande 40 g/1 HZSO4 Oflh med 25 8/h av flfifiï1umk1°rflfi 1 närvaro av 1,1 kg/h av fuktifi fällningAS5 från återcirkulering.

Den efter angreppet erhållna vällingen omtappades vid B; där separatiønen ev de faflïß faserna 31 och L1, innehållande det lösta uranet, utfördes. 449 zzo Kakan S1 tvättades därefter vid C genom 18 1 vatten per timme, varvid en inert rest S2 erhölls, som avlägsnades'_samt-en restvätska L2 som tillfördes vätskan Ll. 7 I _ I Resten S2 var, uttryckt i torrt tillstånd, 10,3 kg per timme och innehöll inte mer än 0,007 Z uran. ' V ' I 7 I I Den genom blandning av vötskorna LI'och Lz erhållna vätskan L3 hsde en produktion av 24,5 l/h och hade följade sammans§ttning:'Ü Uran l,4l0 g/1 Fe totalt 3,8 g/1 Fe2+ t 0,02 g/l »S102 a s e 0,13 g/l so4 e 16,8 g/l no 00,001 g/i tca a 0,24 3/1 ' A1 3,8 s/l Potential 500 mV/ECS Denna vätska L3 infördes vid D, där den behandlades med 0,98 l/h av en A kalkmjölklösning av 300 g/l för_att bringa pH hos nämnda lösning till mellan 3,4 och 3,6- Man framkallade sålunda utfällning av dehydratiserad.kalciumsulfat och föroreningar som järn._ ' K -K w Suspensionen infördes då-vid E, där den uranförande vätskan L4, representerande en volym av 24 6 1/h och en fast del S4 som tvättades vid G ' med l 1/h vatten separerades för att ge 1,1 kg per timme av fuktig, fast material S5_ innehållande 0,07 Z gran samt en vätska L5. Det fasta materialet S5 återcirkulerades-då till malmangreppet A- _ Den genom förening av vätskorna L4 och L5 erhållna vätskan L6 hade en produktion av 25,6 l/h och innehöll 1,325 g/1 uran.

Denna lösning behandlades vid S i 5 reaktorer 1 kaskad med 0,07 l/h av en lösning av syresatt vatten av 300 g/1. Till dessa reaktorer kom kontinuerligt 2 1/h av en mjuk massa av uranperoxid av 600 gll härrörande från separationen Hi I i i 7 . _ pH justerades ti1l_3;3 genom kontrollerad tillsats av soda av 10%. Man -erhöll sålunda en mjuk massa av uranperoxid, som behandlades i separatorn H för att 80 en k°flCèDfiïefa¿, mjuk mâäsa 37, av vilken en del återcirkulerades till É och den andra delen filtrerades och tvättades vid I för att ge 0,058 kg/h uranperoxid, uttryckt 1 torr substans, samt en vätska L8 som sammanfördes med vätskan L7 för att ge vätskan Lgl Uranhalten hos vätskan L9 var 2,5 mg/1, :(9) n n “ 9 449 220- vilken halt var tillräckligt låg föf att inte kräva en uttömningsoperation på lösningen. V Efter torkning hade den fasça delen S3 sammansättningen: U - 70;1 Z Na 0,05 I so,¿¶ o,a z " KA ¶ o,oo4 z ve 0,09 z ¶ n v n 0,005 z “ Mo ø,005¶z ' ¶s1 0,05 z cia n 0,042 ¶ 1» . ngoßz

Claims (6)

449-220ge 10 Patentkrav

1. Förfarande för utvinning av uran ur en lösning som erhålls genom upp- lösning av en uranförande malm med svavelsyra, varvid nämnda lösning innehåller i allmänhet mindre än 10 g/1 av löst uran, vilket förfarande innefattar först behandling av nämnda lösning med ett alkalískt medel i syfte att delvis avlägsna föroreningar genom utfällning, därefter behandling av den uranförande, delvis renade lösningen medelst väteperoxid för att utfälla uranperoxid, och slutligen separering av fällningen från modervätskan, k ä n n e t e c k n a t av att behandlingen av den medelst väteperoxid delvis renade uranförande lösningen utförs i närvaro av en betydande fraktion av den framställda uranperoxiden, vilken recirkuleras; ' i . e e

2. Förfarande enligt krav 1,¿k ä n n e t e c k n agt av att den recir- kulerade mängden av uranperoxid är åtminstone lika med 43 g/l behandlad lösning. i e g ' g

3. Förfarande enligt krav 1 ochg2, k ä n n e t' e c k n a t av att den av gföroreningarna bildade fällningen recirkuleras till malmupplösningssteget.

4. , Förfarande enligt kraven 1 - 3, klä n n e t e c k n a t av att, efter utfällning och tvättning av uranperoxiden behandlar man blandningen av de från utfällningen och tvättningen resulterande vätskorna med ett alkaliskt medel i syfte att utfälla föroreningarna och resturanet, varvid nämnda fällning recir- kuleras till upplösningssteget. i _ i i i

5. Förfarande enligt krav 1 - 4, k_ä n n e t e c k n a t av att det efter utfällning av peroxiden eventuellt i lösning kvarvarande uranet utvinns genom iutfällning genom tillsats av väteperoxid och/eller ett alkaliskt medel med pH överstigande 3,5.

6. Förfarande enligt krav 1 f 5, k-ä n n e t e c k n a t av att utfäll- ningen av ren peroxid utförs vid en temperatur mellan 0 och 60°C, och företrädesvis mena" zo aah-4o°c. i fr, 'áv