SE450837B - Forfarande for separation av uran och molybden innehallna i ett aminlosningsmedel - Google Patents

Description

45'Û 837 Efter dessa båda återextraktíoner recirkuleras det orga- niska aminlösníngsmedlet till det inledande extraktionssteget.

Ett sådant förfarande uppvisar emellertid den olägenhe- ten att det vid användning för behandling av molybden-uranhal- tiga malmer leder till bildning av ett olösligt komplex mellan molybdenet och aminlösningsmedlet, vilket sålunda innebär att e det uppträder fasta kontaminerande material, som stör jonöver- föringarna vid den inledande vätske-vätskeextraktionen.

US PS 3 156 524 har emellertid visat, att närvaron av ovannämnda kontaminerande material berodde på närvaron av mo- g., lybden i molybdenylform och att det endast var nödvändigt att tillsätta ett oxídationsmedel till extraktet, innan återextrak- tíonerna utfördes, för bildning av molybdenet i molybdattíll- stånd, varigenom ovannämnda olägenhet sålunda kunde elimineras. fiVid försök utförda med förfarandet i enlighet med vad som anges i patentet har vi vad beträffar molybdenrika lösningar funnit, att den bildade vattenbaserade uranlösningen innehöll relativt stora mängder av molybden, vilka i de flesta fall översteg den gräns som för närvarande accepteras av användarna av urankoncentrat, vilken gräns definieras av följande viktför- hållande: %9 < 1400 -1o'° .

Vidare visade sig olägenheten förvärras i proportion till ökningen av den mängd molybden som medföljde uranet. Ten- densen i dag är härvid att försöka använda malmerna maximalt och att sålunda använda även de malmer som har mycket högt in- nehåll av föroreningar. Detta är fallet med molybden-uranhal- tiga malmer. Denna utveckling framgår av US PS 3 IS6 524, en- ligt vilken de lösningar som härrör från angreppet, vilket framgår av Exempel 1, innehåller USO8 i en mängd av 1,85 g/l samt Mo i en mängd av 0,058 g/1, dvs. äg = 3,8%, under det att man för närvarande försöker behandla malmer så att man erhåller lösningar, vari förhållandet gg kan vara högre än 100%.

Föreliggande uppfinning hänför sig_till behandling av =@ bl.a. molybdenrika lösningar och gör det möjligt att åstadkomma selektiv separation, dvs. att vid återextraktion av uran erhålla en vattenbaserad lösning vari förhållandet: %9- < 1400- 1o'6. \ 450 837 Den utmärkes av att man tillsätter ett oxidationsmedel till den sura lösningen av alkalimetallklorid, innan den sist- nämnda bringas i kontakt med extraktet. ' Det har i realiteten överraskande befunnits, att selek- tiviteten för separationen förbättrades avsevärt när oxida- tionsmedlet tillsattes i förväg till återextraktionslösningen innan den bringades i kontakt med extraktet, jämfört med den selektivitet som erhålles under användning av processen be- skriven i US PS 3 156 524 och vilken innebär att man tillsät- ter oxidationsmedlet till extraktet och därefter bringar detta. i kontakt med återextraktionslösningen, varvid gäller att i det sistnämnda fallet den enda funktion, som utövas av oxidations- medlet, är att undertrycka bildningen av kontaminerande mate- rial och icke att ha någon inverkan på selektiviteten.

:Vi har dessutom även funnit, att företrädesvis väteperoxid, till skillnad från klorater, klor och andra oxidationsmedel, upp- visar denna förmåga att förbättra selektiviteten, samt att den mängd, som skall användas, är relativt liten och vanligtvis mindre än 50 g/kg U som skall återvinnas, varvid detta gäller för ett värde med avseende på förhållandet äg i extraktet som kan uppgå till 200%.

Steget för återextraktíon av uran utföres med hjälp av anordningar av s.k. mixer-settler-typ, i vilka det föreligger en motströmscirkulation mellan aminlösningsmedlet, som inne- håller uran och molybden, och alkalimetallkloridlösningen, vil- ken progressivt anrikas med avseende på uran under dess kon- takt med lösníngsmedlet.

Företrädesvis använder man enligt uppfinningen ett bat- teri innefattande en mångfald mixer-settler-apparater, och oxidationsmedlet blandas med återextraktionslösningen innan den sistnämnda utför sin funktion med avseende på aminlös- ningsmedlet, dvs. oxidationsmedlet finns närvarande vid nivån för alla mixer-settler-apparater. i -Enligt en alternativ utföringsform är det dock även möj- ligt att införliva oxidationsmedlet i kretsen för den vatten- baserade återextraktíonslösningen antingen mellan ifrågavarande första och andra mixer-settler eller mellan två av vilka som helst av nämnda mixer-settler-apparater.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas mera i detalj under .nn-_ _ _ 450 837 hänvisning till ritníngsfiguren, som visar en angreppsreaktor A, vilken tillföres malm och angreppsreaktanter R1. Från denna apparat avgår en suspension LO, vilken genom filtrering i B ger en fast återstod S1, som avlägsnas från kretsen, och en vätska L1, som utsättes för en vätske-vätskeextraktion i C med hjälp av ett aminlösningsmedel Lz, så att man erhåller ett vattenbaserat raffinat LS, vilket kan behandlas för utvinning av vissa element därur, och ett extrakt L4, vilket ledes till uranåterextraktíonssteget i D, som i föreliggande fall inne- fattar tre mixer-settler-apparater D1, D2 och D3. I dessa tre apparater bringas L4 i kontakt med en vätska L5, som utgöres av en sur vattenbaserad lösning av natriumkloríd, till vilken väte- peroxid har satts. När den cirkulerar, avger L4 progressívt sitt innehåll av uran till bildning av en vätska L6, vilken innehål- ler huvuddelen av ifrågavarande molybden och vilken behandlas i E under användning av en vattenbaserad natriumkarbonatlösning L7 till bildning av en vattenbaserad molybdenvätska L8 och ett aminlösningsmedel L9, som kan recirkuleras till det inledande extraktíonssteget C med ett rent lösningsmedel Lz, under det att L5 anrikas med uran under sitt flöde genom D3, D2 och D1 till bildning av en vattenbaserad lösning L10, som är färdig att om- vandlas till ett uranhaltigt koncentrat genom utfällning med hjälp av en bas. 7 Följande exempel visar fördelen med förfarandet enligt uppfinningen med avseende på selektivitet för separationen uran-molybden.

Exempel l Ett extrakt härrörande från en extraktion med ett lös- ningsmedel av typen tertiär amín och innehållande 2 g uran per liter samt 2 g molybden per liter utsattes för en åter- extraktion under användning av en vattenbaserad lösning inne- hållande 1,5 grammolekyl NaCl per liter och 0,1 grammolekyl HZSO4 per liter, till vilken lösning man satte, före kontakten med extraktet, 30 g väteperoxid per kg uran avsett att utvinnas.

Vattenlösningen härrörande från detta återextraktionssteg innehåller sådana kvantiteter av uran och molybden att förhål-' lande: ¥I9 = 496 - 1o'6. _ Ett annat försök utföres under samma betingelser men utan någon tillsats av väteperoxid. Det erhållna förhållandet äg 450 837 bur härvid 2770 - 1o'6. r Detta exempel visar inverkan av oxidatíonen på selektiví- teten vad beträffar separationen uran-molybden.

Exempel 2 =Ett extrakt härrörande från en extraktion med ett amin- lösningsmedel innehållande 1,7 g uran per liter och 1,5 g molyb- den per liter bringas i kontakt, under omröring, med en vatten- baserad återextraktionslösning innehållande 80 g NaCl per liter, g Na§04 per liter samt tillräcklig mängd av HZSO4 för att ge ett pH-värde av 2.

Vid ett första försök tillsättes till den vattenbaserade återextraktionslösníngen 0,3 cms av en lösning innehållande 34 g NaClO3 per liter.

Vid ett andra försök tillsätter man 0,3 cms väteperoxid med koncentrationen 34 g/l, vilket motsvarar en mängd aktivt väte som är i huvudsak detsamma i de båda fallen{ Ä' De erhållna vattenbaserade uranlösningarna har ett för- hållande %9 av 1800 -10-6 respektive 900 '10_6.

Detta visar att arten av oxidationsmedel har inverkan på hur mycket separationsselektiviteten förbättras och_att väteperoxid är att föredra framför klorat.

Exempel 3 ' Vid ett första försök utfört under de betingelser som gäller enligt uppfinningen bringas en liter av ett extrakt, som innehåller 3,6 g uran per liter och 1,6 g molybden per liter, i kontakt, under omröring, med 0,1 liter av en vatten- baserad lösning av natríumklorid innehållande 80 g NaCl per liter, 20 g Na2SO4 per liter, 0,5 g HZSO4 per liter och 0,5 g HZOZ per liter.

Vid ett andra försök behandlas en liter av samma amin- extrakt, som innehåller 3,6 g uran per liter och 1,6 g molyb-0 den per liter, i ett första steg med samma mängd av väte- peroxid, dvs. 50 mg HZOZ per liter extrakt, och bringas där- efter i kontakt med O,1 liter av en vattenbaserad lösning av natriumklorid innehållande 80 g NaCl per liter, 20 g Na2S04 per liter och 0,5 g HZSO4 per liter. ' De erhållna vattenbaserade uranlösningarna har ett för- hållande M9 av 540 'l0_6 g vid det första försöket respektive 1960 '10' vid det andra försöket. 450 857 Detta visar att effektiviteten för väteperoxíd är bättre när väteperoxiden sättes till den sura alkalimetallklorídlös- ningen innan denna bríngas i kontakt med extraktet.

Exempel 4 s 1 liter/h av ett extrakt innehållande 3,6 g uran per liter och 1,7 g molybden per liter och härrörande från vätske- 3 -vätskeextraktion av den svavelsura angreppslösningen från an- grepp på-en molybden-uranhaltig malm, varvid en lösning inne- hållande 0,1 g/molekyl av trilaurylamin i kerosen användes, be- handlas i motström i ett batteri av tre mixer-settler-apparater med hjälp av 0,13 l/h av en vattenbaserad lösning_ánnehå1lande 80 g NaCl per liter, 20 g Na2S04 per liter och 1 g HZSO4 per liter.

I den vattenbaserade lösningen inmatas mellan D1 och D2 0,005 1/h av en HZOZ-lösning med koncentrationen 10 g/l. Den vattenbaserade uranylkloridlösning L10 som härrör fran D1 in- nehåller 27,5 g uran per liter och 11 mg molybden per liter, dvs. förhållande: äí är 400 ' 1o'6.

Föreliggande uppfinning kan användas vid vilka som helst behandlingar av molybden-uranhaltíga malmer genom angrepp med svavelsyra och extraktion med ett aminlösningsmedel, och vid vilka man önskar förbättra selektiviteten för separationen U-Mo vid återextraktionen av uranet med hjälp av en vattenba- serad lösning baserad på alkalimetallklorid.

Claims (5)

lp450 857 7 I PATENTKRAV

1. l. Förfarande för selektiv separation av uran och g molybden närvarande i ett extrakt härrörande från behandling medelst vätske-vätskeextraktion med hjälp av ett eaminlös- ningsmedel av en lösning, som härrör från angrepp med svavel- syra på en molybden-uranhaltig malm, vilket förfarande inne- fattar vattenbaserad återextraktion av uranet närvarande i nämnda extrakt med hjälp av en sur lösning av en alkali- metallklorid, följd av återextraktion av molybdenet genom behandling av det återstående extraktet med hjälp av en alkalimetallkarbonatlösning samt recírkulation av lösnings- medlet, k ä n n e t e c k n a t av att man, för åstadkom- mande av selektiv separation, sätter ett oxidatíonsmedel till den sura alkalímetallkloridlösningen, innan den sistnämnda bringas i kontakt med extraktet.

2. Separationsförfarande enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t av att det använda oxidationsmedlet är en väte- peroxidlösning.

3. Separationsförfarande enligt något av de föregå- ende kraven, k ä n n e t e c k n a t av att den vattenba- serade lösningen härrörande från angreppet innehåller sådana mängder av molybden att förhållandet gg kan uppgå till 200%.

4. Separationsförfarande enligt något av de föregå- ende kraven, k ä n n e t e c k n a t av att uranåterextrak- tionen utföres med hjälp av ett flertal s.k. mixer-settler- -apparater, vari det organiska lösningsmedlet och den sura alkalimetallkloridlösningen cirkulerar i motströmsförhållande.

5. Separationsförfarande enligt krav 4, k ä n n e - t e c k n a t av att väteperoxiden sättes till den sura alkalimetallkloridlösningen mellan två av ifrågavarande mixer-settler-apparater.