Способ сорбционного извлечения урана из кремнийсодержащих растворов и пульп

 

Изобретение относится к сорбции урана из растворов и пульп. Результат изобретения - повышение степени насыщения анионитов, уменьшение их отравляемости кремнием, снижение концентрации урана в сбросных растворах. Уран сорбируют из кремнийсодержащих растворов и пульп сильноосновными анионитами гелевой и пористой структуры. Насыщенный ураном анионит подвергают щелочной обработке и повторному контакту с исходным раствором или пульпой. Осуществляют многократное последовательное проведение щелочной обработки и повторный контакт анионита с исходным раствором или пульпой. Концентрацию щелочного раствора, начиная со второй стадии щелочной обработки, снижают на 10-90% от концентрации на первой стадии. 1 табл.

Заявляемый способ относится к гидрометаллургии и может быть использован для извлечения урана из растворов и пульп.

Известен способ сорбционного извлечения урана из растворов и пульп сильноосновными анионитами гелевой и пористой структуры типа AM, АМП, В1~ ЫАп, АМ-п, АМП-п и др. [Химия урана. / Под ред. Ласкорина Б.Н., М.: Наука, 1981, - с.58-63]. Способ характеризуется низкой емкостью анионитов по урану и значительной степенью отравления анионитов соединениями кремния.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ сорбционного извлечения урана из кремнийсодержащих растворов и пульп, в котором насыщенный ураном анионит выводят из процесса, обрабатывают щелочным раствором и повторно контактируют с исходным раствором или пульпой [Патент РФ 2159216 от 20.11.2000, Бюл. 32]. Недостатком известного способа является невысокая емкость анионитов по урану, что приводит к снижению качества готовой продукции, получаемой из товарных десорбатов, к значительным эксплуатационным затратам при экстракционном аффинаже урана, к повышенным концентрациям урана в жидкой фазе сбросной пульпы, а также большей степени отравления анионитов соединениями кремния при сорбции урана из кремнийсодержащих сред, что, в свою очередь, обуславливает уменьшение сорбционной емкости ионита по урану, и тем самым снижению эффективности процесса в целом.

Предлагается способ, позволяющий повысить степень насыщения анионитов, выводимых на стадию десорбции урана, и снизить концентрацию урана в сбросных растворах с одновременным уменьшением степени отравляемости анионита соединениями кремния.

Это достигается за счет того, что по способу сорбционного извлечения урана из кремнийсодержащих растворов и пульп сильноосновными анионитами гелевой и пористой структуры щелочную обработку насыщенного анионита при рН 4-13 и повторный контакт с исходным раствором или пульпой проводят многократно, снижая концентрацию щелочного раствора, начиная со второй стадии щелочной обработки, на 10-90% от значения на первой стадии. Нижний предел концентрации щелочного раствора ограничивается тем, что не достигаются эффекты повышения емкости ионитов до технологически необходимых значений и предотвращения отравления их соединениями кремния. Верхний предел определяет максимальную эффективность предлагаемого процесса.

Кратность оборота загрузки ионита зависит от достижения максимальной емкости ионита по урану.

Многократное последовательное проведение щелочной обработки и повторного контакта анионита с исходным раствором или пульпой перед десорбцией урана дает возможность значительно увеличить эффект повышения емкости насыщения по урану и улучшить условия десорбции кремния, что предотвращает отравление ионита соединениями кремния и исключает возможность понижения сорбционной емкости ионита по урану и производительности процесса в целом.

Способ реализуется следующим образом.

Пример.

Проведена сорбция урана из модельных сернокислых растворов с концентрацией урана 0,01-10,0 г/л, сульфата натрия 50 г/л анионитом "Россион-1п" с остаточной емкостью по урану 4 г/л и кремнию 130 г/л.

Эксперименты проводили по схеме: 1. Сорбция 1: Т: Ж= 1:50; рН=3,5-3,8; продолжительность контакта - 24 часа.

2. Щелочная обработка: Т:Ж=1:3; концентрация NaOH 5,0-50,0 г/л; продолжительность контакта - 2 часа.

3. Сорбция 2 (повторный контакт): Т:Ж=1:50; рН=3,5-3,8; продолжительность контакта - 4 часа.

Вторую и третью операции последовательно повторяли 2-20 раз в зависимости от концентраций урана при сорбции и щелочи при обработке, после чего анионит направляли на десорбцию урана и вновь возвращали на первую сорбцию.

Доля выведенного ионита на щелочную обработку составляла 100%.

Результаты экспериментов представлены в таблице.

В результате проведенных экспериментов установлено, что многократная последовательная щелочная обработка и донасыщение ионитов ураном перед проведением процесса десорбции обеспечивают повышение емкости насыщенных анионитов по урану по сравнению с прототипом в 1,5-2,5 раза. Особый эффект повышения емкости наблюдается в последних аппаратах цикла сорбции. Так, повышение емкости ионита по урану происходит от 1,26 до 5-7 г/л (более чем в 5 раз). Это обеспечивает понижение концентрации урана в сбросной пульпе или растворе и сокращает его потери с жидкой пульпой или раствором. Кроме того, обеспечивается сокращение единовременной загрузки ионита в циклах "сорбции-десорбции", снижение удельного расхода ионита, уменьшение объемов товарных элюатов и эксплуатационных затрат при переработке их на последующих переделах, а также сокращение расхода десорбирующего и регенерирующего агентов.

Предлагаемый способ позволяет снизить содержание кремния при эксплуатации анионита на 5-15%, что впоследствии приведет к улучшению технико-экономических показателей процесса.

Таким образом, реализация заявляемого способа позволяет обеспечить повышение емкости ионитов по урану с одновременным предотвращением отравления их соединениями кремния.

Формула изобретения

Способ сорбционного извлечения урана из кремнийсодержащих растворов и пульп сильноосновными анионитами гелевой и пористой структуры с щелочной обработкой насыщенного ураном анионита и повторным контактом с исходным раствором или пульпой, отличающийся тем, что осуществляют многократное последовательное проведение щелочной обработки и повторного контакта анионита с исходным раствором или пульпой, снижая концентрацию щелочного раствора, начиная со второй стадии щелочной обработки, на 10-90% от значения на первой стадии.

РИСУНКИ

Рисунок 1