Способ экстракционного аффинажа урана


 


Владельцы патента RU 2562604:

Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" (RU)

Изобретение относится к экстракционной технологии аффинажа природного урана. Способ экстракционного аффинажа урана включает предварительную очистку азотнокислого раствора нитрата уранила путем контактирования его с ТБФ в разбавителе. Полученную экстракционную смесь или предварительно отделенные от экстракционной смеси стабилизированные эмульсии разделяют центрифугированием на водный азотнокислый раствор нитрата уранила, экстракт и осадок нерастворившихся примесей. Затем полученный при центрифугировании раствор нитрата уранила направляют на экстракционный аффинаж урана, а экстракт возвращают на стадию предварительной очистки нитрата уранила в качестве экстрагента. Техническим результатом является уменьшение потерь урана и возможность повторного использования экстрагента. 3 пр.

 

Изобретение относится к области радиохимической промышленности и может найти применение в экстракционной технологии аффинажа природного урана.

Экстракционный аффинаж природного урана включает операции растворения химических концентратов природного урана, фильтрацию полученного исходного азотнокислого раствора нитрата уранила, экстракцию нитрата уранила из питающего экстракционный каскад раствора, промывку экстракта (при необходимости) и реэкстракцию урана.

Экстракционный аффинаж обеспечивает очистку урана от балластных и радиоактивных примесей. Однако присутствие в питающем экстракционный каскад растворе нитрата уранила трудноотделимых при фильтрации исходных растворов нитрата уранила мелкодисперсных твердых взвесей приводит к образованию на операции экстракции межфазных образований, так называемых «медуз». «Медузы» нарушают разделение фаз и, попадая в реэкстракт, загрязняют примесями товарный реэкстракт урана.

Существующие методы удаления этих «медуз» вычерпыванием трудоемки и не обеспечивают требуемой чистоты растворов.

Известен способ, предупреждающий образование «медуз» в процессе экстракционного аффинажа урана [Патент РФ №2130208, МПК G21C 19/42, G21C 19/46, опубл. 10.05.99].

По этому способу предварительная обработка исходного раствора уранилнитрата стабилизированными эмульсиями («медузами»), образующимися при первоначальном контактировании раствора уранилнитрата с трибутилфосфатом в инертном разбавителе, позволяет обеспечить очистку исходного раствора уранилнитрата от мелкодисперсных твердых примесей коагулированием их в крупные хлопья, которые из-за разницы в удельных весах возможно отделить от раствора уранилнитрата гравитационным отстоем или через сетчатый дренаж, пропускающий раствор уранилнитрата и задерживающий коллоидную массу «медузы». Образовавшиеся коллоидные соединения - «медузы», содержат твердые мелкодисперсные взвеси и частично уран, экстрагированный эмульсиями трибутилфосфата. Уран извлекают путем промывки «медуз» дистиллированной водой - реэкстракции, после чего коллоидные соединения - «медузы» - выводят из процесса на утилизацию. Данный способ взят за прототип.

Недостаток данного способа состоит в том, что для отмывки «медуз» требуется большой объем промывного раствора, который необходимо утилизировать.

Кроме того, экстрагент (10-20%-ный ТБФ в углеводородном разбавителе), побывавший в контакте с водным азотнокислым раствором нитрата уранила и содержащий уран в концентрации 20-30 г/л, находится в состоянии, близком к равновесию по урану с промытым раствором, содержащим 10-15 г/л урана и 60-120 г/л азотной кислоты. Поэтому провести экстракционный аффинаж урана нельзя, так как извлечь уран из водного раствора экстрагентом, находящимся с раствором в равновесии, невозможно.

Задачей изобретения является уменьшение потерь урана с «медузами» и обеспечение повторного использования экстрагента.

Поставленную задачу решают тем, что в способе экстракционного аффинажа урана, включающем предварительную очистку азотнокислого раствора нитрата уранила путем контактирования его с ТБФ в разбавителе, в результате которого образуется экстракционная смесь, содержащая стабилизированные эмульсии, экстракционную смесь или предварительно отделенные от экстракционной смеси стабилизированные эмульсии, разделяют центрифугированием на осадок нерастворившихся примесей, водный азотнокислый раствор нитрата уранила и экстракт, после чего раствор нитрата уранила направляют на экстракционный аффинаж урана, а экстракт возвращают на стадию предварительной очистки нитрата уранила в качестве экстрагента.

Пример 1

Провели по прототипу контактирование водного азотнокислого раствора нитрата уранила, содержащего нерастворимые взвеси примесей, и экстрагента - 30%-ного ТБФ в углеводородном разбавителе. На границе раздела фаз получили «медузу», которая в процессе гравитационного отстоя села на дно аппарата. Отделили «медузу» декантацией вышерасположенных растворов. Промыли «медузу» водой при соотношении органической (O) и водной (B) фаз O:B=1:100. В промывном растворе содержание урана составило 3,5 г/л. Остаточное содержание урана в «медузе» составило 2,5% от его исходного содержания в «медузе».

Пример 2

Получили «медузу», повторив опыт, описанный в примере 1. Разделили «медузу» центрифугированием на три продукта: осадок, водный раствор нитрата уранила с [U]=420 г/л и экстракт урана с [U]=119 г/л. Экстракт урана был прозрачным и не содержал взвесей нерастворимых примесей. Объем осадка составил 2,3% от объема «медузы». Промыли осадок таким же объемом воды, как в примере 1. В промывном растворе содержание урана составило 0,080 г/л, то есть в 44 раза меньше, чем в опыте по прототипу. Остаточное содержание урана в осадке составило 0,14% от его исходного содержания в «медузе».

Пример 3

Получили на границе раздела фаз «медузу», повторив опыт, описанный в примере 1. Не дожидаясь отделения «медузы» гравитационным отстоем, разделили центрифугированием весь объем полученной экстракционной смеси, состоящей из экстрагента, «медузы» и водного раствора. Получили три продукта: осадок, водный раствор нитрата уранила с [U]=421 г/л и экстракт урана с [U]=118 г/л. Экстракт, насыщенный по урану, был прозрачным и не содержал взвесей нерастворимых примесей. Промыли осадок таким же объемом воды, как в примере 1. В промывном растворе [U]=0,084 г/л, то есть в 42 раза меньше, чем в опыте по прототипу.

Продукты разделения экстракционной смеси: водный азотнокислый раствора нитрата уранила, экстракт и осадок - утилизируют следующим образом. Водный раствор нитрата уранила направляют на экстракционный аффинаж урана. Экстракт возвращают на промывку новой порции водного азотнокислого раствора нитрата уранила, содержащего взвеси нерастворимых примесей. Осадок направляют либо на отмывку от урана, либо на выщелачивание урана.

Таким образом, разделение стабилизированной эмульсии центрифугированием позволяет в десятки раз уменьшить потери урана с «медузами», выделенный из «медуз» экстракт повторно использовать на стадии предварительной очистки водного азотнокислого раствора нитрата уранила от взвесей нерастворимых примесей, получить минимальный объем осадка, уменьшив тем самым затраты на его утилизацию.

Способ экстракционного аффинажа урана, включающий предварительную очистку азотнокислого раствора нитрата уранила путем контактирования его с трибутилфосфатом (ТБФ) в разбавителе с образованием экстракционной смеси, содержащей стабилизированные эмульсии, отличающийся тем, что экстракционную смесь или предварительно отделенные от экстракционной смеси стабилизированные эмульсии разделяют центрифугированием на водный азотнокислый раствор нитрата уранила, экстракт и осадок нерастворившихся примесей, после чего полученный раствор нитрата уранила направляют на экстракционный аффинаж урана, а экстракт в качестве экстрагента возвращают на стадию предварительной очистки нитрата уранила.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области экологии и направлено на предупреждение возможности загрязнения окружающей среды и отравления населения радиоактивными веществами.

Изобретение относится к применению дигликольамида в кислой водной фазе, содержащей америций, кюрий и/или лантаниды, в качестве повышающего коэффициент их разделения комплексообразователя при экстракции.
Изобретение относится к способу экстракционного аффинажа урана и может быть использовано в технологии переработки регенерированного из облученного ядерного топлива урана (регенерированного урана) и химических концентратов природного урана (ХКПУ).

Изобретение может быть использовано при переработке и утилизации облученного ядерного топлива. Способ включает экстрагирование америция из азотнокислой водной фазы посредством циркуляции ее в первом экстракторе, промывание полученной органической фазы во втором экстракторе и селективную реэкстракцию америция в третьем экстракторе.

Изобретение относится к способу переработки труднообогатимых упорных урановых руд, содержащих браннерит. Способ заключается в том, что измельченную до крупности минус 0,3 мм руду обрабатывают 1-40% раствором бифторида аммония при соотношении Т:Ж=1:(1-5) и температуре 50-80°C в течение 1-4 часов.

Изобретение относится к способу, с помощью которого можно очищать уран из природного уранового концентрата. Этот способ включает экстракцию урана, присутствующего в виде нитрата уранила в водной фазе А1, полученной в результате растворения природного уранового концентрата в азотной кислоте, с помощью органической фазы, которая содержит экстрагирующее средство в органическом растворителе.

Изобретение относится к способам переработки уран-фторсодержащих растворов, полученных от растворения огарков фторирования в производстве гексафторида урана. Способ включает растворение огарков в растворе азотной кислоты, извлечение урана из фторсодержащего азотнокислого раствора путем восстановления его гидразином на платиновом катализаторе, при постоянной очистке поверхности катализатора от осадка тетрафторида урана, отделение катализатора от азотнокислого раствора и осадка тетрафторида урана, обеспечение эквимолярного отношения фторид-ионов к урану (IV) в полученном растворе и разделение осадка тетрафторида урана и азотнокислотного раствора, при этом азотнокислотный раствор повторно используют для растворения огарков фторирования, предварительно доукрепив по азотной кислоте.
Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способу извлечения урана из отработанных фосфорнокислых растворов. Способ заключается в том, что в исходный раствор предварительно вводят окислитель, который выбирают из ряда: KMnO4, K2Cr2O7, HNO3, H2O2, KClO3.

Изобретение относится к способу переработки кремнийсодержащего химического концентрата природного урана с повышенным содержанием кремния. Способ включает выщелачивание концентрата водным раствором азотной кислоты при повышенной температуре с получением пульпы, состоящей из твердой и водной фаз, отделение фильтрацией водной фазы в виде азотнокислого раствора нитрата уранила от твердой фазы, экстракционный аффинаж урана с применением трибутилфосфата в углеводородном разбавителе.
Изобретение относится к способу извлечения урана из маточных растворов. Способ включает получение смолы, модифицированной аминофосфоновыми группами, и получение маточного раствора, содержащего от 25 до 278 г/л сульфата и уран.

Изобретение относится к применению дигликольамида в кислой водной фазе, содержащей америций, кюрий и/или лантаниды, в качестве повышающего коэффициент их разделения комплексообразователя при экстракции.
Изобретение относится к способу экстракционного аффинажа урана и может быть использовано в технологии переработки регенерированного из облученного ядерного топлива урана (регенерированного урана) и химических концентратов природного урана (ХКПУ).

Изобретение относится к извлечению молибдена из растворов. Раствор, содержащий молибден, подкисляют до кислого pH путем добавления неорганической кислоты, затем добавляют по меньшей мере один органический растворитель и непрерывно перемешивают для образования водно-органической эмульсии.

Изобретение относится к способу извлечения самария (III) из бедного или техногенного сырья, в частности флотоэкстракцией из водных фаз. В процессе флотоэкстракции самария (III) в качестве органической фазы используют изооктиловый спирт, а в качестве собирателя - ПАВ анионного типа додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции: Sm+3+3NaDS=Sm(DS)3+3Na+,где Sm+3 - катион самария (III), DS- - додецилсульфат-ион.

Изобретение относится к способу извлечения катионов европия (III) из бедного или техногенного сырья с помощью жидкостной экстракции. Способ извлечения катионов европия (III) включает жидкостную экстракцию из водно-солевых растворов с использованием в качестве экстрагента изооктилового спирта.

Изобретение относится к способу, с помощью которого можно очищать уран из природного уранового концентрата. Этот способ включает экстракцию урана, присутствующего в виде нитрата уранила в водной фазе А1, полученной в результате растворения природного уранового концентрата в азотной кислоте, с помощью органической фазы, которая содержит экстрагирующее средство в органическом растворителе.
Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для экстракционного извлечения золота(III) из солянокислых растворов от выщелачивания золотосодержащих промпродуктов и концентратов.
Изобретение относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы, а именно к экстракционному извлечению рутения. Способ извлечения рутения из нитритных водных растворов включает экстракцию рутения раствором три-н-бутилфосфата, промывку экстракта водой, присоединение промывного раствора к раствору, поступающему на экстракцию, и реэкстракцию рутения раствором карбоната натрия.

Изобретение относится к технологиям жидкостной экстракции, в частности получению концентрата редкоземельных металлов, в цветной и черной металлургии, при переработке отходов химических и металлургических производств, а также для очистки шахтных и рудничных и промышленных сточных вод.

Изобретение относится к переработке фосфатного редкоземельного концентрата (ФРЗК), полученного при азотно-кислотной переработке апатита. Способ переработки ФРЗК, выделенного при нейтрализации азотно-фосфорнокислого раствора, полученного после вскрытия апатита азотной кислотой, включает обработку ФРЗК азотной кислотой и отделение нерастворимого остатка из полученного нитратно-фосфатного раствора редкоземельных элементов (РЗЭ).

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к технологии переработки рудных концентратов ниобия и тантала. Способ получения оксидов ниобия и тантала из колумбитового (танталитового) концентрата включает его вскрытие фторидами аммония и серной кислотой, последующее выделение, очистку и разделение солей ниобия и тантала экстракцией. При этом концентрат фторируют расплавом смеси фторидов аммония при температуре 110-240°C в течение 0,5-5 часов, выделяющиеся при этом газы абсорбируют водой с получением раствора аммиака. Изобретение обеспечивает экономически эффективный и малоотходный способ переработки ниобий- и танталсодержащих рудных концентратов, а также низкий удельный расход химикатов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.
Наверх