Способ извлечения урана из подземной воды



Способ извлечения урана из подземной воды

 


Владельцы патента RU 2615403:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к галургии, в частности к извлечению урана из подземных вод. В предложенном способе, включающем сорбцию урана на цеолите, согласно заявляемому изобретению цеолит предварительно модифицируют путем нанесения на его поверхность гидроксидов меди (II) и никеля с получением массового соотношения цеолит:гидроксид меди (II):гидроксид никеля, равного 10:1:4. Изобретение позволяет повысить сорбционную емкость сорбента по урану. 1 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к галургии урана и может быть использовано при его извлечении из гидроминерального сырья, а также в технологии подземного выщелачивания урана из руд, в гидрометаллургии урана и при очистке сточных вод урановых производств.

В настоящее время продуктивные растворы технологии подземного выщелачивания урана из руд характеризуются концентрацией урана, составляющей десятки мг в литре [1, стр. 198-200].

Известно также, что продуктивные растворы со стадии подземного выщелачивания урана используются для сорбционного извлечения из них урана [2, стр. 158-177, 245-254.]. В процессе десорбции урана получают концентрированный по урану элюат, из которого химическими методами осаждают нерастворимое соединение урана - урановый концентрат для химико-металлургических урановых производств. Согласно данному способу извлечения урана из руд, принятому за аналог, в рудном теле бурят скважины, затем в эти скважины закачивают выщелачивающий уран раствор и после выдержки данного раствора в рудном теле откачивают его на поверхность в виде продуктивного урансодержащего раствора. Далее, из указанного раствора уран извлекают сорбцией с использованием различных ионитов, после десорбции урана с ионитов десорбирующим раствором получают концентрированный урансодержащий раствор, из которого химическими методами осаждают урановый концентрат.

Недостатками данного способа-аналога являются большие затраты на выщелачивающие реагенты и процесс выщелачивания урана из рудного тела.

Потенциальным источником урана также является гидроминеральное сырье - океаническая, озерная и подземная воды. Так, содержание урана в отдельных озерах сопоставимо с его содержанием в продуктивных растворах технологии подземного выщелачивания урана из руд [3, стр. 96-104].

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности сходных признаков является способ извлечения урана из подземной воды, принятый за прототип [4, стр. стр. 11-16], включающий сорбцию урана из подземной воды на природном сорбенте - минерале цеолите крупностью -0,1 мм, с содержанием, % масс.: 65,51 SiO2, 14,24 Al2O3, 3,20 СаО, 2,83 K2O, 2,04 Na2O, 0,80 MgO, 0,67 Fe2O3. По окончании сорбции урана на цеолите насыщенный ураном сорбент отделяют от обедненной по урану подземной воды фильтрованием.

Недостатком способа-прототипа является низкое извлечение урана в сорбент.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа извлечения урана из подземной воды, обеспечивающего повышение извлечения урана в сорбент.

Технический результат от использования заявляемого изобретения состоит в повышении сорбционной емкости сорбента по урану.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем. Предложен способ извлечения урана из подземной воды, включающий сорбцию урана на цеолите, отличающийся тем, что цеолит предварительно модифицируют путем нанесения на его поверхность гидроксидов меди (II) и никеля с получением массового соотношения цеолит:гидроксид меди (II):гидроксид никеля, равного 14:1:4.

Пример осуществления способа.

Способ осуществляется на обычном оборудовании с использованием цеолита крупностью -0,1 мм, содержащего, % масс.: 65,51 SiO2, 14,24 Al2O3, 3,20 СаО, 2,83 K2O, 2,04 Na2O, 0,80 MgO, 0,67 Fe2O3.

Для осуществления заявляемого способа цеолит предварительно модифицировали гидроксидами меди (II) и никеля. С этой целью навеску цеолита массой 1 г помещали в стеклянный стакан. Далее в стакан приливали 1,5 см3 раствора нитратов меди (II) и никеля с концентрацией меди 43,5 г/дм3, никеля 169,5 г/дм3 и 1,5 см3 раствора едкого натра с концентрацией 400 г/дм3. Содержимое стакана непрерывно перемешивали до полного осаждения гидроксидов на поверхности цеолита. Затем раствор со стадии модификации отделяли декантацией от полученного модифицированного цеолита, который имел массовое соотношение цеолит:гидроксид меди (II):гидроксид никеля 14: 1:4. Данное соотношение обеспечивает наиболее прочное закрепление гидроксидов меди и никеля на поверхности цеолита и исключает образование взвеси самостоятельных гидроксидов в процессе сорбции урана с использованием модифицированного таким образом цеолита. Таким образом, модифицированный цеолит с указанным соотношением в нем компонентов (14:1: 4) может быть без затруднений отделен от маточного раствора со стадии сорбции фильтрованием данного раствора.

Модифицированный таким образом цеолит использовали для сорбции на нем урана из подземной воды, содержащей, в мг/дм3: 0,2463 U, 329,0 F-, 88,0 Cl-, 31,1 NO3-, 193,0 SО42-, 140,3 HCO3-.

Для осуществления сорбции урана из подземной урансодержащей воды на модифицированном цеолите его выдерживали в стакане с данной водой 4 ч с периодическим перемешиванием воды с сорбентом. Далее насыщенный ураном модифицированный цеолит отделяли от обедненной по урану подземной воды фильтрованием. Затем измеряли объем полученного фильтрата и анализировали содержание урана в нем для расчета извлечения урана из подземной воды в модифицированный цеолит.

Результаты сорбционного извлечения урана из подземной воды на модифицированном цеолите представлены в таблице (пример 1).

Для сравнения, в таблице приведены результаты сорбции урана из подземной воды на немодифицированном цеолите (пример 2).

Как видно из таблицы, заявляемый способ извлечения урана из подземной воды обеспечивает степень извлечения урана в модифицированный цеолит 93,03% (пример 1).

Для сравнения, в таблице приведен способ извлечения урана из подземной воды с использованием немодифицированного цеолита, обеспечивающий извлечение из указанной воды в немодифицированный цеолит всего 14,96% урана (пример 2).

Таким образом, заявляемый способ в сравнении со способом-прототипом позволяет повысить извлечение урана из подземной воды примерно в 6,2 раза.

Выводы

В результате нанесения на поверхность частиц цеолита гидроксидов меди (II) и никеля модифицированный таким образом цеолит приобретает более высокую сорбционную емкость. При этом расход реагентов на модификацию цеолита согласно заявляемому способу обеспечивает получение массового соотношения цеолит:гидроксид меди (II):гидроксид никеля в модифицированном цеолите, равного 14:1:4.

Источники информации

1. Шереметьев М.Ф., Шаталов В.В., Ястребов Д.А, Головня В.А., Коноплева Л.В., Сахарова Л.И., Коломиец Д.Н., Кроткое В.В., Нестеров Ю.В. Перспективные разработки в области сорбционной технологии и оборудования для комплексной переработки продуктивных растворов подземного и кучного выщелачивания // Актуальные проблемы урановой промышленности: III международная научно-практическая конференция. Сб. докладов. Алматы: Бастау, 2005. - С. 198-200.

2. Тураев Н.С., Жерин И.И. Химия и технология урана. - М.: ЦНИИАТО-МИНФОРМ, 2005. - С. 158-177, С. 245-254.

3. Самойлов В.И., Садуакасова А.Т. Гидроминеральное урансодержащее сырье // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М., 2015, №6. - С. 96-104.

4. Садуакасова А.Т., Самойлов В.И., Зеленин В.И., Куленова Н.А. Исследование процесса сорбционного извлечения урана из подземной воды // i nauka bez granic - 2015. Materialy XI naukowi-praktycznej konferencji. - : «Nauka I studia», 2015. - Vol. 14. P. 11-16.

Способ извлечения урана из подземной воды, включающий сорбцию урана на цеолите, отличающийся тем, что цеолит предварительно модифицируют путем нанесения на поверхность частиц цеолита гидроксидов меди (II) и никеля с получением массового соотношения цеолит : гидроксид меди (II) : гидроксид никеля, равного 10:1:4.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу извлечения урана из кремнийсодержащей пульпы. Способ заключается в том, что проводят выщелачивание кремнийсодержащей пульпы серной кислотой при рН<2.

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для производства урановых концентратов в технологии природного урана и оборотного ядерного топлива.

Изобретение относится к способу выделения америция из жидких радиоактивных отходов с отделением его от редкоземельных металлов. Способ включает совместную экстракцию америция и редкоземельных металлов из азотнокислого радиоактивного раствора раствором нейтрального органического экстрагента в полярном фторорганическом растворителе, промывку насыщенной металлами органической фазы, селективную реэкстракцию америция.

Изобретение относится к способу и устройству для приведения в контакт двух несмешивающихся жидкостей. Способ приведения в контакт без смешивания первого вещества, состоящего из металла или сплава металлов, в жидком состоянии, и второго вещества, состоящего из соли или смеси солей, в жидком состоянии, в котором: помещают первое вещество в твердом состоянии в первый контейнер, приводят в контакт первый контейнер со вторым веществом в твердом состоянии, находящимся во втором контейнере, подвергают первый и второй контейнеры воздействию электромагнитного поля, первое вещество в жидком состоянии приходит в движение, второе вещество в твердом состоянии начинает плавиться под действием потока тепла от первого контейнера, второе вещество в жидком состоянии приходит в движение, первое вещество в жидком состоянии остается в контакте со вторым веществом в жидком состоянии в течение периода времени, извлекают первый контейнер из второго вещества в жидком состоянии, охлаждают первый контейнер до тех пор, пока первое вещество не вернется в твердое состояние.

Изобретение относится к области сорбционной технологии извлечения радионуклидов, а именно к способу извлечения микроконцентраций урана из водных растворов. Способ проводят путем сорбции с использованием тонкослойного неорганического сорбента на основе гидроксида металла, осажденного на природное органическое вещество.
Изобретение относится к гидрометаллургии урана. Способ извлечения урана из урансодержащей руды включает выщелачивание руды сернокислым выщелачивающим раствором с окислителем, содержащим надсерную кислоту.

Изобретение относится к способу извлечения урана из маточного раствора. Способ включает получение функционализированной аминофосфоновой смолы и маточного раствора, содержащего хлорид и уран.

Группа изобретений относится к переработке израсходованных ядерных топлив. Отделяют америций от других металлических элементов, присутствующих в кислотной водной фазе или в органической фазе, путем образования комплекса америция с водорастворимым производным этилендиамина.

Изобретение относится к области гидрометаллургии урана и его соединений и может быть использовано в технологии переработки урансодержащих материалов, а именно отходов уранового производства с низким (менее 3 мас.%) содержанием урана и с высоким (до 15 мас.%) содержанием кремния.
Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки руд и может быть использовано для извлечения урана из рудных материалов подземным (ПВ) выщелачиванием.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для безреагентной очистки от взвешенных веществ и коллоидных частиц с размером частиц менее 0,5 мкм, а также от тяжелых металлов и солей промышленных сточных (карьерных, отвальных, дренажных и т.д.) вод.

Обрабатывают жидкие продукты питания, такие как вода, вино, пиво, сок, молоко, удалением из них окислителей путем насыщения водородом с избытком по отношению к кислороду более чем в 1,2 раза при барботировании.

Изобретение может быть использовано на предприятиях цветной металлургии, в золотодобывающей промышленности и в гальваническом производстве для очистки сточных вод и пульп, содержащих цианиды, тиоцианаты, тяжелые металлы, мышьяк и сурьму.

Изобретение относится к биосорберам и может быть использовано для очистки сточных вод. Биосорбер включает биореактор 1 с псевдоожиженным слоем загрузки, систему насыщения воды кислородом воздуха, трубопровод 5 подачи сточных вод на обработку, трубопровод 6 отвода очищенной воды и трубопровод рециркулируемого потока с циркуляционным насосом, модуль автоматизированного управления и приемно-дозирующую камеру 9, соединенную через насос-дозатор 10 с камерой-уловителем 11 вынесенного угля.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - сокращение сроков освоения скважины, энергетических и трудозатрат на транспортировку, переработку и утилизацию используемой в способе кислоты, уменьшение коррозии внутрискважинного оборудования.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для очистки водоемов от водорослей. Устройство содержит плавсредство, ячеистый барабан и заборник водной смеси.

Изобретение относится к системам очистки и/или обессоливания жидкости, преимущественно воды. Система очистки жидкости содержит линию подачи исходной жидкости с установленным на ней клапаном подачи исходной жидкости, подключенную к блоку фильтрации, включающему средство очистки жидкости со входом для исходной жидкости и выходами для очищенной и дренажной жидкости, устройство смешения жидкости, средство поддержания давления, линию подачи смеси исходной жидкости и концентрата, образующегося в процессе очистки жидкости, в средство очистки жидкости, линию рециркуляции, линию очищенной жидкости, линию дренажной жидкости и блок управления, связанный со средством поддержания давления, средством контроля изменения давления и клапаном подачи исходной жидкости.

Изобретение относится к устройствам для очистки воды и может быть использовано в системах питьевого и промышленного водоснабжения различных отраслей промышленности.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам освоения нефтедобывающих скважин и устройству для осуществления этих способов.

Настоящее изобретение относится к системе для растворения полимеров, включающей смесительный бак, сетчатый фильтр и насос. Смесительный бак предназначен для приема полимеров, воды и входящего потока с образованием полимерного раствора, включающего набухшие полимеры, и для вывода полимерного раствора.

Изобретения могут быть использованы в химической технологии для переработки солесодержащих сточных вод производства 2-этилгексанола и 2-этилгексановой кислоты. Способ включает обработку исходной смеси серной кислотой и отделение жирных кислот. На первой стадии осуществляют перемешивание сточных вод (6) с серной кислотой (3), подачу смеси в разделитель (9), из которого нижний водный слой подают в накопительную емкость для раствора сульфата натрия (10), а верхний органический слой подают в емкость для сбора смеси органических кислот (11), возвращаемых в цикл производства. На второй стадии водный раствор сульфата натрия из накопительной емкости (10) подают со скоростью, обеспечивающей испарение азеотропной смеси в количестве 12-15% от массы подаваемой воды, при температуре 98-100°C в испаритель (12). Паровую фазу из испарителя (12) через теплообменник (13) подают в емкость (14) для разделения слоев. Нижний слой подают в емкость (15) для раствора сульфата натрия с минимальным содержанием органических примесей, а верхний слой с содержанием не более 20-30% смеси легких спиртов возвращают в цикл производства 2-этилгексанола. Не испарившийся в испарителе (12) водный раствор подают в емкость (15) для направления в очистные сооружения. Технологический участок для осуществления способа объединяет две группы узлов оборудования, обеспечивающих двухступенчатую переработку солесодержащих сточных вод. Изобретения обеспечивают получение не менее 15% товарного продукта от объема переработанных солесодержащих сточных вод, исключение операции сжигания при утилизации солесодержащих сточных вод, получение очищенных вод с pH 6 и незначительным содержанием ХПК. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Наверх