Способ извлечения рения из урановых растворов

Изобретение относится к сорбционной гидрометаллургии урана и рения и может быть использовано для селективного извлечения рения из растворов. Способ извлечения рения из урансодержащих растворов включает сорбцию рения слабоосновным наноструктурированным ионитом на стиролакрилатной матрице, содержащим функциональные группы циклогексиламина в количестве 1,9-3,0 мг-экв/г. Технический результат заключается в повышении селективности извлечения рения по отношению к урану, сокращении стадий "сорбция-десорбция" при очистке элюированных растворов рения от урана, улучшении сорбционно-десорбционных характеристик технико-экономических показателей сорбционного извлечения рения из урансодержащих растворов. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 пр.

 

Настоящее изобретение относится к гидрометаллургии рения и урана, в частности к способу сорбционного извлечения рения из урановых растворов.

Известен сорбционный способ извлечения рения и урана с использованием макропористых или гелевых сильноосновных анионитов, например Ambersep 920U, АМП, АМп. После совместной сорбции рения и урана из сернокислых растворов подземного выщелачивания урановых руд разделение металлов достигается путем последовательной десорбции вначале урана сернокислыми растворами (10-15% серной кислоты), затем рения периодически - нитратными (80-90 г/л (и выше) нитрат-ионов и 4-4,5% азотной (или 25 г/л серной) кислоты). (Подземное выщелачивание полиэлементных руд / Н.П. Лаверов, И.Г. Абдульманов, К.Г. Бровин и др. Под ред. Н.П. Лаверова. - М.: Издательство Академии горных наук, 1998. 446 с. С. 222-223, 226-227; Ю.В. Нестеров. Иониты и ионообмен. Сорбционная технология при добыче урана и других металлов методом подземного выщелачивания. - М.: ООО ЮНИКОРН-ИЗДАТ, 2007. 480 с. С.326-327; А.Ю. Калинин, Г.Г. Андреев. Исследование десорбции рения с ионита Ambersep 920U для комплексной переработки растворов подземного выщелачивания урана // Известия Томского политехнического университета. 2012. Т. 321. №3. С. 54-59).

К недостаткам вышеуказанного способа относятся потери рения при сорбции, направленной на достижение полноты извлечения урана, необходимость использования для десорбции рения высококонцентрированных нитратных растворов, что требует проведения дополнительных операций для получения товарного продукта рения - перрената аммония, периодичность процесса десорбции рения. Это приводит к снижению эффективности сорбционного извлечения рения.

Известен способ сорбции рения из сернокислых или азотно-сернокислых растворов на макропористом или гелевом слабоосновном ионите, содержащем циклогексиламин, а в качестве матрицы стиролдивинилбензольный сополимер (АН-105-10П или АН-105-14Г) (Kholmogorov A.G., Kononova O.N., Kachin S.V. et al. Ion exchange recover and concentration of rhenium from salt solutions // Hydrometallurgy. 1999. V. 51. N 1. P. 19-35), элюирование рения с которого можно осуществить без использования нитратных растворов с растворами аммиака.

Данные по извлечению рения из урановых растворов анионитами этого типа отсутствуют.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату при использовании является способ извлечения рения из урансодержащих растворов слабоосновным ионитом типа Purolite А 170 на стиролдивинилбензольной матрице, содержащим группы вторичного амина. После совместной сорбции рения и урана рений десорбируют раствором аммиака (с концентрацией 3 моль/л), а затем после водной промывки сорбента элюируют уран раствором серной кислоты или подкисленного нитрата аммония (Загородняя А.Н., Абишева З.С., Садыканова С.Э., Шарипова А.С. Сорбция рения и урана из растворов их совместного присутствия слабоосновным анионитом А170 // Цветные металлы. 2014. №5 (857). С. 53-60). Недостатком этого способа является загрязнение насыщенного рением анионита ураном из-за совместной сорбции металлов. Это приводит к необходимости проведения дополнительной операции десорбции урана, что сопровождается повышенным расходом реагентов, увеличением затрат на оборудование для элюирования урана.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение емкости ионита и селективности по рению при сорбции его из урансодержащих растворов и улучшение качества рениевых элюатов.

Технический результат достигается тем, что сорбцию рения из урановых растворов осуществляют на слабоосновном наноструктурированном ионите на стирол-акрилатной матрице, содержащем функциональную группу циклогексиламина (ионит-ЦГА) в количестве 1,9-3,0 мг-экв/г. Использование в качестве полимерной основы ионита-ЦГА наноструктурированных интерсетчатых сополимеров, состоящих из нескольких взаимопроникающих полимерных сеток, характерной особенностью которых является преобладание наноразмерных пор и отсутствие макропор, приводит к повышению доступности «глухих» участков матрицы и емкости по рению в 1,1-1,2 раза по отношению к прототипу.

Как результат взаимного проникновения и запутанности вторичных сеток локальные концентрации полимерных цепей возрастают, обеспечивая понижение диэлектрических констант в высокоосновной матрице и возрастание селективности ионита-ЦГА по рению при сорбции из урановых растворов.

При содержании ЦГА менее 1,9 мг-экв/г уменьшается емкость ионита по рению. Увеличение содержания ЦГА выше 3,0 мг-экв/г удорожает стоимость ионита.

Использование предлагаемого анионита позволяет получить более концентрированный элюат.

Осуществление процесса извлечения рения из урансодержащих растворов иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1

Для сорбции рения из сернокислого раствора, содержащего, мг/л: 50 урана; 20 рения, 10000 сульфат-ионов, 1000 хлорид-ионов, рН 2,0, используют слабоосновный наноструктурированный ионит на стирол-акрилатной матрице, содержащий 3,0 мг-экв/г циклогексиламина (ионит-ЦГА). Для сравнения сорбцию рения из того же раствора осуществляли на слабоосновном ионите (прототип) со вторичными аминогруппами(Purolite А-170). Сорбцию рения осуществляли в статических условиях в течение 8 ч при постоянном механическом перемешивании, соотношении объемов раствора и ионита 2000:1 (мл:г) и температуре 22°С. По балансовому соотношению с учетом концентрации металлов в исходном и конечном растворах определяли весовую емкость анионита по рению и урану и рассчитывали коэффициенты их распределения (таблица 1). По данным коэффициентов распределения рассчитывали коэффициент разделения рения и урана как отношение коэффициентов их распределения (таблица 1).

Пример 2

Сорбцию рения из урановых растворов осуществляли в динамических условиях из растворов, состав которых приведен в примере 1, на колонке объемом 3,5 мл при соотношении диаметра к высоте 1:20. Для сорбции используют те же аниониты, что и в примере 1. После полного насыщения анионитов проводили десорбцию раствором аммиака (8%). В таблице 2 представлены данные по концентрированию рения в элюате. Степень концентрирования рения определяли как соотношение концентрации рения в элюате (в пике выходной кривой элюирования) к концентрации рения в растворе, из которого проводилась сорбция.

Пример 3

Для сорбции рения из сернокислого раствора, содержащего, мг/л: 50 урана; 20 рения, 10000 сульфат-ионов, 1000 хлорид-ионов, рН 2,0, используют слабоосновный наноструктурированный ионит на стирол-акрилатной матрице, содержащий 1,9 мг-экв/г циклогексиламина (ионит-ЦГА). Для сравнения сорбцию рения из того же раствора осуществляли на слабоосновном ионите (прототип) с вторичными аминогруппами (Purolite А-170). Сорбцию рения осуществляли в статических условиях (см. пример 1). Данные по сорбции и разделению рения и урана представлены в таблице 3.

Пример 4

Для сорбции рения из сернокислого раствора, содержащего, мг/л: 50 урана; 20 рения, 10000 сульфат-ионов, 1000 хлорид-ионов, рН 2,0, используют слабоосновный наноструктурированный ионит на стирол-акрилатной матрице, содержащий 2,65 мг-экв/г циклогексиламина (ионит-ЦГА). Для сравнения сорбцию рения из того же раствора осуществляли на слабоосновном ионите (прототип) с вторичными аминогруппами (Purolite А-170). Сорбцию рения осуществляли в статических условиях (см. пример 1). Данные по сорбции и разделению рения и урана представлены в таблице 4.

Использование наноструктурированного ионита на стирол-акрилатной матрице, содержащего 1,9-3,0 мг-экв/г циклогексиламина, позволяет не только улучшить селективность сорбции рения из урановых растворов и повысить концентрацию товарного рениевого элюата, но и снизить расход ионита благодаря его повышенной механической прочности по отношению к используемым сорбентам.

Заявляемый процесс в сравнении с прототипом обладает значительно лучшими сорбционно-десорбционными характеристиками, что обеспечивает:

- меньшую сорбционную емкость ионита по урану при сорбции;

- высокую степень разделения рения и урана на стадии сорбции;

- более высокую степень очистки товарного элюата рения. Вышеперечисленное позволяет улучшить технико-экономические показатели сорбционно-десорбционного извлечения рения из урансодержащего раствора;

- сокращение расхода сорбента для извлечения рения из урановых растворов;

- сокращение расхода реагентов на десорбцию;

уменьшение количества единиц сорбционно-десорбционного технологического оборудования.

1. Способ извлечения рения из урансодержащих растворов, включающий сорбцию рения на слабоосновном ионите, содержащем группу амина, и десорбцию рения аммиачным раствором, отличающийся тем, что в качестве слабоосновного ионита используют наноструктурированный ионит с группами циклогексиламина при их содержании 1,9-3,0 мг-экв/г.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют наноструктурированный слабоосновный ионит с группами циклогексиламина на стирол-акрилатной матрице.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу извлечения рения и других ценных сопутствующих элементов из вулканических газов. Способ включает сбор вулканического газа, его охлаждение и улавливание полученных соединений.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения рения при переработке технологических и продуктивных растворов, и может быть использовано в технологии получения аммония рениевокислого.

Изобретение относится к области гидрометаллургии, а именно к способу сорбционного извлечения селена, теллура и мышьяка из растворов. Сущность способа заключается во введении растворимых соединений индия в раствор извлекаемых элементов перед сорбцией.

Группа изобретений относится к переработке высокотемпературных вулканических газов. Повышают давление собранных газов низкого давления из фумарольных трещин и каналов вулкана, затем охлаждают их с обеспечением конденсации сульфидных соединений рассеянных и редких элементов, полученную смесь охлаждают до температуры, превышающей температуру плавления серы, смешивают с распыленной жидкой серой и проводят очистку с обеспечением получения расплава, содержащего серу и твердые и жидкие сконденсированные сульфидные соединения рассеянных и редких элементов, и охлажденных очищенных вулканических газов.
Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения рения из молибденсодержащих растворов. Способ включает сорбцию рения из молибденсодержащих растворов анионитами гелевой структуры.
Изобретение относится к регенерации вторичного металлического сырья, в частности к переработке металлических отходов ренийсодержащих жаропрочных сплавов на основе никеля.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к переработке шламов электролитического рафинирования меди. Способ переработки медеэлектролитного шлама включает обезмеживание, обогащение и выщелачивание селена из обезмеженного шлама или продуктов его обогащения в щелочном растворе.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к переработке концентратов флотации шламов электролиза меди, содержащих селенид серебра, и может быть использовано при производстве серебра и солей селена из шламов медного производства.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов. Медеэлектролитный шлам обезмеживают.

Изобретение относится к способу извлечения рения и платиновых металлов из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия. Способ включает окислительный обжиг, перколяционное выщелачивание огарка водным раствором окислителя или смеси окислителей с получением ренийсодержащего раствора и нерастворимого остатка, сорбцию рения из ренийсодержащего раствора в отдельном аппарате, сушку нерастворимого остатка, последующее шихтование с флюсами и плавку на металлический коллектор.

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения урана из сложносолевых растворов и пульп. Способ сорбционного извлечения урана из сернокислых растворов и пульп заключается в том, что сорбцию урана проводят на анионите смешанной основности.

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при переработке руд, рудных и техногенных концентратов для их дезактивации от примесей радиоактивных изотопов: 232Th, 238U, 235U, 234U, 228Th, 230Th, 224Ra, 226Ra, 228Ra.

Изобретение относится к извлечению ценного металла из материала. При этом применяется нанофильтрация, при которой ценный металл извлекают из руды или отходов посредством выщелачивания с помощью подходящего выщелачивающего средства.

Изобретение относится к галургии и гидрометаллургии урана и может быть использовано для извлечения и концентрирования урана из природных вод и разбавленных растворов при обезвреживании и очистке сточных вод в гидрометаллургии урана.

Изобретения относятся к переработке отработавшего ядерного топлива АЭС. Предложена экстракционная смесь для извлечения ТПЭ и РЗЭ из высокоактивного рафината переработки ОЯТ АЭС, содержащая фосфорорганический экстрагент в полярном разбавителе.

Изобретение относится к способам извлечения металлов из кислотных водных растворов, полученных из различных источников материалов при помощи экстракции растворителями.
Изобретение относится к извлечению редкоземельных металлов и тория из фосфатных руд и концентратов, в частности монацита. Вскрытие монацита проводят фосфорной кислотой при температуре от 300 до 550°С, в течение 1-2 часов.

Изобретение относится к гидрометаллургии урана, в частности к способу извлечения и концентрирования урана из разбавленных растворов. Извлечение урана из раствора осуществляют сорбцией.

Изобретение относится к гидрометаллургии. Установка содержит сборник уранового регенерата, каскад реакторов осаждения уранового концентрата для получения осадка уранового концентрата, коллектор с трубопроводами раздачи нейтрализующего реагента в реакторы осаждения уранового концентрата, фильтр-пресс для обезвоживания осадка уранового концентрата, соединенную с каскадом реакторов осаждения емкость для частичного возврата осадка, полученного в каскаде реакторов осаждения, и смеситель для уранового регенерата и осадка, соединенный со сборником уранового регенерата и с емкостью для частичного возврата осадка.

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 относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения урана из сложносолевых растворов и пульп. Способ сорбционного извлечения урана из сернокислых растворов и пульп заключается в том, что сорбцию урана проводят на анионите смешанной основности.

Изобретение относится к сорбционной гидрометаллургии урана и рения и может быть использовано для селективного извлечения рения из растворов. Способ извлечения рения из урансодержащих растворов включает сорбцию рения слабоосновным наноструктурированным ионитом на стиролакрилатной матрице, содержащим функциональные группы циклогексиламина в количестве 1,9-3,0 мг-эквг. Технический результат заключается в повышении селективности извлечения рения по отношению к урану, сокращении стадий сорбция-десорбция при очистке элюированных растворов рения от урана, улучшении сорбционно-десорбционных характеристик технико-экономических показателей сорбционного извлечения рения из урансодержащих растворов. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 пр.

Наверх