СПОСОБ СОРБЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА ИЗ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ И ПУЛЬП Российский патент 2000 года по МПК C01G43/00 

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

Известен способ сорбиционного извлечения урана из растворов и пульп слабоосновными стиролдивинилбензольными анионитами типа "Амберлит ХЕ-270", устойчивыми по отношению к различным ядам, в частности к отравлению кремнием /"Технология атомного сырья". М., Атомиздат, 1959 г./. Однако этот способ характеризуется низкими сорбционными способами анионитов по урану.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ сорбционного извлечения урана из растворов и пульп сильноосновными анионитами гелевой и пористой структуры типа АМ, АМП, ВП-1Ап, АМ-п, АМП-п и др. /"Химия урана". Под ред. Б.Н. Ласкорина, изд-во "Наука", М. , 1981 г., с. 58-63/. Недостатками известного способа являются невысокая емкость анионитов по урану, что приводит к повышенным концентрациям урана в жидкой фазе сбросной пульпы, а также значительная степень отравления анионитов, особенно пористой структуры, соединениями кремния, что приводит к уменьшению сорбционной емкости ионита по урану и, тем самым, к снижению эффективности процесса в целом.

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

Это достигается за счет того, что по способу сорбционного извлечения урана из кремнийсодержащих растворов и пульп сильноосновными анионитами гелевой и пористой структуры часть насыщенного ураном сорбента от 10% до 100% выводят из процесса, обрабатывают щелочным раствором и проводят дополнительное поглощение урана. Нижний предел части насыщенного ионита, выводимого на щелочную обработку, 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.

Щелочная обработка проводится при pH 4-13. Нижний предел значений pH обусловлен тем, что при pH < 4 обработка не эффективна по степени десорбции соединений кремния, а при pH > 13 возможно механохимическое разрушение ионита.

В результате щелочной обработки в фазе ионита создаются условия для процесса полимеризации /укрупнения/ ионов уранила при одновременном освобождении от урана части ионообменных групп. Повышение емкости насыщения ионита по урану при повторном контакте с исходным раствором или пульпой происходит за счет дополнительной сорбции урана этими группами. Щелочная обработка ионита обеспечивает также условия десорбции кремния, что приводит к предотвращению отравления ионита соединениями кремния и исключает возможность понижения сорбционной емкости сорбента по урану и производительности процесса в целом.

Данный способ позволяет повысить емкость насыщения ионитов, выводимых на стадию десорбции урана, уменьшить остаточную емкость ионита по урану после десорбции и снизить концентрацию урана в сбросных растворах с одновременным снижением степени отравления анионитов соединениями кремния.

Способ реализуется следующим образом.

Пример.

Проведена сорбция урана из модельных сернокислых растворов с концентрацией урана 1 г/л, сульфата натрия 50 г/л анионитами ВП-1Ап и "Россион 1п" с остаточной емкостью по урану 1,0 г/л и 4,0 г/л и кремнию - 144 г/л и 130 г/л соответственно.

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

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

2 сорбция: Т:Ж = 1:50; pH = 3,5 - 3,8; продолжительность - 6 часов.

Результаты экспериментов представлены в таблице.

В качестве щелочного агента можно использовать гидроксид калия или аммония, что определяется экономическими расчетами и условиями эксплуатации процесса.

В результате проведенных экспериментов установлено, что щелочная обработка насыщенных ионитов и их повторный контакт с исходным раствором или пульпой обеспечивают повышение емкости анионитов в сравнении с прототипом в 1,5 - 1,9 раза, что может выразиться в сокращении потерь урана с жидкой фазой пульпы или раствора, сокращении единовременной загрузки ионита в цикле "сорбции - десорцбии", снижении удельного расхода ионита, уменьшении объемов товарных элюатов и эксплуатационных затрат при переработке их на последующих переделах, сокращении расходов десорбирующего и регенерирующего агентов. Предлагаемый способ позволяет снизить содержание кремния при эксплуатации анионита ВП-1Ап - на 25% и анионита "Россион-1п" на 22%, что в последствии приведет к значительному улучшению технико-экономических показателей процесса.

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

Изобретение относится к способам извлечения урана сорбцией. Результат способа: повышение емкости ионитов, уменьшение остаточной концентрации урана в сбросных растворах, уменьшение остаточной концентрации урана на ионите после десорбции, предотвращение отравления ионита кремнием. Уран из кремнийсодержащих растворов и пульп извлекают сильноосновным анионитом гелевой или пористой структуры. Насыщенный анионит в количестве 10-100% обрабатывают раствором гидроксида натрия при рН 4-13. Обработанный ионит повторно контактируют с исходным раствором или пульпой. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ сорбционного извлечения урана из кремнийсодержащих растворов и пульп сильноосновными анионитами гелевой и пористой структуры, отличающийся тем, что насыщенный ураном сорбент в количестве 10 - 100% обрабатывают раствором щелочного агента, преимущественно гидроксидом натрия, и повторно контактируют с исходным раствором или пульпой. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что щелочную обработку проводят при pH 4 - 13.