СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНОСОДЕРЖАЩИХ УГЛЕАММОНИЙНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2006 года по МПК C22B60/02 C22B3/20 

Изобретение относится к области переработки ураносодержащих продуктов, образующихся, в частности, при экстракционном извлечении урана из растворов с последующей его реэкстракцией углеаммонийными солями и может быть использовано в технологиях извлечения урана и попутных ценных компонентов из руд.

Известен способ переработки ураносодержащих карбонатных растворов методом их разложения серной кислотой (Громов Б.Н. Введение в химическую технологию урана. - М.: Атомиздат, 1978, с.119). Основными недостатками известного способа являются безвозвратные потери углекислоты, значительный расход серной кислоты и неэффективное разделение урана и примесей.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ переработки ураносодержащих углеаммонийных растворов, заключающийся в их термической диссоциации методом выпаривания с переводом урана в осадок и улавливанием аммиака и углекислого газа из отходящих газов (Шевченко В.Б., Судариков Б.Н. Технология урана. - М.: Госатомиздат, 1961, с.242).

К недостаткам данного способа относятся значительная длительность операции выпаривания, необходимость поддержания температуры кипения растворов, при этом не обеспечивается также полнота утилизации аммиака, углекислоты и выделения урана в осадок.

Техническим результатом изобретения является эффективная утилизация аммиака и углекислоты, полнота выделения урана в осадок, обеспечение высокой степени разделения урана и примесей, извлечение попутных ценных компонентов, например молибдена.

Данный технический результат достигается способом переработки ураносодержащих углеаммонийных растворов, который включает их термическую диссоциацию с переводом урана в осадок, улавливание аммиака и углекислого газа из отходящих газов и отличается тем, что термическую диссоциацию ураносодержащих углеаммонийных растворов осуществляют при температуре 70-85°С до достижения в растворах величины рН 6,5-5,9 с одновременной отдувкой образующихся газов воздухом, полученные после термической диссоциации растворы отделяют от ураносодержащего осадка и извлекают из них попутные ценные компоненты, например молибден.

Далее приводятся примеры осуществления известной и предлагаемой технологий. Для проведения лабораторных опытов был использован раствор, выводимый с передела реэкстракии урана на утилизацию, содержанием, г/дм³: карбонат аммония (КА) - 50,4; бикарбонат аммония (БКА) - 18,2; уран (U) - 5,6; молибден (Мо) - 1,7.

Пример 1

Раствор указанного состава в объеме 2600 мл подавали в выпарной аппарат. Процесс термической диссоциации вели при температуре 99°С, его длительность составляла 3,5 часа. В результате получены растворы, содержащие, г/дм³: КА=8,0; БКА=2,0; U=4,6; Мо=1,6 и кубовый остаток (ураносодержащий осадок). Таким образом, при реализации известного способа степень разложения (диссоциации) углеаммонийных солей составила 85%, полнота выделения урана в осадок не превысила 18%, разделения урана и молибдена не достигнуто.

Пример 2

Для моделирования предлагаемого способа использовали растворы аналогичного состава и объема, что и в предыдущем опыте. Процесс термической диссоциации вели в фарфоровом стакане при температурах 70-85°С с подачей воздуха через барботер для перемешивания и одновременной отдувки газов, образующихся в процессе разложения углеаммонийных солей. Контроль осуществляли по рН раствора. Полученные данные приведены в таблице.

Из представленных табличных данных следует, что при температурах 70-85°С и длительности процесса 2,5-2,0 часа степень разложения углеммонийных солей и полнота осаждения урана достигают 98% и более.

Полученный урановый осадок отделяли от жидкой фазы фильтрацией и растворы использовали для извлечения молибдена. Для этого их подкисляли до рН 3-3,5 и направляли на сорбционное концентрирование молибдена с использованием анионита. Насыщение анионита обеспечивалось на уровне 90-100 г/дм³. Десорбцию вели аммиачно-сульфатными растворами, из полученных десорбатов, содержащих 100-120 г/дм³ молибдена, путем подкисления растворов азотной кислотой до рН 2,3-2,5 осаждали полимолибдат аммония. Далее осуществляли его перекристаллизацию с получением парамолибдата аммония. Конечная продукция по кондициям соответствовала требованиям технических условий «Аммоний молибденовокислый» по ТУ 95.380.82.

С целью определения эффективности использования данной технологии в опытно-промышленных условиях были проведены испытания по переработке оборотных урановых молибденосодержащих углеаммонийных растворов, выводимых из схемы реэкстракции урана.

Установка включала контактный чан, в котором были установлены паровые регистры для нагрева растворов и диспергаторы для подачи воздуха, с помощью которого осуществлялось перемешивание растворов и одновременная отдувка образующихся газов. Процесс вели при температуре 70-85°С до достижения в растворах величины рН 6,5-5,9. Образующуюся при этом парогазовую смесь охлаждали и направляли на абсорбцию - для получения углеаммонийных солей, которые возвращали в схему реэкстракции. Полученный урановый осадок (содержанием U 57-58%) отделяли фильтрацией. Полнота разложения углеаммонийных солей составляла 96-99%.

ТаблицаЗависимость полноты разложения углеаммонийных солей от температуры проведения термической диссоциации, ее длительности и изменения рН раствораВремя процесса, минТемпература процесса, °С70°С75°С85°ССодержание в растворе, г/дм³Содержание в растворе, г/дм³Содержание в растворе, г/дм³КАБКАUМорНКАБКАUМорНКАБКАUМорН050,418,25,61,77,750,418,25,61,77,750,418,25,61,77,76526,96,75,61,77,511,22,05,51,77,39,61,85.31,77,28015,85,05,51,77,48,61,64,91,77,25,21,62,01,77,11007,74,44,81,77,24,81,40,91,77,01,01,20,51,76,61202,42,40,71,76,81,61,40,61,76,70,00,0<0,051,76,01450,01,50,11,76,50,01,2<0,051,76,20,00,0<0,051,75,91600,01,2<0,051,76,20,00,0<0,051,75,9     

В целом, за 6 месяцев проведения промышленно-экспериментальных работ применение предложенного способа позволило снизить расход аммиака на 7% и углеаммонийных солей на 9%.

Таким образом, проведенными исследованиями и опытно-промышленными испытаниями доказана высокая эффективность предлагаемой технологии.

Изобретение относится к области переработки ураносодержащих продуктов, образующихся, в частности, при экстракционном извлечении урана из растворов с последующей его реэкстракцией углеаммонийными солями и может быть использовано в технологиях извлечения урана и попутных ценных компонентов из руд. Способ переработки ураносодержащих углеаммонийных растворов заключается в их термической диссоциации с переводом урана в осадок, улавливанием аммиака и углекислого газа из отходящих газов. Термическую диссоциацию ураносодержащих углеаммонийных растворов осуществляют при температуре 70-85°С до достижения в растворах величины рН 6,5-5,9 с одновременной отдувкой образующихся газов воздухом, полученные после термической диссоциации растворы отделяют от ураносодержащего осадка и извлекают из них попутные ценные компоненты, например молибден. Техническим результатом является эффективная утилизация аммиака и углекислоты, полнота выделения урана в осадок, обеспечение высокой степени разделения урана и примесей, извлечение попутных ценных компонентов, например молибдена. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ переработки ураносодержащих углеаммонийных растворов, включающий их термическую диссоциацию с переводом урана в осадок, улавливанием аммиака и углекислого газа из отходящих газов, отличающийся тем, что термическую диссоциацию ураносодержащих углеаммонийных растворов осуществляют при температуре 70-85°С до достижения в растворах величины рН 6,5-5,9 с одновременной отдувкой образующихся газов воздухом.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученные после термической диссоциации растворы отделяют от ураносодержащего осадка и извлекают из них попутные ценные компоненты, например, молибден.