Поиск и возможности переработки отходов урановой промышленности

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ___________________________________2011, том 54, №10_______________________________

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 574

Х.М.Назаров, И.У.Мирсаидов, Б.Б.Баротов, М.З.Ахмедов, академик АН Республики Таджикистан У.Мирсаидов

ПОИСК И ВОЗМОЖНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ УРАНОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Агентство по ядерной и радиационной безопасности АН Республики Таджикистан

В статье приведены результаты лабораторных исследований по степени вскрытия и перехода урана в раствор хвостов техногенного месторождения Карты 1-9 г.Чкаловска Республики Таджикистан.

Ключевые слова: хвосты - извлечение урана - серная кислота - кинетическая кривая - энергетические параметры.

В литературе имеется ряд работ по переработке отходов урановой промышленности [1, 2]. Хвосты техногенного месторождения Карты 1-9 г.Чкаловска (Республика Таджикистан) в основном содержат кварц (69%), поэтому целесообразно проведение кислотного разложения хвостов.

В настоящей работе приведены результаты лабораторных исследований по степени вскрытия и перехода урана в раствор (табл.1).

Из данных табл.1 видно, что при сернокислотном вскрытии хвостов (с содержанием урана

0.008-0.021%), переход урана в раствор составляет 61%. Это объясняется тем, что хвосты хорошо обрабатываются серной кислотой. Облегчается также извлечение урана без дополнительного измельчения за счёт длительного нахождения хвостового материала в щелочной среде.

Таблица 1

Влияние расхода серной кислоты на извлечение урана при выщелачивании

Соотношение Т :Ж=1:1 Соотношение Т:Ж=1:2

расход серной кислоты, кг/т хвостов извлечение урана в раствор, % расход серной кислоты, кг/т хвостов извлечение урана в раствор, %

60 20 60 23

90 24 90 26

100 31 100 35

110 37 110 40

120 39 120 43

130 41 130 48

180 46 180 54

350 55 350 61

Адрес для корреспонденции: Баротов Бахтиёр Бурхонович. 734003, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул.Х.Хакимзаде, 17а, Агентство по ядерной и радиационной безопасности АН РТ. E-mail: bakhtik-agency@mail.ru

Выщелачивание хвостов проводили при температуре 65...70°С, продолжительности процесса 6 ч и соотношении Ж:Т=1:1 (рис.1).

2 4 6 8 Ют, час

Рис.1. Кинетические кривые выщелачивания хвостов (содержание урана 0,018%) при соотношении Т:Ж=1:2.

Кинетика процесса при оптимальном расходе серной кислоты 180 кг/т в интервале температур 293.353 К исследовалась в изотермических условиях с выдержкой пульпы в течение 10 ч в термостатированном реакторе.

Как видно из рис.2, с увеличением температуры и времени сернокислотное разложение хвостов из техногенного месторождения Карты 1-9 возрастает.

В изученном интервале температур степень извлечения урана увеличивается от 60 до 90%. Кинетические кривые выщелачивания хвостов исследовали при температурах 293, 313, 333 и 353 К. В течение 2.5-3 ч процесс выщелачивания протекает линейно, затем приобретает параболический вид.

Как видно из графика зависимости константы скорости от температуры в координатах ^ К -1/Т (рис.2), почти все экспериментальные точки хорошо укладываются на прямую линию, то есть эта зависимость может быть описана уравнением Аррениуса. Из величины тангенса угла наклона прямой можно определить энергию активации.

На основе обработки кинетических кривых была определена эмпирическая энергия активации, величина которой (Е=6 кДж/моль) свидетельствует о протекании процесса выщелачивания в кинетической области (табл.2).

Таблица 2

Кинетические и энергетические параметры процесса выщелачивания хвостов техногенного

месторождения Карты 1-9

Расход кислоты при выщелачивании, кг/т Температура выщелачивания, К Истинная скорость выщелачивания, %/ч Кажущаяся энергия активации, кДж/моль

180 293 1.00 6.0

313 1.23

333 1.54

353 1.96

2,83 3,00 3,19 3,,

Рис.2. Зависимость ^ К от обратной абсолютной температуры.

Таким образом, показана возможность вторичной переработки отходов урановой промышленности на примере хвостохранилища Карты 1-9 г.Чкаловска.

Поступило 23.08.2011 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Хакимов Н. Физико-химические и технологические основы переработки отходов уранодобывающей промышленности: Дисс. канд. техн. наук. - Душанбе, 2006.

2. Хакимов Н., Назаров Х.М., Мирсаидов УМ. - ДАН РТ, 2005, т.48, №7, с.43-48.

Х.М.Назаров, И.У.Мирсаидов, Б.Б.Баротов, М.З.Ахмедов, У.Мирсаидов

Ч,УСТУЧ,У ВА ИМКОНИЯТ^ОИ КОРКАРДИ ПАРТОВХ,ОИ САНОАТИ УРАНЙ

Агентии амнияти ядрои варадиатсионии Академияи илмхои Цум^урии Тоцикистон

Дар макола натичахои тадкикотхои лаборатории дарачаи кушодашавй ва гузариши уран ба махлул аз партовхои кони сунъии Карта 1-9, ш. Чкаловск, Ч,умхурии Точикистон овар-да шудааст.

Калима^ои калиди: партовуо - цудокунии уран - кислотаи сулфат - кацхатаи кинетики -параметруои энергетики.

Kh.M.Nazarov, I.U.Mirsaidov, B.B.Barotov, M.Z.Akmedov, U.Mirsaidov SEARCH AND THE POSSIBILITY OF WASTE REPROCESSING

OF URANIUM INDUSTRY

Nuclear and Radiation Safety Agency, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan This article presents the results of laboratory studies on the degree of opening and transition of the uranium into solution from anthropogenic tailings Karta 1-9 Chkalovsk, Republic of Tajikistan.

Key words: tailings - uranium extraction - sulfuric acid - the kinetic curve - the energy parameters.

s40