Осаждение диураната аммония из десорбата

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _____________________________________2011, том 54, №8___________________________________

ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

УДК 669.039

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

ОСАЖДЕНИЕ ДИУРАНАТА АММОНИЯ ИЗ ДЕСОРБАТА

Агентство по ядерной и радиационной безопасности АН Республики Таджикистан

В статье приведены результаты исследования по осаждению урана из десорбата. Применение СаО даёт возможность сэкономить дорогостоящую аммиачную воду. Другое преимущество использования СаО заключается в удалении примесей из десорбата без дополнительных затрат.

Ключевые слова: уран - десорбат - диуранат аммония - извлечение - жёлтый кек.

Десорбцию урана из смолы АМ(п) начинают при насыщении смолы после сорбции до 180200 кг на 1 т смолы. Для этого перед десорбцией насыщенную смолу отмывают от ила и грязи в отдельной десорбционной колонне. В реакторе из нержавеющей стали приготавливают десорбционный раствор с содержанием серной кислоты 100-120 г/л, по азотной кислоте 2-3 г/л для пассивации внутренней поверхности реактора от химической коррозии, которую даёт разбавленная серная кислота.

После десорбции остаточная кислотность десорбата составляет 80-100 г/л, содержание урана -20-30 г/л, а содержание железа, как вредной примеси, составляет до 1% [1].

Для осаждения урановых концентратов можно использовать оксиды и гидроксиды кальция и магния, так как они очень дёшевы и доступны. Осаждение в данном случае ведут при рН = 6-7, закономерности аммиачного и щелочного осаждения сохраняются. Разница в том, что нейтрализация происходит на поверхности соприкосновения твёрдого и жидкого, в связи с чем процесс протекает довольно медленно. Осаждение железа СаО предпочтительнее, так как эти реагенты более дёшевы, а нерастворённая часть их служит центрами коагуляции гидратов железа, что упрощает механическую обработку десорбата [2].

Для исключения попадания примесей в жёлтый кек и экономии аммиачной воды предлагаем для предварительной нейтрализации серной кислоты в десорбате и удаления остальных примесей использовать оксид кальция СаО. Схема получения жёлтого кека с применением СаО представлена на рис.1.

Колонка №1 заполняется исходным десорбатом в количестве 2/3 объёма. При интенсивном перемешивании в неё порциями подаётся измельчённый СаО до рН=2.5-3. При этом сернокислое железо и другие примеси выпадают в осадок.

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

Рис.1. Схема получения жёлтого кека с применением СаО.

Далее весь раствор фильтруется через фильтр-пресс, перекачивается в колонку №2. Накопившийся гипс и твёрдые примеси в фильтр-прессе отмывают от урансодержащей влаги чистой водой, а кек с минимальным содержанием урана в гипсе удаляют на хвостохранилище.

В отфильтрованный, чистый от примесей десорбат в колонке №2 при интенсивном перемешивании подаётся аммиачная вода до рН 7-8, при этом уран в виде диураната выпадает в осадок из раствора полностью.

Извлечение урана на стадии осаждения составляет 99%.

Результаты лабораторных исследований обобщены в таблице.

Таблица

Осаждение диураната аммония из десорбата

№ опыта Расход СаО, г Ж:Т рН Объём десорбата, мл Расход іми4ои, мл рН раствора Маточник оосаждения и, г/л Жёлтый кек

Бе и

%

1 467 1:2 2.05 200 3.5 8.6 0.004 0.26 66

2 1353 1:2 1.15 200 33 8.0 0.004 1.6 62

3 35 1:2 1.52 250 9 8.5 0.004 2.0 61

4 33 1:2 1.15 250 16 8.0 0.01 1.5 59

При этом СаО поглощает воду, образовав Са(ОН)2, и основной продукт концентрируется в растворе. Образовавшийся осадок можно отмывать и добавлять отмывку к раствору до исходного объёма.

Далее весь объём колонки №2 фильтруется через фильтр-пресс. Маточники, содержащие минимальное количество урана, удаляются на хвостохранилище, а жёлтый кек с фильтра направляют в отделение сушки.

Схема получения жёлтого кека с применением СаО отличается тем, что в процессе перед осаждением диураната аммония аммиачной водой часть избыточной кислоты (от рН=1 до рН=2.5-3.0) нейтрализуется СаО. После нейтрализации части избыточной кислоты десорбционный раствор фильтруется на фильтр-прессе, затем фильтрат подвергается дальнейшей нейтрализации аммиачной водой до рН=7.0-8.0, при этом происходит осаждение жёлтого кека - И308.

Рис.2. Принципиальная схема сернокислотного извлечения И308 месторождения «Танзим».

Далее раствор вновь подвергается фильтрации. Для осаждения диураната аммония доводим раствор до рН=4.0-5.0, выдерживаем 0.5 ч с целью образования зародышей крупных кристаллов диу-

раната аммония, а для получения сбросных растворов маточника осаждения доводим рН до 8.0-8.5 аммиачной водой с выдержкой 0.5 ч.

На стадии получения жёлтого кека путём применения CaO можно сэкономить дорогостоящую аммиачную воду в несколько раз.

После установления оптимальных параметров сернокислотного выщелачивания урановых руд месторождения «Танзим» разработана принципиальная технологическая схема, которая представлена на рис.2.

Таким образом, использование СаО на стадии осаждения способствует экономии дорогостоящей аммиачной воды; при применении СаО поглощается вода, образуя гидроксид кальция, и основной продукт концентрируется в растворе; добавка СаО в десорбат способствует удалению примесей в виде осадков.

Поступило 10.08.2011 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Хакимов Н., Назаров Х.М., Мирсаидов И.У. Физико-химические и технологические основы переработки отходов урановой промышленности. - Душанбе: Дониш, 2011, 125 с.

2. Громов Б.В. Введение в химическую технологию урана. - М.: Атомиздат, 1978, с. 93-94.

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

ТАХ,ШИНШАВИИ ДИУРАНАТИ АММОНИЙ АЗ ДЕСОРБАТ^О

Агентии амнияти ядрои варадиатсионии Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон

Дар макола натичахои тадкикоти тахшиншавии уран аз десорбатхо оварда шудааст. Ис-тифодабарии охдки шукуфта (СаО) имконият медихдд, ки аммиакоби сарфа намоем. Имтиёзи дигари истифодаи СаО дар он аст, ки бе харчи иловагй аз десорбат гашхоро хорич кардан мум-кин аст.

Калима^ои калиди: уран - десорбат - диуранати аммоний - ба даст овардан - кеки зард.

Kh.M.Nazarov, N.Khakimov, B.B.Barotov, I.U.Mirsaidov, M.Z.Akhmedov, U.M.Mirsaidov DEPOSITION OF AMMONIUM DIURANATE FROM STRIPPANT

Nuclear and Radiation Safety Agency, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan In this article presents the results of researches on the deposition of uranium from strippant. Application of CaO makes it possible to save expensive ammonia water. Another advantage of using CaO is to remove impurities from strippant without additional cost.

Key words: uranium - strippant - calcium oxide - ammonium diuranate - extraction - yellow cake.