Държавен вестник, бр. 23, 2010 г., стр. 42

СТР.  42	
Д Ъ Р Ж А В Е Н  В Е С Т Н И К 	
БРОЙ  23
Уводна бележка
Малката разлика в масата между изото­
пите на урана предизвиква малки промени в 
равновесието на химическите реакции, което 
може да бъде използвано като основа за раз­
деляне на изотопите. Успешно са разработени 
два процеса: течно-течен химически обмен и 
твърдо-течен йонен обмен.
В процеса на течностно-течностния химиче­
ски обмен несмесващите се заедно течни фази 
(водна и органична) контактуват противотоково, 
което води до каскаден ефект от хиляди разде­
лителни стъпала. Водната фаза съдържа уранов 
хлорид в разтвор на хлороводородна киселина; 
органичната фаза съдържа екстракт на уранов 
хлорид в органичен разтворител. Контактните 
апарати, използвани в разделителната каскада, 
могат да бъдат течностно-течностни обменни 
колони (като например пулсационни колони 
със сита) или течни центробежни контактни 
апарати. На двата края на сепарационната 
каскада се изисква химическа конверсия (окис­
ляване и възстановяване), за да се осигури 
съответствие на изискванията за обръщане 
на потока на всеки край. Главното проектно 
съображение е да се избегне замърсяването на 
технологичните потоци с определени метални 
йони. Поради това се използват пластмасови, 
покрити с пластмаса (включително с използ­
ване на флуоровъглеродни полимери), и/или 
емайлирани колони и тръбопроводи.
В процеса на твърдо-течния йонен обмен обо­
гатяването се извършва посредством адсорбция/
десорбция на урана върху специална, много бър­
зодействаща йонообменна смола или адсорбент. 
Разтворът на урана в хлороводородна киселина 
и другите химически реагенти преминават през 
цилиндрични колони за обогатяване, съдържащи 
запълнени с адсорбент съдове, за осъществяване 
на непрекъснат процес, системата за обръщане 
на потока трябва да върне урана от адсорбента 
в течния поток, така че да могат да се извлекат 
„продуктът“ и „остатъците“. Това се изпълнява 
с използване на подходящи възстановяващи, 
окисляващи химически реагенти, които се ре­
генерират напълно в отделни външни кръгове 
и които могат да бъдат частично регенерирани 
вътре в самите колони за изотопно разделяне. 
Наличието на горещи концентрирани разтвори 
на хлороводородна киселина в процеса изисква 
оборудването да бъде изработено или защитено 
със специални корозионноустойчиви материали.
5.6.1. Течностно-течностни обменни колони 
(химически обмен)
Противотоковите течностно-течностни об­
менни колони имат механично енергозахран­
ване (например пулсационни колони със сита, 
колони с възвратно-постъпателно движещи се 
пластини и колони с вътрешни турбосмесите­
ли), специално конструирани или подготвени за 
обогатяване на уран с използване на химически 
обменен процес. За корозионна устойчивост 
на концентрирани разтвори на хлороводород­
на киселина тези колони и техните вътрешни 
устройства се изработват или защитават с под­
ходящи пластмасови материали (такива като 
флуоровъглеродни полимери) или емайл. По 
проект времето за осъществяване на съответ­
ното стъпало от процеса в колоните е кратко 
(30 секунди или по-малко).
5.6.2. Течностно-течностни центробежни 
контактни апарати (химически обмен)
Течностно-течностните центробежни кон­
тактни апарати са специално конструирани или 
подготвени за обогатяване на уран с използване 
на химически обменен процес. Такива контакт­
ни апарати използват въртеливо движение за 
постигане на размесване на органичния и воден 
поток с последващо прилагане на центробежна 
сила за разделяне на фазите. За корозионна 
устойчивост на концентрирани разтвори на 
хлороводородна киселина контактните апара­
ти се изработват или покриват с подходящи 
пластмасови материали (такива като флуо­
ровъглеродни полимери) или емайлират. По 
проект времето за осъществяване на процеса 
в центробежните контактни апарати е кратко 
(30 секунди или по-малко).
5.6.3. Системи и оборудване за редуциране 
на уран (химически обмен)
а) Специално конструирани или подготвени 
електрохимични възстановителни клетки за 
редуциране на урана от едновалентно състоя­
ние до друго състояние за обогатяване на уран 
с използване на химически обменен процес. 
Материалите на клетката, влизащи в контакт 
с технологичните разтвори, трябва да са коро­
зионноустойчиви на концентрирани разтвори 
на хлороводородна киселина.
Пояснителна бележка
Катодната част на клетката трябва да бъде 
конструирана така, че да не допуска повторното 
окисляване на урана до състояние на по-висока 
валентност. За задържане на урана в катодната 
част на клетката тя може да има непроницаема 
диафрагмена мембрана, конструирана от спе­
циален катийоннообменен материал. Катодът 
е изработен от подходящ твърд проводник, 
например графит.
б) Специално проектирани или подготвени 
системи на изхода на продукта от каскадата 
за извличане на U4+ от органичния поток, 
регулиращи концентрацията на киселината и 
подаващи технологична среда към електрохи­
мичните възстановителни клетки.
Пояснителна бележка
Тези системи съдържат оборудване за ек­
стракция от разтворителя за извличане на U4+ 
от органичния поток във воден разтвор, изпа­
рително и/или друго оборудване за регулиране 
и управляване рН на разтвора и помпи или 
други прехвърлящи устройства за подаване към 
електрохимичните възстановителни клетки. 
Главното проектно съображение е да се избегне 
замърсяването на водния поток с определени