C22B3 / 26 - extracția lichidului cu lichid utilizând compuși organici
Proprietarii brevetului RU 2554830:
Societatea pe acțiuni "Combine chimice din Siberia" (RU)
Invenția se referă la un procedeu pentru extracția și rafinarea uraniului pot fi utilizate în tehnologia de prelucrare a uraniului recuperat din combustibilul nuclear uzat (uraniu recuperat) și concentrate chimice de uraniu naturale (HKPU). Metoda de extracție a uraniului de rafinare cuprinde dizolvarea concentratului de uraniu în acid azotic, extracția de azotat de uranil TBP într-un diluant de hidrocarbură, spălarea extractului și re-extrage uraniu de stripare. În acest caz, dizolvarea concentratelor de uraniu este combinată cu extracția azotatului de uranil, contracarând extractantul simultan cu un concentrat de uraniu și o soluție apoasă de acid azotic. Rezultatul tehnic este simplificarea schemei tehnologice prin asigurarea producerii de re-extracte de uraniu care îndeplinesc cerințele ASTM și a rafinatelor de uraniu de deșeuri de uraniu. 2 pr.
Invenția se referă la metode pentru extracția și rafinarea uraniului pot fi utilizate în tehnologia de prelucrare a uraniului recuperat din combustibilul nuclear uzat (uraniu recuperat) și concentrate de uraniu naturale chimice (HKPU).
O metodă de prelucrare a concentratelor de uraniu (Charles Harrington, A. Ruel. Tehnologia de producere a uraniului, M. Gosatomizdat 1961, s.178-185) (prototip). levigare acid azotic concentrat de uraniu se realizează într-un reactor echipat cu un agitator și cu manta de încălzire și răcire și purjare. Suspensia obținută de reziduu insolubil în soluția de azotat de uranil de a acumula colecții, apoi transmise în rezervoare și de acolo este dozat este alimentat la extracție în mixer dekandery în care pulpa și extractant sunt contactate în contracurent. Extractul rezultat este spălat cu un re-extract. Apoi se extrage din nou azotatul de uraniu.
Dezavantajele acestei metode sunt mai multe etape și necesitatea utilizării unui număr mare de echipamente tehnologice suplimentare: reactoare pentru dizolvarea KHPPU, colectori de soluții obținute și rezervoare pentru extracția lor pentru extracție.
O metodă este cunoscută pentru dizolvarea oxizilor de uraniu cu acid azotic dizolvat în tributil fosfat [Filippov AP. Strelkov L.A. Investigarea proceselor de oxidare și dizolvare a compușilor de uraniu în medii neapoase // Radiochemistry, Vol. 13, No. 1, 1971. - P.52-57]. Dizolvarea a fost efectuată într-o singură etapă, cu formarea unui solvat de nitrat de uranil, a gazelor de azot (dacă s-au dizolvat compușii de uraniu tetravalent) și apă. Această metodă nu a găsit utilizarea datorită complexității tehnologice rafinarea schemei uraniului (necesită efectuarea extracției în mai multe etape de acid azotic pentru a satura-l extractant) procesul și periodicitatea dizolvare a oxizilor de uraniu.
Dezavantajul acestei metode este acela că, cu o singură extracție, concentrația de uraniu din rafinat nu atinge niciodată valorile de descărcare conforme cu ASTM <100 мг/л. Например, при насыщении экстрагента ураном
90 g / l și concentrația de HNO3 în rafinatul (2-4) mol / l, concentrația de echilibru a uraniului este în intervalul (40-20) g / l [Nicholotova ZI. Extracția prin compuși organici neutri. Actinide. - M. Energoatomizdat, 1987, p.93]. În metodele industriale de extracție a extracției de uraniu, extracția profundă a uraniului din soluțiile apoase de acid azotic este asigurată prin efectuarea unei extracții în contracurent în mai multe etape. Cu toate acestea, această metodă, utilizând o extracție în contracurent în mai multe etape, este imposibilă din cauza re-extracției simultane a acidului azotic și a pierderilor sale cu rafinatul.
Efectuarea procesului în varianta lotului crește consumul de extractant în comparație cu procesul de dizolvare și extracție continuă. Acest lucru se datorează faptului că pentru organizația continuă emitent pentru a extrage uraniu este necesară decaparea sau crearea de extract de stoc sau a unui proces de dizolvare duplicarea în două reactoare, cu continuă alternativ Solvenții care eliberează din ele extrage uraniu reextracția.
Combinație de dizolvare a oxizilor de uraniu, extracția de nitrat de uranil și spălarea extractului, de fapt, că nu este altul decât procesul de extracție de azotat de uranil, combinate cu oxizi de uraniu prin dizolvarea într-o soluție apoasă de volum redus. Scăderea volumului soluției apoase conduce la o creștere a concentrației impurităților de balast din soluție și, ca o consecință, la o creștere a coextracției lor cu uraniu.
Dezavantajele acestei metode sunt natura în mai multe etape și necesitatea utilizării unui reactor special pentru disoluția continuă a concentratului de uraniu.
Obiectivul invenției este acela de a reduce numărul operațiilor tehnologiei de procesare a concentratelor de uraniu, menținând în același timp gradul necesar de purificare, simplificând fluxul de proces și, prin urmare, reducerea costului de rafinare a uraniului natural.
Problema este rezolvată prin aceea că în extracția procesului de uraniu de rafinare care cuprinde dizolvarea concentratului de uraniu în acid azotic, extracția în contracurent a TBP nitrat de uranil într-un diluant de hidrocarbură, spălarea reextrageți extractului de uraniu și de stripare dizolvarea concentratelor de uraniu, combinate cu extracție cu azotat de uranil, hrănire contracurent extractant simultan concentrat de uraniu și o soluție apoasă de acid azotic.
În exemplu, se demonstrează posibilitatea dizolvării în comun a uraniului regenerat ca un concentrat al UO3 într-un amestec al unui extractant și o soluție apoasă de HN03 6M și extracția uraniului dizolvat. Pentru a asigura purificarea uraniului de la toriu-228 și a produselor de dezintegrare radioactivă, a fost introdus un ion de fluor în soluția de 6M HNO3 la o concentrație de 0,5 g / l.
Aplicarea 6M HNO3 dictată de faptul că în industria radiochimic internă fumat furnizat la extracția din soluții apoase de azotat [HNO3]> 6,0 mol / litru, din cauza naturii explozive a nitrarea diluanți hidrocarbonați reacție tributil în condițiile menționate anterior.
Procesul a fost realizat într-o cascadă de mixere de separare, constând din trei unități: extracție, spălare și re-extracție.
Metoda a fost realizată după cum urmează.
Concentrați UO3 și o soluție apoasă de HN03 6M. conținând un ion de fluorură la o concentrație de 0,5 g / l, a fost alimentat simultan în unitatea de extracție la etapa de extracție. Extracția (30% TBF într-un diluant de hidrocarbură) a fost furnizată unității de extracție față de soluția apoasă. Timpul de amestecare al fazelor organice și apoase în etapele blocului de extracție a fost de 3 minute. Durata separării și separării fazelor este de 10 minute. Temperatura soluțiilor din cascada de extracție a fost menținută în intervalul 55-62 ° C.
Saturația extractantului a fost menținută în intervalul 105-112 g / l.
În timpul procesării concentratului de UO3, sa observat că deja în a doua etapă, tot UO3 a fost complet dizolvat. Rezultatele procesării concentratului UO3 au arătat că metoda propusă asigură o extracție predeterminată a uraniului pentru a produce rafinate de uraniu încărcate cu uraniu ([U]<0,1 г/л). Полученный экстракт был промыт промывным раствором (частью реэкстракта урана при О:В=10:1) и далее проведена реэкстракция урана. МЭД реэкстракта урана не превышал фонового значения, равного 0,00002 нА/кг·кг U, что свидетельствовало об удовлетворительной очистке урана от тория-228 и продуктов его распада.
În acest exemplu, sa demonstrat posibilitatea funcționării în comun a dizolvării uraniului natural sub formă de concentrat U3O8 într-un amestec de extractant și soluție apoasă de HNO3 5,7 M.
Procesul a fost realizat pe o cascadă de coloane pulsatoare, constând din trei blocuri: extracție, spălare și re-extracție.
Metoda a fost realizată după cum urmează.
Concentratul de U3O8 și o soluție apoasă de HNO3 5,7 M au fost alimentate simultan în partea superioară a coloanei de extracție. Extractorul (30% TBP într-un diluant de hidrocarbură) a fost alimentat la fundul coloanei de extracție cu o soluție apoasă în contracurent. Temperatura soluțiilor din cascada de extracție a fost menținută în intervalul de 52-60 ° C.
Saturația extractantului a fost menținută în intervalul 101-114 g / l.
În timpul procesării concentratului de U3O8, s-a observat că în secțiunea coloanei împachetate cu secțiune de 0,55 m, toate U3O8 au fost complet dizolvate. Rezultatele procesării concentratului de U3O8 au arătat că metoda propusă oferă o recuperare a uraniului dată cu obținerea de rafinate de uraniu pentru deșeuri de uraniu ([U]<0,1 г/л). Полученный экстракт был промыт промывным раствором (частью реэкстракта урана при О:В=10:1) и далее проведена реэкстракция урана. Реэкстракт урана по содержанию балластных примесей удовлетворял требованиям ASTM C787-03.
Rezultate similare (în funcție de gradul de extracție a uraniului și a uraniului obținut calitate de re-extractele) au fost obținute în prelucrarea altor uraniu chimice concentrate asupra tratamentului dat în experimentul 2: peroxid de uraniu (UO4 · H2O) și două probe yellowcake - amestec de săruri de sodiu: Na2 U2 O7 . Na2U4O13. Na2 U7 O22 (SP producție RK "Zarechnoe" Rus-Kazahstan) și amestecuri de săruri de carbonat de amoniu: (NH4) 2 U2 O7. (NH4) 2U4O13. (NH4) 2U7O22. (NH4) 2 [UO2 (CO3) 2], (NH4) 4 [UO2 (CO3) 3] (Producerea de "Khiagda și SA" Dalur „).
Astfel, metoda propusă face posibilă desfășurarea operațiunilor de dizolvare a concentratelor de uraniu și a extracției de uraniu cu obținerea de rafinate de uraniu și de re-extract de uraniu care îndeplinesc cerințele ASTM. În același timp, se realizează simplificarea schemei tehnologice - nu este nevoie de un reactor pentru dizolvarea concentratelor de uraniu.
Metoda de extracție a uraniului de rafinare care cuprinde dizolvarea uraniu concentrate într-o soluție apoasă de acid azotic, extracția contracurent extractantului nitrat de uranil - fosfat tributil (TBP) într-un diluant de hidrocarbură, extract de spălare de uraniu re-extracte și reextracția, caracterizat prin aceea că dizolvarea uraniului concentrate, combinate cu extracție cu azotat de uranil prin hrănire uraniu contracurent extractant se concentrează simultan și o soluție apoasă de acid azotic.