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FR2460889A1 - METHOD FOR RECOVERING PHOSPHORUS AND URANIUM FROM PHOSPHATE ROCKS - Google Patents

METHOD FOR RECOVERING PHOSPHORUS AND URANIUM FROM PHOSPHATE ROCKS Download PDF

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FR2460889A1
FR2460889A1 FR8014926A FR8014926A FR2460889A1 FR 2460889 A1 FR2460889 A1 FR 2460889A1 FR 8014926 A FR8014926 A FR 8014926A FR 8014926 A FR8014926 A FR 8014926A FR 2460889 A1 FR2460889 A1 FR 2460889A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
uranium
process according
acid
extraction
rock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR8014926A
Other languages
French (fr)
Inventor
Morgan Chuan-Yuan Sze
Raymond Harold Long
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lummus Technology LLC
Original Assignee
Lummus Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lummus Co filed Critical Lummus Co
Publication of FR2460889A1 publication Critical patent/FR2460889A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05BPHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B11/00Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes
    • C05B11/04Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes using mineral acid
    • C05B11/06Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes using mineral acid using nitric acid (nitrophosphates)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • C22B60/0204Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium
    • C22B60/0217Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes
    • C22B60/0252Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries
    • C22B60/026Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries liquid-liquid extraction with or without dissolution in organic solvents

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA RECUPERATION DE PHOSPHORE ET D'URANIUM A PARTIR DE ROCHES PHOSPHATEES. ON ACIDIFIE UNE ROCHE PHOSPHATEE AVEC DE L'ACIDE NITRIQUE AQUEUX DE MANIERE A PRODUIRE UNE SOLUTION AQUEUSE CONTENANT DES PHOSPHATES, DU CALCIUM ET DE L'URANIUM. ON MET LA SOLUTION AQUEUSE EN CONTACT AVEC UN SOLVANT D'EXTRACTION POUR L'URANIUM, EN PARTICULIER UN SOLVANT CONSTITUE D'ACIDE DI(2-ETHYLHEXYL)PHOSPHORIQUE ET D'OXYDE DE TRIPHENYLPHOSPHINE DANS UN SOLVANT ORGANIQUE QUI N'EST PAS MISCIBLE AVEC L'EAU. ON RECUEILLE L'URANIUM A PARTIR DU SOLVANT D'EXTRACTION.THE INVENTION RELATES TO THE RECOVERY OF PHOSPHORUS AND URANIUM FROM PHOSPHATE ROCKS. A PHOSPHATE ROCK IS ACIDIFIED WITH AQUEOUS NITRIC ACID TO PRODUCE AN AQUEOUS SOLUTION CONTAINING PHOSPHATES, CALCIUM AND URANIUM. THE AQUEOUS SOLUTION IS CONTACT WITH AN EXTRACTION SOLVENT FOR URANIUM, IN PARTICULAR A SOLVENT CONSISTING OF DI (2-ETHYLHEXYL) PHOSPHORIC ACID AND TRIPHENYLPHOSPHINE OXIDE IN AN ORGANIC SOLVENT WHICH IS NOT MISCIBLE WITH THE WATER. URANIUM IS COLLECTED FROM THE EXTRACTION SOLVENT.

Description

-1- La présente invention se rapporte au traitement de roches phosphatéesThe present invention relates to the treatment of phosphate rocks

et elle concerne plus particulièrement un nouveau procédé perfectionné pour  and more particularly it relates to a new and improved process for

la récupération de composés du phosphore et de l'ura-  recovery of phosphorus compounds and ura-

nium à partir d'une roche phosphatée.  from a phosphate rock.

Les composés du phosphore sont habituel-  Phosphorus compounds are usually

lement récupérés à partir d'une roche phosphatée par acidification par l'acide sulfurique, qui extrait les composés du phosphore dans la phase aqueuse et produit un résidu de sulfate de calcium. L'acide est ensuite transformé en diverses formes de produits utilisables comme engrais, comme le phosphate de diam"ionium et d'autres. Il est connu que les traces d'uranium présentes dans la roche phosphatée sont une matière première intéressante comme combustible pour centrales nucléaires, et il a été proposé d'extraire cet uranium à partir de l'acide phosphorique aqueux produit dans l'acidification. La demanderesse a trouvé, toutefois, qu'un tel procédé n'est pas complètement efficace étant donné que l'uranium qui est contenu dans le résidu de sulfate de calcium solide formé comme sous-produit n'est pas extrait, et que la radioactivité du résidu  recovered from phosphate rock by acidification with sulfuric acid, which extracts the phosphorus compounds in the aqueous phase and produces a calcium sulphate residue. The acid is then converted into various forms of fertilizer products, such as diamonium phosphate and others.It is known that traces of uranium present in phosphate rock are an interesting raw material for fuel for power plants. nuclear reactor, and it has been proposed to extract this uranium from the aqueous phosphoric acid produced in the acidification, but the Applicant has found that such a process is not completely effective since uranium which is contained in the residue of solid calcium sulfate formed as a by-product is not extracted, and that the radioactivity of the residue

de sulfate de calcium pose un problème pour l'environ-  calcium sulphate poses a problem for the environ-

nement.ment.

Selon la présente invention, il est prévu  According to the present invention, provision is made

un nouveau procédé perfectionné pour extraire et recueil-  a new and improved process for extracting and collecting

lir des matières phosphorées et des composés de l'uranium à partir de roches phosphatées, sans perte d'une partie des composés potentiels de l'uranium présents dans la  phosphorus and uranium compounds from phosphate rock without loss of some of the potential uranium

roche phosphatée dans une nhase solide.  phosphate rock in a solid nhase.

Selon la présente invention, on acidifie la roche phosphatée avec de l'acide nitrique aqueux de manière à produire une solution aqueuse contenant le phosphate, le calcium et l'uranium présents dans la -2- roche phosphatée. On met ensuite cette solution aqueuse en contact avec un solvant d'extraction sélectif pour  According to the present invention, the phosphate rock is acidified with aqueous nitric acid so as to produce an aqueous solution containing the phosphate, calcium and uranium present in the phosphate rock. This aqueous solution is then brought into contact with a selective extraction solvent for

l'uranium présent dans cette solution aqueuse, de ma-  the uranium present in this aqueous solution, from

nière que l'uranium soit efficacement séparé des phos-  that uranium is effectively separated from phosphorus

phates et du calcium. L'uranium est ensuite récupéré à  phates and calcium. Uranium is then recovered at

partir du solvant d'extraction. La demanderesse a trou-  from the extraction solvent. The plaintiff found

vé qu'en utilisant une combinaison d'acidification par l'acide nitrique et d'extraction de l'uranium, il est  that by using a combination of acidification with nitric acid and extraction of uranium, it is

possible d'améliorer la récupération de l'uranium ini-  possible to improve the recovery of uranium ini-

tialement présent dans la roche phosphatée.  tially present in phosphate rock.

Plus particulièrement, la roche phospha-  In particular, the phosphate rock

tée, qui peut être de l'une quelconque des variétés  which may be of any of the varieties

utilisées de manière classique dans la technique de ré-  conventionally used in the art of

cupération des phosphates, qui est utilisée dans l'aci-  phosphates, which is used in the

dification dans un état calciné ou non, sous une forme broyée, est acidifiée par l'acide nitrique de manière à produire du nitrate de calcium soluble dans l'eau et de l'acide phosphorique soluble dans l'eau, cette portion aqueuse comprenant aussi l'uranium initialement présent  calcination or not, in a ground form, is acidified with nitric acid to produce water-soluble calcium nitrate and water-soluble phosphoric acid, this aqueous portion also comprising the uranium initially present

dans la roche. En général, on conduit cette acidifica-  in the rock. In general, this acidification is conducted

tion à une température de l'ordre de 380C environ à 930C environ, avec de l'acide nitrique ayant un titre  at a temperature in the range of about 380 ° C. to about 9 ° C., with nitric acid having a

compris entre 50 % environ et 70 % environ. L'acide ni-  from about 50% to about 70%. Neither acid

trique est généralement utilisé à raison d'une quantité qui est en excès d'environ 10 à environ 20 % par rapport à celle nécessaire pour transformer tout le phosphate de calcium présent dans la roche en nitrate de calcium. Par  It is generally used in an amount that is in excess of about 10 to about 20% of that needed to convert all of the calcium phosphate present in the rock to calcium nitrate. By

suite de cette utilisation d'acide nitrique pour l'aci-  following this use of nitric acid for the acid

dification, une portion majeure de l'uranium, sinon la totalité, se trouve dans la phase aqueuse dans l'état  a major portion of the uranium, if not all, is in the aqueous phase in the state

hexavalent. Les matières insolubles telles que les pier-  Hexavalent. Insoluble materials such as stones

res, les argiles, etc., sont séparées de la solution acide aqueuse par filtration, et le gàteau de filtration  res, clays, etc., are separated from the aqueous acid solution by filtration, and the filter cake

est lavé avec une petite quantité d'eau.  is washed with a small amount of water.

Selon le mode de mise en oeuvre préféré -3-  According to the preferred embodiment -3-

de la présente invention, l'uranium est ensuite récupé-  of the present invention, the uranium is then recovered.

ré à partir de la solution acide aqueuse par un solvant  from the aqueous acid solution by a solvent

d'extraction qui extrait l'uranium dans l'état hexava-  extracting uranium in the hexavate state.

lent. Par suite, dans le cas o une partie quelconque de l'uranium Présent dans cette solution acide aqueuse ne se trouve pas dans l'état hexavalent, cet uranium  slow. Consequently, in the case where any part of the uranium present in this aqueous acid solution is not in the hexavalent state, this uranium

doit être mis par oxydation à l'état hexavalent. En gé-  must be oxidized to the hexavalent state. In general

néral, cette oxydation peut être conduite commodément par l'addition d'eau oxygénée, de chlorate de sodium, de persulfate d'ammonium et d'agents oxydants similaires à des températures comprises entre 380C et 930C. n  Generally, this oxidation can be conveniently carried out by the addition of hydrogen peroxide, sodium chlorate, ammonium persulfate and similar oxidizing agents at temperatures between 380 ° C and 930 ° C. not

fait, en y consacrant un temps suffisant, on peut uti-  with sufficient time, it is possible to use

liser l'air pour effectuer l'oxydation à 60-770C.  air to make the oxidation at 60-770C.

La solution acide aqueuse, qui contient l'uranium dans l'état hexavalent, ainsi que des ions de calcium, est ensuite mise en contact avec un solvant  The aqueous acid solution, which contains uranium in the hexavalent state, as well as calcium ions, is then contacted with a solvent

d'extraction pour l'extraction sélective de l'uranium.  extraction for the selective extraction of uranium.

La demanderesse a trouvé que, d'une manière surprenante,  The Applicant has found that, surprisingly,

les solvants d'extraction de l'uranium utilisés anté-  the uranium extraction solvents used prior to

rieurement dans la technique pour extraire l'uranium à partir de solutions acides pourraient être utilisés efficacement dans la présente invention, en dépit du  in the art to extract uranium from acid solutions could be used effectively in the present invention, despite the

fait que la solution acide contient des ions de calcium.  the acid solution contains calcium ions.

Selon un mode de mise en oeuvre préféré de la présente invention, ce solvant d'extraction est constitué d'un mélange d'un diluant organique non miscible avec l'eau,  According to a preferred embodiment of the present invention, this extraction solvent consists of a mixture of an organic diluent which is immiscible with water,

d'un abide dialcoyl phosphorique ayant au moins 10 ato-  of a dialkyl phosphoric abide having at least 10 ato-

mes de carbone et d'un composé organo-phosphoré ayant la formule développée;  carbon and an organophosphorus compound having the structural formula;

R2R2

R1 - P= OR1 - P = O

R3 dans laquelle R1, R2 et R3 sot choisis chacun parmi des groupes alcoyle et alcoxy, de preférence alcoyle, ces -4- groupes ayant au moins 10 atomes de carbone. Le composé  Wherein R 1, R 2 and R 3 are each selected from alkyl and alkoxy, preferably alkyl, groups having at least 10 carbon atoms. The compound

préféré a trois groupes alcoyle identiques.  preferred to three identical alkyl groups.

Le diluant organique est généralement un  Organic diluent is usually a

hydrocarbure, le kérosène étant particulièrement pré-  hydrocarbon, with kerosene being particularly

féré. Un solvant particulièrement préféré pour  Brother. A particularly preferred solvent for

l'extraction de l'uranium est constitué d'acide di(2-  the extraction of uranium consists of di (2-

éthylhexyl)phosphorique et d'oxyde de trioctylphosphine  ethylhexyl) phosphoric acid and trioctylphosphine oxide

dans un diluant organique, en particulier dans du ké-  in an organic diluent, in particular in ketone

rosène.Rosene.

Dans l'utilisation du solvant d'extraction, le rapport de l'acide dialcoylphosphorique au composé organophosphore est en général de l'ordre d'environ 2 pour 1 à environ 6 pour 1, et de préférence d'environ 3,6 pour 1 à environ 4,4 pour 1. En général, les deux composés sont utilisés dans le diluant organique à une  In the use of the extraction solvent, the ratio of the dialkylphosphoric acid to the organophosphorus compound is generally in the range of about 2 to 1 to about 6 to 1, and preferably about 3.6 to 1 at about 4.4 to 1. In general, both compounds are used in the organic diluent at a

concentration de l'ordre de 0,0375 M environ à 1,0 M-  concentration of about 0.0375 M to 1.0 M-

environ.about.

L'extraction peut être conduite à des tem-  Extraction can be carried out at times

pératures de l'ordre d'environ 21 à environ 710C, la  temperatures in the range of about 21 to about 710C, the

température étant de préférence au-dessus de 270C, gé-  temperature being preferably above 270C,

néralement de l'ordre de 27 à 490C environ, du fait que la séparation de phases est améliorée à ces températures assez élevées. Ainsi, à ces températures assez élevées, il y a une viscosité appropriée du liquide et de plus on  typically around 27 to 49 ° C, because the phase separation is improved at these relatively high temperatures. Thus, at these high temperatures, there is a suitable viscosity of the liquid and moreover

évite la cristallisation du nitrate de calcium.  avoid crystallization of calcium nitrate.

Selon le mode opératoire préféré, on con-  According to the preferred procedure,

duit l'extraction en plusieurs étages sous la forme  the extraction in several stages in the form

d'une extraction à contre-courant avec une phase orga-  countercurrent extraction with an organic phase

nique continue. En utilisant une telle technique d'ex-  continues. Using such a technique of ex-

traction, à la température d'extraction, on choisit les rapports entre les phases et les temps de contact de manière à obtenir l'extraction de l'uranium dans la  at the extraction temperature, the ratios between the phases and the contact times are chosen so as to obtain the extraction of the uranium in the

phase organique, la quasi-totalité des phosphates res-  organic phase, almost all the phosphates remain

tant dans la phase de raffinat. Ainsi, par exemple, -5- l'extraction peut être conduite avec des rapports de la phase organique à la phase aqueuse de l'ordre de 2:1 à 0,25:1. Toutes petites quantités de phosphate qui sont extraites dans la phase organique peuvent être récupérées efficacement par l'utilisation d'un lavage à l'eau, cette eau pouvant être recyclée au  both in the raffinate phase. Thus, for example, the extraction can be carried out with ratios of the organic phase to the aqueous phase in the range of 2: 1 to 0.25: 1. Any small amounts of phosphate that are extracted into the organic phase can be efficiently recovered by the use of a water wash, which can be recycled to the water.

lavage du gàteau de filtration résultant de l'acidi-  washing of the filter cake resulting from the acidi-

fication par l'acide nitrique.nitric acid.

Le raffinat aqueux recueilli après l'ex-  The aqueous raffinate collected after the ex-

traction contient les composés phosphorés et calciques, qui peuvent être traités par des procédés connus dans la technique pour donner des produits utilisables comme engrais. L'extrait organique, comprenant l'uranium extrait, peut être traité ensuite pour la récupération de cet uranium. Ainsi, par exemple, on peut récupérer l'uranium à partir de cet extrait organique en mettant en contact l'extrait organique avec une solution aqueuse  Traction contains phosphorus and calcium compounds, which can be processed by methods known in the art to provide usable fertilizer products. The organic extract, including the extracted uranium, can be processed for the recovery of this uranium. Thus, for example, the uranium can be recovered from this organic extract by contacting the organic extract with an aqueous solution

de carbonate d'ammonium, pour obtenir le complexe solu-  ammonium carbonate, to obtain the complex

ble uranyltricarbonate d'ammonium dans la phase aqueuse.  ble uranyltricarbonate ammonium in the aqueous phase.

La solubilité de l'uranium varie en raison inverse de la concentration du sel d'ammonium et il en résulte  The solubility of uranium varies inversely with the concentration of ammonium salt and results

qu'en utilisant un excès de sel d'ammonium dans l'opé-  that by using an excess of ammonium salt in the

ration de récupération, on peut obtenir par abandon  recovery, we can obtain by abandonment

des cristaux jaunes d'uranyltricarbonate d'ammonium.  yellow crystals of ammonium uranyltricarbonate.

Ces cristaux peuvent être recueillis par filtration et  These crystals can be collected by filtration and

ensuite décomposés par calcination pour donner un pro-  then decomposed by calcination to give a

duit U308 de qualité relativement supérieure.  U308 duit of relatively superior quality.

En utilisant du carbonate d'ammonium  Using ammonium carbonate

(carbonate d'ammonium désigne ici d'une manière géné-  (Ammonium carbonate here refers generically

rale le carbonate et/ou le bicarbonate) pour récupérer l'uranium à partir du solvant organique d'extraction,  carbonate and / or bicarbonate) to recover the uranium from the organic extraction solvent,

il suffit en général d'environ 1,0 M de carbonate d'am-  in general only about 1.0 M of carbonate of ammonium

monium pour précipiter l'uranyltricarbonate d'ammonium (AUT), mais on préfère un carbonate d'ammonium 1,5 M -6- environ à 2,5 M environ. Le rapport (en volume) de la solution aqueuse aux solvants organiques est compris  monium to precipitate ammonium uranyltricarbonate (AUT), but about 1.5 M ammonium carbonate is preferred at about 2.5 M. The ratio (in volume) of the aqueous solution to organic solvents is included

de préférence entre 0,5 environ et 5 environ.  preferably between about 0.5 and about 5.

Le AUT récupéré peut être calciné dans un four à des températures de 3500C environ à 9000C environ pour la récupération d'oxyde d'uranium. Si on  The recovered AUT can be calcined in an oven at temperatures of about 3500C to about 9000C for recovery of uranium oxide. If we

utilise une atmosphère réductrice, l'uranium est re-  uses a reducing atmosphere, uranium is

cueilli sous la forme de U02 et si on utilise une  picked in the form of U02 and if we use a

atmosphère oxydante, comme d'oxygène, on obtient U308.  oxidizing atmosphere, such as oxygen, we obtain U308.

La demanderesse a trouvé qu'en procédant  The Applicant has found that by proceeding

selon la présente invention, il est possible de récupé-  according to the present invention, it is possible to recover

rer au moins 80 % de tout l'uranium initialement pré-  at least 80% of all uranium originally

sent dans la roche phosphatée, et dans la plupart des  in phosphate rock, and in most

cas la récupération de l'uranium est de 85 % ou supé-  the recovery of uranium is 85% or more

rieure.pool.

L'invention va maintenant être décrite encore à propos d'un mode de mise en oeuvre illustré sur le dessin annexé, o la figure unique est un schéma de principe simplifié d'un mode de mise en oeuvre de la  The invention will now be further described with reference to an embodiment illustrated in the accompanying drawing, wherein the single figure is a simplified block diagram of one embodiment of the invention.

présente invention.present invention.

La liqueur de lavage, contenant tous phosphates et composés d'uranium dissous, est recyclée  Wash liquor, containing all phosphates and dissolved uranium compounds, is recycled

à la digestion par la canalisation 19.  digestion by line 19.

La solution acide, contenant du nitrate  The acid solution, containing nitrate

de calcium, de l'acide phosphorique, de l'acide nitri-  of calcium, phosphoric acid, nitric acid,

que, ainsi que des composés de l'uranium dissous, prin-  that, as well as compounds of dissolved uranium, primarily

cipalement dans l'état hexavalent, peut être soumise à une oxydation dans la canalisation 22 par l'oxygène ou un autre oxydant introduit par la canalisation 23, si  usually in the hexavalent state, may be subjected to oxidation in line 22 by oxygen or another oxidant introduced via line 23, if

nécessaire, de manière à transformer tous autres com-  necessary, so as to transform all other

posés de l'uranium pour les faire passer à l'état hexa-  put uranium in the hexagonal state.

valent. La solution aqueuse dans la canalisation 24 est ensuite introduite dans la zone d'extraction de l'uranium, indiquée schématiquement par la référence 25 -7- dans laquelle la solution aqueuse est mise en contact  worth. The aqueous solution in line 24 is then introduced into the uranium extraction zone, schematically indicated by the reference in which the aqueous solution is brought into contact.

avec un solvant d'extraction de l'uranium, du type dé-  with a solvent for extracting uranium, of the type de-

crit ci-dessus. Comme décrit ci-dessus, cette extrac-  written above. As described above, this extract

tion peut être effectuée dans un seul ou plusieurs étages, l'extraction étant conduite de préférence dans  may be carried out in one or more stages, the extraction being preferably carried out in

une multiplicité d'étages par extraction à contre-cou-  a multiplicity of stages by countercurrent extraction

rant.rant.

Un raffinat aqueux, contenant des com-  An aqueous raffinate containing

posés solubles du phosphore et Pu calcium, est évacué  soluble poses of phosphorus and Pu calcium, is evacuated

de la zone d'extraction par la canalisation 26.  of the extraction zone by Line 26.

Un extrait organique, contenant des com-  An organic extract containing

posés de l'uranium dissous, évacué de la zone d'extrac-  dissolved uranium removed from the extractive area.

tion 25 par la canalisation 27, est introduit dans une zone de lavage à l'eau, indiquée schématiquement en  25 through line 27, is introduced into a washing zone with water, schematically indicated in FIG.

28, dans laquelle l'extrait est lavé à l'eau, introdui-  28, in which the extract is washed with water, introduced

te par la canalisation 29, pour la récupération de tous composés du phosphore pouvant avoir été dissous dans  through line 29, for the recovery of any phosphorus compounds that may have been dissolved in

la phase organique. Cette eau, récupérée dans la cana-  the organic phase. This water, recovered in the cana-

lisation 18 après l'opération de lavage, peut être uti-  after the washing operation, can be used

2o lisée ensuite pour laver des matières solides, comme  2o then used to wash solids, as

d'écrit ci-après.of writing below.

L'extrait recueilli dans la canalisation 32 après le lavage est introduit ensuite dans la zone de réWpàation de l'uranium, indiquée schématiquement en 33, dans laquelle l'uranium est récupéré à partir de l'extrait par utilisation d'une solution aqueuse de  The extract collected in line 32 after the washing is then introduced into the uranium re-generation zone, indicated diagrammatically at 33, in which the uranium is recovered from the extract using an aqueous solution of

carbonate d'ammonium, comme décrit ci-après. Comme dé-  ammonium carbonate, as described below. As-

crit ci-dessus, on utilise le carbonate d'ammonium d'une manière telle nue l'uranium soit recueilli sous  above, ammonium carbonate is used in such a way that uranium is

la forme de cristaux solides de AUT.  the form of solid crystals of AUT.

AUT cristallisa dans une phase aaueuse est recueilli à partir de la zone 33 par la canalisation  AUT crystallized in an air phase is collected from zone 33 through the pipeline

34 pour introduction dans une zone de filtration, indi-  34 for introduction into a filtration zone, indi-

quée schématiquement en 35. Le solvant organique d'ex-  diagrammatically at 35. The organic solvent of

traction est recueilli à partir de la zone 33 par la -8-  traction is collected from zone 33 by the -8-

canalisation 36 pour extraction de l'uranium de l'ef-  pipeline 36 for the extraction of uranium from the ef-

fluent aqueux d'acidification, comme décrit ci-dessus.  aqueous fluent acidification, as described above.

Les cristaux des AUT, recueillis à uar-  The TUE crystals collected at

tir de la zone de filtration 35 dans la canalisation 39, sont introduits dans une zone de calcination, indi- quée schématiquement en 41, pour calciner AUT en U 308  from the filtration zone 35 in the pipe 39, are introduced into a calcination zone, indicated diagrammatically at 41, to calcine AUT in U 308

qui est recueilli par la canalisation 42.  which is collected by Line 42.

- Le filtrat recueilli à partir de la zone de filtration 35 par la canalisation 43 est mélangé  The filtrate collected from the filtration zone 35 via line 43 is mixed

avec de l'ammoniac et de l'anhydride carbonique d'ap-  with ammonia and carbon dioxide

point arrivant par les canalisations 44 et 45, respec-  point arriving through the pipes 44 and 45, respec-

tivement, et recyclé à la zone 33 de récupération de l'urenium. L'invention va maintenant être décrite  and recycled to zone 33 for urethane recovery. The invention will now be described

encore par les exemples non limitatifs suivants.  again by the following nonlimiting examples.

Exemple 1Example 1

On introduit dans un réacteur 1000 g de  1000 g of

roche phosphatée Mobil Florida (Tableaux 1 et 2) conte-  Mobil Florida Phosphate Rock (Tables 1 and 2) contains

nant 32,35 % de P205, 47,51 % de CaO, 1,18 % de Fe2O3, 5,59 X de SiO2, 3, 45 % de F et 130 pDm d'uranium. On fait réagir cette roche phosphatée avec 2000 g d'acide nitrique, d'un titre de 61, 4 9% en poids. Cette quantité d'acide représente un excès de 20 % par rapport à ce qui est nécessaire pour transformer tout le calcium  32.35% P205, 47.51% CaO, 1.18% Fe2O3, 5.59% SiO2, 3.45% F, and 130μm Uranium. This phosphate rock is reacted with 2000 g of nitric acid, a titre of 61.4% by weight. This amount of acid represents an excess of 20% over what is needed to transform all the calcium

présent dans la roche en nitrate de calcium. La réac-  present in the rock in calcium nitrate. The reaction

tion est terminée en 1/2 heure environ, période durant  tion is completed in approximately half an hour, during which

laquelle la température monte de la température ambian-  temperature rises from the ambient temperature

te à 520C environ. On filtre ensuite le produit; on lave les matières insolubles avec deux portions d'eau,  to about 520C. The product is then filtered; the insoluble materials are washed with two portions of water,

de 150 g chacune. On obtient une liqueur combinée d'en-  150 g each. A combined liquor of

viron 3015 g (acide de digestion plus eau de lavage).  viron 3015 g (digestion acid plus washing water).

Le résidu de 208 g est déchargé aux déchets.  The residue of 208 g is discharged to the waste.

Les 3015 g de liqueur ainsi obtenus con-  The 3015 g of liquor thus obtained

tiennent 10,6 % en poids de P205, 15,5 ./ de CaO et 44 ppm d'uranium. Il y a aussi dans la liqueur une  contain 10.6% by weight of P205, 15.5% of CaO and 44 ppm of uranium. There is also in the liquor a

24'6088924'60889

-9--9

certaine quantité de nitrate, de fer et d'aluminium.  certain amount of nitrate, iron and aluminum.

(Voir le Tableau 3). Le Tableau 4 indique la compo-  (See Table 3). Table 4 shows the composition

sition des matières solides insolubles. Les récupéra-  sition of insoluble solids. Recoveries

tions de P205, de CaO et de l'uranium sont de 98 %, 97 % et 97,7 %, respectivement, dans l'étape d'acidi-  P205, CaO and uranium are 98%, 97% and 97.7%, respectively, in the acid phase.

fication par l'acide nitrique.nitric acid.

Selon le schéma présenté dans Perry's  According to the scheme presented in Perry's

Chemical Engineers' Handbook, pages 14 à 43, on effec-  Chemical Engineers' Handbook, pages 14 to 43,

tue une extraction à contre-courant simulée de manière  kills simulated countercurrent extraction so

discontinue, à étages multiples, en utilisant de l'a-  discontinuous, multi-stage, using a-

cide di(2-éthylhexyl)phosphorique (D2EHPA, 0,5 M) et de l'oxyde de trioctylphosphine (TOPO, 0,125 M) dans du kérosène (AMSCO - 460) pour recueillir l'uranium à  di (2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA, 0.5M) and trioctylphosphine oxide (TOPO, 0.125M) in kerosene (AMSCO-460) to collect uranium at

partir du mélange acide phosphorique-nitrate de calcium-  from the mixture of phosphoric acid and calcium nitrate

acide nitrique. On place le solvant d'abord dans un entonnoir à décantation. Le m4lange acide aqueux avec 44 ppm d'uranium est obtenu à partir de la digestion décrite dans l'exemple 1. On l'introduit lentement dans  nitric acid. The solvent is placed first in a settling funnel. The aqueous acid mixture with 44 ppm of uranium is obtained from the digestion described in Example 1. It is slowly introduced into

la phase de solvant. Le rapport entre les phases de sol-  the solvent phase. The relationship between the phases of

vant organique et d'acide est d'environ 0,5 pour 1,0 (en volume). On secoue l'entonnoir à décantation à la température ambiante pendant 10 minutes environ. Après  The organic and acid content is about 0.5 to 1.0 (by volume). The funnel is shaken at room temperature for about 10 minutes. After

sédimentation, on sépare les phases, on analyse le raf-  sedimentation, the phases are separated, the

finat et l'extrait en ce qui concerne leurs teneurs en uranium par une méthode colorimétrique. Le raffinat et  finat and extract with regard to their uranium contents by a colorimetric method. Raffinat and

l'extrait entrent ensuite à l'étage suivant pour ex-  the extract then enter the next stage to ex-

traction supplémentaire. Après 5 étages, on a recueil-  extra traction. After 5 floors, we collected

li 93 % de l'uranium.93% of the uranium.

-1O--1O-

Tableau ITable I

Composition de la roche phosphatée Mobil Florida Teneur en humidité 0,8 % après séchage Anhydride phosphorique (P205) Oxyde de fer (Fe203) Oxyde d'aluminium (A1203) Oxyde de calcium (CaO) Oxyde de magnésium M gO) Fluor Silice (SiO2) Oxyde de sodium (Na2O) Oxyde de potassium (K20) Sulfite (SO3) Anhydride carbonique (C02) Carbone organique Anhydride arsénieux (As203) Uranium (U308)  Mobil Florida phosphate rock composition Moisture content 0.8% after drying Phosphoric anhydride (P205) Iron oxide (Fe2O3) Aluminum oxide (A1203) Calcium oxide (CaO) Magnesium oxide MgO) Fluorine Silicon (SiO2) ) Sodium oxide (Na2O) Potassium oxide (K20) Sulphite (SO3) Carbon dioxide (C02) Organic carbon Arsenious anhydride (As203) Uranium (U308)

Tableau 2Table 2

Analyse granulométrique de la roche phosphatée % en poids recueilli sur le tamis % en poids 32,35 1,18 1,05 47,51 0,42 3,45 ,59 0,56 0,14 1,08 2, 86 0,05 0,001 0,013 Tamis nO (ouverture de maille, mm)  Particle size analysis of phosphate rock% by weight collected on sieve% by weight 32.35 1.18 1.05 47.51 0.42 3.45, 59 0.56 0.14 1.08 2.86 0, 05 0.001 0.013 sieve nO (opening of mesh, mm)

+ 35 (0,50) 0,20+ 35 (0.50) 0.20

+ 60 (0,250) 1,76+60 (0.250) 1.76

+ 70 (0,210) 1,62+70 (0.210) 1.62

+ 100 (0,149) 6,32+ 100 (0.149) 6.32

+ 200 (0,074) 44,12+200 (0.074) 44.12

+ 325 (0,044) 33,78+ 325 (0.044) 33.78

Cuve 12,20 Total 100,00 % en poids -11-  Tank 12.20 Total 100.00% by weight -11-

Tableau 3Table 3

Liqueur de digestion de la roche phosphatée Miobil  Miobil phosphate rock digestion liquor

Tableau 4Table 4

Principales matières solides résiduelles de la roche phosphatée Mobil Quantité de résidu 208 g La présente invention est particulièrement avantageuse car elle permet une récupération efficace du phosphore présent dans la roche phosphatée, tout en  Main Residual Solids of Rock Phosphate Mobil Amount of Residue 208 g The present invention is particularly advantageous because it allows efficient recovery of phosphorus present in phosphate rock, while

permettant une haute récupération de l'uranium présent.  allowing a high recovery of uranium present.

Ainsi, selon la présente invention, il est possible de récupérer au moins 80 %, et très généralement au moins  Thus, according to the present invention, it is possible to recover at least 80%, and very generally at least

% de l'uranium présent dans la roche phosphatée.  % of the uranium present in the phosphate rock.

C'est une amélioration par rapport à la technique anté-  This is an improvement over the prior art

rieure, dans laquelle les récupérations d'uranium étaient inférieures par suite de la perte d'uranium  in which uranium recoveries were lower as a result of the loss of uranium

dans le sous-produit sulfate de calcium. La demanderes-  in the by-product calcium sulfate. The request

se a trouvé que ces niveaux élevés de récupération de % en poids  found that these high levels of recovery from% to weight

À _..AT _..

Anhydride phosphorique (P205) 10,58 Oxyde de calcium (CaO) 15,47 Oxyde de fer (Fe203) 0,29 Oxyde d'aluminium (Al203)0,26 Nitrate (NTO) 16,93 Fluor 0,94 Uranium (U308)44 ppm % en poids Anhydride phosphorique (P205) 3,04 Oxyde de calcium (CaO) 6,76 Uranium (U308)15 ppM -12- l'uranium peuvent être obtenus malgré la présence d'ions de calcium (nitrate de calcium) dont on aurait pu s'attendre à ce qu'ils gênent la récupération de l'uranium. -13-  Phosphoric anhydride (P205) 10.58 Calcium oxide (CaO) 15.47 Iron oxide (Fe203) 0.29 Aluminum oxide (Al203) 0.26 Nitrate (NTO) 16.93 Fluor 0.94 Uranium (U308) ) 44 ppm% by weight Phosphoric anhydride (P205) 3.04 Calcium oxide (CaO) 6.76 Uranium (U308) 15 ppM -12- Uranium can be obtained despite the presence of calcium ions (calcium nitrate ) that would have been expected to interfere with the recovery of uranium. -13-

Claims (13)

R E V E N D I C A T I 0 N SR E V E N D I C A T I 0 N S 1. Un procédé pour récupérer le phosphore  1. A process for recovering phosphorus et l'uranium présents dans une roche phosphatée, carac-  and uranium in phosphate rock, which is térisé en ce qu'on acidifie la roche phosphatée avec de l'acide nitrique aqueux de manière à produire une solution aqueuse d'acide phosphorique, de nitrate de  in that the phosphate rock is acidified with aqueous nitric acid so as to produce an aqueous solution of phosphoric acid, nitrate of calcium et de l'uranium présent dans la roche phospha-  calcium and uranium in phosphate rock tée; on extrait l'uranium de la solution aqueuse au moyen d'un solvant d'extraction comprenant un diluant organique non miscible avec l'eau, un acide dialcoyl phosphorique avant au moins 10 atomes de carbone et un composé organique du phosphore ayant la formule développée: R2  ted; the uranium is extracted from the aqueous solution by means of an extraction solvent comprising a water-immiscible organic diluent, a dialkylphosphoric acid before at least 10 carbon atoms and an organic phosphorus compound having the structural formula : R2 R1 - P 0R1 - P 0 R3 dans laquelle R1, R2 et R3 sont choisis chacun parmi des groupes alcoyle et alcoxy, ce composé organique du phosphore ayant au moins 10 atomes de carbone, l'acide  R 3 in which R 1, R 2 and R 3 are each selected from alkyl and alkoxy groups, said organic phosphorus compound having at least 10 carbon atoms, the acid dialcoyl phosphorique et le composé organique du phos-  phosphoric dialkyl and the organic phosphorus compound phore étant dissous dans le diluant organique non mis-  phore being dissolved in the organic diluent cible avec l'eau; et on recueille l'uranium à partir  target with water; and we collect the uranium from du solvant d'extraction.extraction solvent. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le titre de l'acide nitrique est  2. A process according to claim 1, characterized in that the title of the nitric acid is compris entre 50 % et 70 %.between 50% and 70%. 3. Un procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise l'acide nitrique à raison d'une quantité en excès de 10 à 20 % environ par rapport à celle nécessaire pour transbrmer tout  3. A method according to claim 2, characterized in that the nitric acid is used in an amount in excess of 10 to 20% approximately compared to that required to transbreat any le calcium présent dans la roche en nitrate de calcium.  the calcium present in the rock in calcium nitrate. -14-  -14- 4. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de l'acide dialcoyl phosphorique au composé organique du phosphore est4. A process according to claim 1, characterized in that the ratio of dialkylphosphoric acid to organic phosphorus compound is compris entre 2:1 et 6:1.between 2: 1 and 6: 1. 5. Un procédé selon la revendication 4,  5. A process according to claim 4, caractérisé en ce qu'on conduit l'extraction à une tem-  characterized by conducting the extraction at a time pérature de plus de 27 C.more than 27 C. 6. Un procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on recueille l'uranium à partir  6. A process according to claim 5, characterized in that the uranium is collected from du solvant d'extraction sous la forme d'uranyltricar-  extraction solvent in the form of uranyltricarb- bonate d'ammonium par contact avec du carbonate d'am-  ammonium carbonate by contact with ammonium carbonate monium aqueux.aqueous monium. 7. Un procédé selon la revendication 1,  7. A process according to claim 1, caractérisé en ce que le solvant d'extraction est cons-  characterized in that the extraction solvent is titué d'acide di(2-éthylhexyl)phosphorique et d'oxyde  of di (2-ethylhexyl) phosphoric acid and oxide de trioctylphosphine dissous dans du kérosène.  of trioctylphosphine dissolved in kerosene. 8. Un procédé selon la revendication 7,  8. A process according to claim 7, caractérisé en ce qu'on récupère au moins 85 % de l'u-  characterized in that at least 85% of the ranium présent dans la roche.ranium present in the rock. 9. Un procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le titre de l'acide nitrique est  9. A process according to claim 7, characterized in that the title of the nitric acid is compris entre 50 % et 70 %.between 50% and 70%. 10. Un procédé selon la revendication 9,  10. A process according to claim 9, caractérisé en ce que le rapport de l'acide di(2-  characterized in that the ratio of the di (2- éthylhexyl)phosphorique à l'oxyde de trioctylphosphine  ethylhexyl) phosphoric acid trioctylphosphine oxide est compris entre 2:1 et 6:1.is between 2: 1 and 6: 1. 11. Un procédé selon la revendication 10,  11. A process according to claim 10, caractérisé en ce qu'on conduit l'extraction à une tem-  characterized by conducting the extraction at a time pérature de plus de 27 C.more than 27 C. 12. Un procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on recueille l'uranium à partir du solvant d'extraction sous la forme d'uranyltricarbonate d'ammonium par contact avec du carbonate d'ammonium aqueux.  12. A process according to claim 11, characterized in that the uranium is collected from the extraction solvent in the form of ammonium uranyltricarbonate by contact with aqueous ammonium carbonate. 13. Un procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on récupère au moins 85 % de13. A method according to claim 12, characterized in that at least 85% of l'uranium présent dans la roche.uranium in the rock.
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FR2387189A1 (en) * 1977-04-14 1978-11-10 Doryokuro Kakunenryo PROCESS FOR RECOVERING URANIUM CONTAINED IN PHOSPHORIC ACID OBTAINED BY WET
EP0010394A1 (en) * 1978-10-10 1980-04-30 Albright & Wilson Limited Process for extracting uranium from phosphoric acid

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