RU2326177C1 - Способ извлечения урана из руд - Google Patents
Способ извлечения урана из руд Download PDFInfo
- Publication number
- RU2326177C1 RU2326177C1 RU2006129462/02A RU2006129462A RU2326177C1 RU 2326177 C1 RU2326177 C1 RU 2326177C1 RU 2006129462/02 A RU2006129462/02 A RU 2006129462/02A RU 2006129462 A RU2006129462 A RU 2006129462A RU 2326177 C1 RU2326177 C1 RU 2326177C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- solution
- uranium
- leaching
- sulfuric acid
- Prior art date
Links
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title abstract 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 77
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 36
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 231100000987 absorbed dose Toxicity 0.000 claims abstract description 8
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 28
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 27
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 claims description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 3
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 3
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 43
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 11
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 10
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- -1 nitrate ions Chemical class 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Inorganic materials O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- YIIYNAOHYJJBHT-UHFFFAOYSA-N uranium;dihydrate Chemical compound O.O.[U] YIIYNAOHYJJBHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 2-[[6-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]-2-methylpyrimidin-4-yl]amino]-n-(2-methyl-6-sulfanylphenyl)-1,3-thiazole-5-carboxamide;hydrate Chemical compound O.C=1C(N2CCN(CCO)CC2)=NC(C)=NC=1NC(S1)=NC=C1C(=O)NC1=C(C)C=CC=C1S WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical class [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005658 nuclear physics Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);uranium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[U+4] OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003918 potentiometric titration Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000003608 radiolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001727 uranium mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- SMWCBVIJCHHBAU-UHFFFAOYSA-L uranium sulfate Chemical compound [U+2].[O-]S([O-])(=O)=O SMWCBVIJCHHBAU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000383 uranium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- HNVACBPOIKOMQP-UHFFFAOYSA-N uranium(4+) Chemical compound [U+4] HNVACBPOIKOMQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки рудного сырья и может быть использовано для серно-кислотного агитационного, кучного и подземного выщелачивания урана при извлечении урана из руд. Способ включает выщелачивание урана и железа раствором серной кислоты с использованием в качестве окислителя трехвалентного железа, содержащегося в руде, затем ведут извлечение урана из раствора с получением раствора, содержащего двухвалентное железо, и регенерацию двухвалентного железа до трехвалентного окислением с получением оборотного раствора и его рециркуляцию на выщелачивание руды. При этом извлечение урана из раствора ведут сорбцией на анионите, полученный после сорбции раствор, содержащий двухвалентное железо, перед регенерацией в нем двухвалентного железа до трехвалентного подкисляют серной кислотой и регенерацию ведут облучением потоком ускоренных электронов при мощности поглощенной дозы 2,3-3,5 кГр/с в течение 1-6 мин. Техническим результатом изобретения является повышение экономичности, эффективности и экологической чистоты процесса. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки рудного сырья и может быть использовано, в частности, для серно-кислотного агитационного (АВ), кучного (KB) и подземного (ПВ) выщелачивания урана.
Известны способы серно-кислотного выщелачивания с использованием в качестве окислителя урана сульфата трехвалентного железа /см., например, Ring R.J. Hydrometallurgia, 1980, 6, 89-101/. Производственная практика показывает, что выщелачивание является наиболее затратным переделом в общей схеме переработки урановых руд, поэтому эффективность этой операции определяет себестоимость конечной продукции.
Согласно современным представлениям об электрохимическом механизме растворения диоксида урана (уранинит, настуран и т.п.) под действием сульфата трехвалентного железа, чтобы выщелачивающая среда была максимально эффективной, все железо должно присутствовать в растворе в трехвалентной форме. В реальном растворе присутствие других ионов, в первую очередь ионов Fe2+, вызывает снижение скорости процесса вследствие возникновения конкурирующей адсорбции этих ионов на активных центрах поверхности уранового минерала. При большом количестве ионов Fe2+ в растворе требуется поддерживать избыток ионов Fe3+, чтобы обеспечить удовлетворительную скорость реакции.
На практике для окисления ионов двухвалентного железа в сернокислых растворах известны различные способы, в частности:
- применение сильных окислителей (пиролюзит, хлораты, азотная кислота и т.п.),
- молекулярным кислородом или кислородом воздуха:
при повышенной температуре и давлении в автоклаве,
при атмосферном давлении иногда с каталитическими добавками (азотистая кислота и др.).
Все указанные способы либо связаны с затратами химических реагентов, что приводит к загрязнению раствора посторонними примесями (ионами), либо требуют введения дополнительных операций, либо не обладают необходимой производительностью, что в итоге приводит к существенному увеличению стоимости передела.
Известен способ серно-кислотного агитационного выщелачивания урана с использованием в качестве окислителя соединений железа, содержащихся в самой руде. Сущность способа заключается в разделении потока исходной пульпы на два потока. В первом предварительно выщелачивают железо серной кислотой, нейтрализуют избыточную кислоту пульпой второго потока и окисляют железо кислородом воздуха при атмосферном давлении, затем еще раз подают кислоту (если требуется - с добавками диоксида марганца или трехвалентного железа). Эти операции проводятся в батарее из нескольких пачуков при температуре 60-80°С в течение более 12 ч /Ларин В.К., Литвиненко В.Г., Шелудченко В.Г. Совершенствование технологии гидрометаллургической переработки урановых руд. Горный журнал. 1999, №12, 59/. Однако вследствие низкой скорости процесса окисления железа кислородом воздуха в кислой среде указанный способ не обладает высокой эффективностью и требует значительных энергетических (сжатый воздух, пар) затрат.
Известен способ серно-кислотного выщелачивания урана из руд с использованием трехвалентного железа в качестве окислителя, включающий его химическую регенерацию. Этот способ включает приготовление выщелачивающих растворов, содержащих серную кислоту и нитрат-ионы, фильтрацию их через руду с переводом шестивалентного урана, двухвалентного железа и др. металлов в продукционные растворы, извлечение из них урана с получением маточных растворов и рециркуляцию этих растворов на выщелачивание руды.
Интенсификация процесса выщелачивания урана из руд методами KB или ПВ достигается путем использования циркулирующих растворов, в которых ионы Fe (II) окисляются до Fe (III), а последние уже выполняют роль непосредственного окислителя урана (IV) в уран (VI). Окисление Fe (II) в Fe (III) осуществляется в основном кислородом воздуха, барботируемого через циркулирующий раствор, при каталитическом участии азотистой кислоты и окислов азота, получаемых в результате разложения азотной кислоты, являющейся исходным азотсодержащим реагентом /патент РФ №2172792 С1, заявка 2000106961/02, заявл. 21.03.00, опубл. бюл. №24, 27.08.01. - прототип/.
Недостатками этого способа являются:
- использование в процессе нескольких реагентов, в частности азотной кислоты для образования окислителя и, как следствие, загрязнение продукционных растворов нитрат-ионами, снижающих сорбционную емкость анионитов по урану,
- выделение токсичных оксидов азота, образующихся при приготовлении выщелачивающих растворов, и необходимость их улавливания с применением специальной аппаратуры (колонных аппаратов с диспергаторами),
- использование в качестве реагента технического кислорода или менее эффективного кислорода воздуха для окисления образующихся оксидов азота и железа (II),
- отсутствие экологической чистоты вследствие невозможности полного улавливания токсичных оксидов азота,
-сложность в практической реализации и точности поддержания заданных технологических параметров.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение экономичности, эффективности и экологической чистоты процесса выщелачивания урана из руд серной кислотой с использованием в качестве окислителя рудного железа.
Этот результат достигается тем, что в способе извлечения урана из руд методами подземного или кучного и агитационного выщелачивания серной кислотой с использованием в качестве окислителя железа (III), содержащегося в руде, включающем выщелачивание урана и железа, извлечение урана сорбцией на анионите, получение оборотного раствора, регенерацию окислением Fe2+ до Fe3+ в этом растворе и его рециркуляцию на выщелачивание руды, причем оборотный раствор, содержащий двухвалентное железо, после доукрепления серной кислотой облучают потоком высокоэнергетических электронов при мощности поглощенной дозы 2,3-3,5 кГр/с в течение 1-6 мин. Оборотный раствор кучного или подземного выщелачивания, содержащий 0,5-5 г/л Fe2+, перед облучением подкисляют серной кислотой, идущей на выщелачивание урана, до концентрации 5-10 г/л. Осветленный оборотный раствор агитационного выщелачивания, полученный сгущением или гидроциклонированием сбросной пульпы, содержащий 5-15 г/л Fe2+, перед облучением подкисляют частью серной кислоты, необходимой для выщелачивания руды, до концентрации 10-20 г/л.
Нами разработаны основы «безреагентной» радиационно-химической технологии регенерации окислителя. Перевод ионов двухвалентного железа в трехвалентную форму без участия химических реагентов и принудительного нагревания обеспечивается за счет облучения раствора потоком ускоренных электронов. Установлено, что кратковременное (несколько минут) облучение модельных сернокислых растворов сульфата железа позволяет практически нацело окислять ионы двухвалентного железа до трехвалентного состояния в широком диапазоне (1-10 г/л) концентрации железа и серной кислоты. Разрабатываемая радиационно-химическая технология «безреагентной» регенерации окислителя эффективна для использования как в процессах KB и ПВ, так и при агитационном выщелачивании урана серной кислотой.
Радиационно-химическая технология в настоящее время является одной из наиболее прогрессивных. Производство линейных ускорителей промышленного типа освоено на предприятии Агенства по АЭ РФ (г.Санкт-Петербург) и на заводе Института ядерной физики им. Будкера СО РАН в г.Новосибирске. Эти установки нашли широкое применение для работы в круглосуточном режиме в природоохранных технологиях: для обработки промышленных сточных вод, стоков текстильного производства и животноводческих комплексов, питьевой воды, токсичных отходов и т.п. /XI Международное совещание по применению ускорителей заряженных частиц в промышленности и медицине (ICAA'05)/ Санкт-Петербург, октябрь 2005 г./.
Таким образом, экономичность, эффективность и экологичность процесса серно-кислотного извлечения урана из руд методами агитационного, кучного и подземного выщелачивания с использованием в качестве окислителя ионов трехвалентного железа достигается циркуляцией оборотных растворов после сорбционного извлечения урана и регенерации окислителя путем облучения этих растворов потоком ускоренных электронов и возвращении регенерированного окислителя в процесс выщелачивания урана.
Пример 1. Зависимость степени окисления двухвалентного железа от продолжительности облучения. Основными технологическими параметрами исследуемого процесса при заданном режиме облучения являются концентрации ионов железа и серной кислоты. Влияние указанных параметров на степень окисления ионов двухвалентного железа изучали в интервале концентраций Fe2+ 1-5 и кислоты 2-5 г/л, т.е. применительно к условиям процессов ПВ и KB урана из руд ( см. табл.1).
Степень окисления двухвалентного железа рассчитывали по изменению концентрации ионов двухвалентного железа в облученном и необлученном растворах:
(Feнеобл-Feобл)/Feнеобл·100[%].
Концентрацию серной кислоты определяли потенциометрическим титрованием, концентрацию железа трилонометрически (с сульфосалициловой кислотой) до и после облучения.
Исследуемые растворы в открытых полиэтиленовых банках емкостью 100 мл помещались на вращающийся столик (10 об/мин) рабочей камеры ускорителя, который юстировался относительно пучка таким образом, чтобы пучок попадал в центр облучаемого образца.
Эксперименты проводились при следующих энергетических параметрах:
- кинетическая энергия - 7 МэВ,
- средний ток - 25 мкА,
- плотность тока - 32 мкА/см2.
Мощность поглощенной дозы определялась из известного соотношения
Дм=ηIE/m,
где η - коэффициент, учитывающий долю поглощенного в образце пучка электронов, для водного раствора - 0,95, I - средний ток ускоренных электронов, Е - кинетическая энергия электронов, m - масса раствора.
Растворы после облучения оставались прозрачными. Облучение подкисленного (2,4 г/л, рН 1,6) раствора сульфата двухвалентного железа с концентрацией ~0,8 г/л при мощности поглощенной дозы 3,46 кГр/с менее чем за минуту обеспечивает высокую степень окисления (~87%). Практически полное окисление железа достигается всего за 1,5-3 мин (см. табл.1). При увеличении концентрации ионов двухвалентного железа до 5,2 г/л высокая степень окисления железа (на уровне 92%) достигается за 6 мин при снижении мощности поглощенной дозы до 2,3 кГр/с, т.е. почти в полтора раза.
Пример 2. Зависимость степени окисления двухвалентного железа от концентрации ионов железа и серной кислоты в облученном растворе.
Влияние указанных параметров на степень окисления ионов двухвалентного железа в облученных растворов изучали при концентрации Fe2+ 1-11 и кислоты в интервале 2-16 г/л (см. табл.2).
Как видно из данных табл.2, степень окисления железа в значительной мере зависит от исходной концентрации двухвалентного железа и серной кислоты в растворе. Но при концентрации железа (II) 1 г/л степень окисления достигает 100% независимо от кислотности раствора.
С повышением концентрации двухвалентного железа в исходном растворе от 1 до ~11 г/л (см. табл.2) обнаруживается заметное влияние концентрации серной кислоты на степень окисления двухвалентного железа в результате облучения.
С повышением концентрации железа в исходных растворах до 2,5 г/л (см. №№5-8 табл.2) и концентрации кислоты 10-15 г/л степень окисления двухвалентного железа составляет 100%. При снижении концентрации кислоты (до 2-5 г/л) степень окисления железа несколько уменьшается (до 80-88 %).
| Таблица 1 Зависимость степени окисления ионов двухвалентного железа от продолжительности облучения (τ) при различной мощности поглощенной дозы (Дм) |
|||||||
| №№ оп. п.п. | τ, мин | Дм, кГр/с | Характеристика раствора | Степень окисления Fe, % | |||
| Концентрация, г/л | О-ВП, мВ | ||||||
| Fe3+ | Fe2+ | Н2SO4 | |||||
| Исх. | 0 | - | 0,44 | 0,82 | 2,4 | 390 | 0 |
| 1 | 0,8 | 3,46 | 1,15 | 0,11 | 1,9 | 480 | 86,6 |
| 2 | 1,5 | 1,21 | 0,05 | 1,9 | 500 | 93,9 | |
| 3 | 3,0 | 1,27 | н.о*) | 2,0 | 500 | 100 | |
| 4 | 6,0 | 1,27 | 2,5 | 590 | 100 | ||
| Исх. | 0 | - | 0,90 | 5,20 | 5,7 | 365 | 0 |
| 5 | 1,0 | 2,30 | 2,6 | 3,5 | 4,0 | 445 | 42,9 |
| 6 | 2,0 | 3,5 | 2,7 | 3,8 | 460 | 48,6 | |
| 7 | 3,0 | 4,2 | 2,0 | 2,9 | 475 | 61,5 | |
| 8 | 4,0 | 4,7 | 1,4 | 2,9 | 480 | 73,1 | |
| 9 | 6,0 | 5,7 | 0,4 | 2,5 | 500 | 92,0 | |
| *) н.о. - не обнаружено. | |||||||
Для получения аналогичного результата при увеличении концентрации железа до ~5 г/л концентрация кислоты должна быть выше 10 г/л. При концентрации железа в исходном растворе более 10 г/л и высокой концентрации кислоты (~16 г/л) степень окисления составляет ~54 %. Увеличение продолжительности облучения до 6 мин при мощности дозы 3,5 кГр/с повышает степень окисления железа до 70-80%.
| Таблица 2 Зависимость степени окисления железа (II) от концентрации железа и серной кислоты при мощности поглощенной дозы 2,3 кГр/с и продолжительности облучения 3 мин |
|||||||||
| № оп. п.п. | Исходный раствор | Облученный раствор | Степень окисления Fe, % | ||||||
| Концентрация, г/л | O-ВП, мВ | Концентрация, г/л | O-ВП, мВ | ||||||
| Fe3+ | Fe2+ | H2SO4 | Fe3+ | Fe2+ | H2SO4 | ||||
| 1 | 0,2 | 1,0 | 2,5 | 360 | 1,2 | н.о. | 2,3 | 600 | 100 |
| 2 | 5,1 | 365 | 4,7 | 660 | |||||
| 3 | 10,6 | 360 | 9,1 | 675 | |||||
| 4 | 14,7 | 365 | 13,5 | 675 | |||||
| 5 | 3,5 | 2,5 | 2,2 | 345 | 5,5 | 0,5 | рН 1,8 | 460 | 80,0 |
| 6 | 5,3 | 350 | 5,7 | 0,3 н.о. |
1,8 | 470 | 88,0 | ||
| 7 | 10,0 | 355 | 6,0 | 7,3 | 500 | 100 | |||
| 8 | 15,0 | 355 | 11,4 | 510 | |||||
| 9 | 0,9 | 5,4 | 2,2 | 355 | 3,7* | 2,4 | рН 2,0 | 435 | 51,9 |
| 10 | 5,2 | 5,7 | 4,2 | 2,0 | 3,4 | 470 | 61,5 | ||
| 11 | 5,3 | 10,7 | 5,1 | 1,1 | 7,2 | 490 | 79,2 | ||
| 12 | 5,3 | 15,8 | 5,8 | 0,4 | 12,2 | 515 | 92,4 | ||
| 13 | 2,0 | 10,3 | 2,4 | 370 | 5,5 | 6,9 | рН 2,0 | 425 | 33,0 |
| 14 | 1,7 | 10,6 | 5,0 | 375 | 5,5 | 6,9 | 3,7 | 430 | 34,9 |
| 15 | 1,6 | 10,6 | 9,8 | 375 | 6,5 | 6,0 | 6,3 | 445 | 43,4 |
| 16 | 1,6 | 10,8 | 15,8 | 375 | 7,5 | 5,0 | 9,1 | 460 | 53,7 |
| 17** | 1,6 | 10,6 | 9,8 | 375 | 9,0 | 3,2 | 5,5 | 470 | 69,8 |
| 18** | 1,6 | 10,8 | 15,8 | 375 | 10,2 | 2,2 | 8,6 | 490 | 79,6 |
| * - выпал осадок гидроокиси железа (III) ** - продолжительность облучения 6 мин при Дм=3,5 кГр/с |
|||||||||
Процесс окисления ионов двухвалентного железа сопровождается соответствующим ростом величины О-ВП, достигающим значений 500-675 мВ при 100%-ной степени окисления. При рН~2 вследствие недостатка свободной кислоты в растворе происходит термогидролитическое разложение незначительной части ионов сульфата трехвалентного железа и образования золя гидроксида. Полученные результаты - зависимость степени окисления (Н, %) железа (II) от концентрации серной кислоты (С, г/л) и железа (II) иллюстрирует фиг.1, где концентрации железа (II) в исходном растворе: ряд 1-1 г/л, ряд 2-2,5 г/л, ряд 3-5,3 г/л, ряд 4-10,6 г/л.
Эти зависимости позволяют определить полноту реакции окисления ионов двухвалентного железа применительно к оборотным растворам процесса серно-кислотного выщелачивания урана.
В табл.3 приведены примеры составов растворов, полученных после выщелачивания урана и железа различными способами (продуктивный раствор) и оборотного раствора - после регенерации окислителя путем подкисления серной кислотой и облучения потоком ускоренных электронов.
| Таблица 3 | ||||||||||
| Способ выщелачивания | Продуктивный раствор | Оборотный раствор | ||||||||
| концентрация, г/л | О-ВП, мВ | концентрация, г/л | О-ВП, мВ | |||||||
| U | H2SO4 | Fe+3 | Fe+2 | U | Н2SO4 | Fe+3 | Fe+2 | |||
| Подземное | 0,05 | 1,0 | 0,2 | 0,8 | 360 | 0,01 | 5 | 0,9 | 0,1 | 600 |
| Кучное | 0,4 | 5,0 | 0,9 | 5,3 | 355 | 0,02 | 10 | 5,1 | 1,1 | 500 |
| Агитацион | 0,8 | 10 | 1,6 | 10,8 | 375 | 0,02 | 20 | 10,2 | 2,2 | 500 |
Максимальная степень извлечения урана в растворе при данной кислотности имеет место при величине О-ВП раствора на уровне 500-600 мВ, т.е. при минимальной концентрации ионов двухвалентного железа.
На основании полученных данных предлагаются принципиальные технологические схемы извлечения урана из рудного сырья серной кислотой при подземном, кучном (фиг.2) и агитационном (фиг.3) выщелачивании.
Продуктивные растворы после KB или ПВ урана серной кислотой с использованием в качестве окислителя железа, содержащегося в руде, поступают на сорбцию урана. Маточный раствор, в котором железо находится преимущественно в восстановленной форме, т.е. в виде двухвалентных ионов, является оборотным и после добавки кислоты, требующейся для выщелачивания урана, и регенерации окислителя возвращается на операцию выщелачивания. Операция регенерации, т.е. радиационно-химическое окисление ионов двухвалентного железа до трехвалентного состояния продуктами радиолиза, осуществляется облучением раствора потоком высокоэнергетических электронов, получаемых с помощью линейного ускорителя.
При агитационном выщелачивании схема (фиг.3) отличается тем, что на сорбцию урана поступает пульпа, а выделение оборотного раствора (верхнего слива) осуществляется путем сгущения или гидроциклонирования (или фильтрования) кислой пульпы. Сгущенная пульпа (нижний слив) направляется в отвал. В этом случае регенерация проводится при рН<2, для чего на операцию подается небольшая часть кислоты от поступающей на выщелачивание урана.
Claims (4)
1. Способ извлечения урана из руд, включающий выщелачивание урана и железа раствором серной кислоты с использованием в качестве окислителя трехвалентного железа, содержащегося в руде, извлечение урана из раствора с получением раствора, содержащего двухвалентное железо, регенерацию двухвалентного железа до трехвалентного окислением с получением оборотного раствора и его рециркуляцию на выщелачивание руды, отличающийся тем, что извлечение урана из раствора ведут сорбцией на анионите, полученный после сорбции раствор, содержащий двухвалентное железо, перед регенерацией в нем двухвалентного железа до трехвалентного подкисляют серной кислотой и регенерацию ведут облучением потоком ускоренных электронов при мощности поглощенной дозы 2,3-3,5 кГр/с в течение 1-6 мин.
2. Способ по п.1 отличающийся тем, что выщелачивание ведут методами подземного, кучного или агитационного выщелачивания.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что оборотный раствор при кучном или подземном выщелачивании, содержащий 0,5-5 г/л двухвалентного железа, перед облучением подкисляют серной кислотой до концентрации 5-10 г/л.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что оборотный раствор при агитационном выщелачивании, содержащий 5-15 г/л двухвалентного железа, перед облучением подкисляют серной кислотой до концентрации 10-20 г/л.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006129462/02A RU2326177C1 (ru) | 2006-08-14 | 2006-08-14 | Способ извлечения урана из руд |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006129462/02A RU2326177C1 (ru) | 2006-08-14 | 2006-08-14 | Способ извлечения урана из руд |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006129462A RU2006129462A (ru) | 2008-02-20 |
| RU2326177C1 true RU2326177C1 (ru) | 2008-06-10 |
Family
ID=39266937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006129462/02A RU2326177C1 (ru) | 2006-08-14 | 2006-08-14 | Способ извлечения урана из руд |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2326177C1 (ru) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2391418C1 (ru) * | 2009-06-18 | 2010-06-10 | Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" | Способ извлечения металлов из руд и устройство для его осуществления |
| RU2393255C1 (ru) * | 2009-02-09 | 2010-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии (Росатом) | Способ извлечения урана из рудного сырья |
| RU2485193C1 (ru) * | 2012-03-20 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ извлечения урана из руд |
| RU2572910C2 (ru) * | 2013-12-03 | 2016-01-20 | Зао "Далур" | Способ выщелачивания урана из руд |
| RU2653400C2 (ru) * | 2016-08-04 | 2018-05-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" | Способ выщелачивания урана из пород с незначительным его содержанием |
| EA036364B1 (ru) * | 2018-10-03 | 2020-10-30 | Акционерное Общество "Национальная Атомная Компания "Казатомпром" | Способ подземного выщелачивания урана |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1569346A (en) * | 1977-12-08 | 1980-06-11 | British Petroleum Co | Removal of actinide metals from solution |
| US4397819A (en) * | 1980-12-31 | 1983-08-09 | Mobil Oil Corporation | Rejuvenation of the anion exchanger used for uranium recovery |
| US5322644A (en) * | 1992-01-03 | 1994-06-21 | Bradtec-Us, Inc. | Process for decontamination of radioactive materials |
| RU2172792C1 (ru) * | 2000-03-21 | 2001-08-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии | Способ извлечения урана из руд |
| RU2226564C1 (ru) * | 2002-07-22 | 2004-04-10 | АООТ "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" | Способ извлечения урана из руд |
| RU2234550C2 (ru) * | 2002-03-25 | 2004-08-20 | Открытое акционерное общество "Атомредметзолото" | Способ извлечения урана из руд |
-
2006
- 2006-08-14 RU RU2006129462/02A patent/RU2326177C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1569346A (en) * | 1977-12-08 | 1980-06-11 | British Petroleum Co | Removal of actinide metals from solution |
| US4397819A (en) * | 1980-12-31 | 1983-08-09 | Mobil Oil Corporation | Rejuvenation of the anion exchanger used for uranium recovery |
| US5322644A (en) * | 1992-01-03 | 1994-06-21 | Bradtec-Us, Inc. | Process for decontamination of radioactive materials |
| RU2172792C1 (ru) * | 2000-03-21 | 2001-08-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии | Способ извлечения урана из руд |
| RU2234550C2 (ru) * | 2002-03-25 | 2004-08-20 | Открытое акционерное общество "Атомредметзолото" | Способ извлечения урана из руд |
| RU2226564C1 (ru) * | 2002-07-22 | 2004-04-10 | АООТ "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" | Способ извлечения урана из руд |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2393255C1 (ru) * | 2009-02-09 | 2010-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии (Росатом) | Способ извлечения урана из рудного сырья |
| RU2391418C1 (ru) * | 2009-06-18 | 2010-06-10 | Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" | Способ извлечения металлов из руд и устройство для его осуществления |
| RU2485193C1 (ru) * | 2012-03-20 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ извлечения урана из руд |
| RU2572910C2 (ru) * | 2013-12-03 | 2016-01-20 | Зао "Далур" | Способ выщелачивания урана из руд |
| RU2653400C2 (ru) * | 2016-08-04 | 2018-05-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" | Способ выщелачивания урана из пород с незначительным его содержанием |
| EA036364B1 (ru) * | 2018-10-03 | 2020-10-30 | Акционерное Общество "Национальная Атомная Компания "Казатомпром" | Способ подземного выщелачивания урана |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006129462A (ru) | 2008-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103086548B (zh) | 一种含氰尾矿浆无害化综合处理方法 | |
| CN110304757A (zh) | 一种用于处理含砷废水的工艺 | |
| CN104789789B (zh) | 一种黄金冶炼过程中含氰矿渣的处理方法 | |
| CN108046557B (zh) | 促进含磷酸盐沉淀的污泥在室温条件下释磷与产气的方法 | |
| CN113955787B (zh) | 除去飞灰中二噁英的工艺 | |
| CN103964612A (zh) | 一种高cod、高含盐量、高重金属含量的中低浓度氨氮废水的脱氨处理方法 | |
| CN103304052A (zh) | 一种含有高浓度铜、铁离子的提金氰化废水处理方法 | |
| CN107162281A (zh) | 一种去除冶炼废水中重金属离子的处理方法和废水处理系统 | |
| RU2326177C1 (ru) | Способ извлечения урана из руд | |
| CN104438287A (zh) | 一种硫化砷废渣的资源化处理方法及其装置 | |
| CN111118307A (zh) | 一种利用工业废酸处理含砷废渣的方法 | |
| Zhang et al. | Removal of chloride from waste acid using Bi2O3: Thermodynamics and dechlorination behavior | |
| DE2636609A1 (de) | Verfahren zur fluessigphasenoxydation von organische substanzen enthaltenden abstroemen | |
| CN111097277A (zh) | 一种废硝酸的处理方法 | |
| Arguillarena et al. | Circular economy in hot-dip galvanizing with zinc and iron recovery from spent pickling acids | |
| CN104692561A (zh) | 一种含铊废水的深度处理方法 | |
| WO2013046398A1 (ja) | 窒素系有機化合物の酸化分解方法 | |
| CN111778405A (zh) | 一种从氧化锌烟尘浸出液沉锗后硫酸锌溶液中脱砷的方法 | |
| DE69706358T2 (de) | Verfahren zum Entfernen von Selen aus einer Selenionen enthaltenden Flüssigkeit | |
| CN109250801A (zh) | 一种苯酚废水的处理方法 | |
| CN115140768A (zh) | 铜冶炼硫酸净化污酸浸出提砷的方法 | |
| CN104342554A (zh) | 一种市政剩余污泥中铜的去除与回收方法 | |
| CN110745988A (zh) | 一种含砷污酸治理方法 | |
| KR900003608B1 (ko) | 도토리와 오배자를 이용한 우라늄 회수 방법 | |
| CN104876365A (zh) | 一种黄金行业高浓度含氰尾矿浆处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180815 |