Способ извлечения рения из урансодержащих растворов

(51) 22 61/00 (2006.01) 01 47/00 (2006.01) 22 60/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ ИЗ УРАНСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности, к способам извлечения рения из урансодержащих растворов сорбцией. Способ включает сорбцию рения с последующей десорбцией водным раствором аммиака,отличающийся тем, что сорбцию проводят в две стадии, при этом на первой стадии сорбцию осуществляют с использованием слабоосновного анионита гелевой структуры, а на второй стадии из полученного десорбата при 1,0 - 7,0 сорбируют рений слабоосновным анионитом пористой структуры. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и упрощение технологического процесса.(72) Загородняя Алина Николаевна Абишева Зинеш Садыровна Бектурганов Нуралы Султанович Школьник Владимир Сергеевич Бочевская Елена Геннадьевна Шарипова Айнаш Сугурбековна Садыканова Салтанат Елемесовна Бекенов Артур Бауыржанович(73) Акционерное общество Центр наук о земле,металлургии и обогащения(56)2227170 1, 20.04.2004 Загородняя А.Н. Физико-химические основы и разработка сорбционной и экстракционной технологий извлечения рения из сложных по составу растворов от переработки свинцового и уранового сырья Автореф.дисдокт. тех.наук.1994. с.3752009101887 , 27.07.20102294391 1, 27.02.2007 Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности, к способам извлечения рения из урансодержащих растворов сорбцией. Известен способ извлечения рения из урансодержащих растворов подземного выщелачивания руд с получением перрената аммония, включающий операции сорбция рения на высокоосновном анионите АМП, десорбция рения кислым раствором нитрата аммония, нейтрализация десорбатов аммиачным раствором до рН 1,экстракция рения раствором триалкиламина (ТАА) в керосине из нейтрализованных растворов,реэкстракция рения из органической фазы аммиачным раствором, нейтрализация реэкстракта раствором серной кислоты до 1, экстракция рения из нейтрализованных растворов тем же экстрагентом,твердофазная реэкстракция аммиачным раствором с получением чернового перрената аммония. Товарный перренат аммония из черновой соли получают методом электродиализа(Загородняя А.Н., Абишева З.С., Пономарева Е.И.,Боброва В.В. Комбинированная сорбционноэкстракционно-электродиализная технология получения перрената аммония из урансодержащих растворов //Цветные металлы. 2010, 8, с.59 - 62). Известен способ извлечения рения из урансодержащих растворов, полученных после сорбции урана, предусматривающий сорбцию рения анионитом КЭП-200, десорбцию и последующую 2-х стадийную экстракцию рения из десорбатов(ОртиковИ. С., Небера В. П. Извлечение рения из растворов выщелачивания урана в Кызылкумской провинции //Цветные металлы. 2010, 3, с. 72-75). Недостатком известных способов является использование в технологии процессов экстракции и твердофазной реэкстракции, проведение процесса экстракции в две стадии, что усложняет процесс и увеличивает расход дорогостоящих экстрагентов. Кроме того,используемые органические экстрагенты - пожаро- и взрывоопасны, что негативно влияет на экологическую обстановку. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ извлечения рения из растворов подземного выщелачивания урана (Волков В.П., Никитин Н.В.,Михайленко М.А., Михин О.А., Першин М.Е. Промышленный опыт извлечения рения из урансодержащих растворов с получением чистых солей перрената аммония //В сб. докл.межд. науч.-прак. конф. Актуальные проблемы урановой промышленности. Алматы,2008,с.353). Технологическая схема включает следующие операции сорбция на анионите КЭП-200, десорбция рения из анионита аммиачным раствором,нейтрализация аммиачных десорбатов серной кислотой до 1,0-1,5, экстракция рения из нейтрализованных растворов смесью ТАА и трибутилфосфата (ТБФ), твердофазная реэкстракция аммиачным раствором с получением чернового перрената аммония. Основным недостатком способа является использование в технологической схеме, как и в 2 вышеприведенных аналогах, процессов экстракция твердофазная реэкстракция, которые усложняют технологию извлечения рения и сопровождаются потерями дорогостоящих экстрагентов за счет их растворимости и механического уноса. Черновой перренат аммония на стадии твердофазной реэкстракции выводится из технологического процесса в виде пульпы, содержащей соль перрената аммония, экстрагент и маточный раствор. Получение товарной соли перрената аммония из пульпы - трудо- и энергозатратный процесс. Помимо указанных недостатков, происходит потеря рения за счет его экстракции экстрагентом,присутствующим в пульпе, при е растворении в горячей воде. При высокой температуре испаряются составляющие экстрагента (высшие спирты и керосин), что приводит к их потере и ухудшению экологической обстановки на рабочем месте. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности и упрощение процесса. Указанный результат достигается в способе извлечения рения из урансодержащих растворов,включающем сорбцию рения с последующей его десорбцией водным раствором аммиака, в котором,согласно изобретению, сорбцию проводят в две стадии, при этом на первой стадии сорбцию осуществляют с использованием слабоосновного анионита гелевой структуры, а на второй стадии из полученного десорбата при 1,0 - 7,0 сорбируют рений слабоосновным анионитом пористой структуры. В заявляемом способе извлечения рения сорбцию рения из урансодержащих растворов проводят на анионите гелевой структуры, а из ренийсодержащих десорбатов - на анионите пористой структуры при 1,0-7,0. Десорбцию проводят водным раствором аммиака. Использование анионитов гелевой структуры способствует селективности извлечения рения из урансодержащих растворов подземного выщелачивания,пористой структуры к сокращению продолжительности технологического процесса, повышению емкости ионита по рению и уменьшению расхода десорбента,что соответственно приводит к получению растворов с высокой концентрацией рения, пригодных для получения перрената аммония методами выпаривания и электродиализа. Таким образом, замена в предлагаемом способе процесса экстракции с последующей твердофазной реэкстракцией на сорбцию позволяет упростить технологический процесс, исключить использование органических реагентов и недостатки, связанные с их применением высокая стоимость экстрагентов,их потери,потери рения и ухудшение экологической обстановки. Пример осуществления способа. Опыты проводили в стеклянных термостатированных колонках в динамических условиях. В 3 колонки загрузили по 10 мл слабоосновного анионита гелевой структуры (АН 2114, АН-2116, АН-2120). Состав производственного раствора,поступающего настадию сорбции, мг/л 0,5 ,1,0. Скорость пропускания 8 уд. об/ч. Насыщение анионитов вели до практически полного проскока рения в фильтрат (97,0 - 98,0). Результаты опытов представлены в таблице. После насыщения аниониты промыли при комнатной температуре 10-ю уд. об. воды со скоростью 4 уд. об/ч до отрицательной реакции на рений. Десорбцию рения проводили при температуре 40 С водным раствором аммиака с концентрацией 2 моль/л, который пропускали со скоростью 1 уд. об/ч. Практически полностью рений из анионита десорбируется 30 уд. об. десорбента. Аммиачные десорбатыстадии сорбции от каждой из 3-х колонок объединили. Средняя концентрация рения в растворе - 60 мг/л, уран не обнаружен. Передстадией сорбции рения аммиачные десорбаты нагревали для удаления аммиака или нейтрализовали до нейтральной или слабокислой среды ( 1,0-7,0). Затем рений сорбировали на слабоосновном анионите пористой структуры АН-218 П. Опыты проводили в стеклянной термостатированной ионообменной колонке в динамических условиях. В колонку загрузили 10 мл анионита. Растворы пропускали со скоростью 4 уд.об/ч при комнатной температуре до практически полного проскока рения в фильтрат (97,0-98,0 ). Содержание рения в смоле 85 кг/т (табл.). Таблица Результаты опытов по сорбции рения на слабоосновных анионитах гелевой и пористой структуры Показатели АН-2114 Количество пропущенного раствора до практически полного проскока металлов в фильтрат, уд.об. Содержание металлов в анионите, кг/т сухого ионита После насыщения смолу промыли водой и в динамических условиях провели десорбцию водным раствором аммиака с концентрацией 3 моль/л и скоростью 1 уд. об/ч при температуре 40 С. Рений десорбируется 5-ю уд. об. аммиака на 95, средняя концентрация рения в десорбате - 4 г/л. Из растворов с такой концентрацией рения сочетанием операций выпаривания и охлаждения можно получать черновой перренат аммония. Из анионитов гелевой структуры, после десорбции рения и промывки их водой,десорбировали уран 5 уд. об. раствора серной кислоты 100 г/л. Средняя концентрация урана в десорбате - 2 мг/дм 3, который можно направлять в голову процесса на подземное выщелачивание урановых руд. Приведенные результаты показывают эффективность предлагаемого способа извлечения рения из урансодержащих растворов сорбционным методом,обеспечивающего упрощение технологического процесса за счет исключения операций экстракции, твердофазной реэкстракции,растворения пульпы,негативного влияния органических реагентов на окружающую среду и снижение себестоимости перрената аммония. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ извлечения рения из урансодержащих растворов, включающий сорбцию рения с последующей десорбцией водным раствором аммиака, отличающийся тем, что сорбцию проводят в две стадии, при этом на первой стадии сорбцию осуществляют с использованием слабоосновного анионита гелевой структуры, а на второй стадии из полученного десорбата при рН 1,07,0 сорбируют рений слабоосновным анионитом пористой структуры.