Способ селективного извлечения урана из руд

(51) 22 60/02 (2006.01) 22 3/06 (2006.01) 22 60/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ выщелачивания его из руд методами кучного (КВ) и подземного (ПВ) выщелачивания. Предложен способ селективного извлечения урана из руд методом подземного выщелачивания, включающий приготовление выщелачивающих растворов,содержащих серную кислоту и нитрат-ионы,фильтрацию их через руду с переводом шестивалентного урана, двухвалентного железа и других переходных -металлов в продукционные растворы с обеспечением окислительновосстановительного потенциала раствора, равного 500-600 мВ. В качестве окислителя предлагается использовать катализаторный комплекс,содержащий раствор солей - и - металлов переменной валентности.(72) Бейсембетов Искандер Калыбекович Айбасов Еркин Жакенович Кенжалиев Багдаулет Кенжалиевич Байгужин Адиль Алибаевич Беркинбаева Айнур Нуркалиевна(73) Акционерное общество КазахстанскоБританский технический университет(54) СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА ИЗ РУД(57) Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки руд и может быть использовано, в частности, в гидрометаллургии урана для селективного Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки руд и может быть использовано, в частности, в гидрометаллургии урана для селективного выщелачивания его из руд методами кучного (КВ) и подземного выщелачивания (ИВ). Известен способ выщелачивания урана из руд методами КВ и ПВ с применением серной кислоты,сущность которого сводится к просачиванию разбавленных растворов кислоты через слой рудной массы, уложенной в кучи, либо непосредственно через рудоносный пласт (Л.И. Лунев. Шахтные системы разработки месторождений урана подземным выщелачиванием. М., 1982 г., с.8, 13,17). Для пассивации оборудования в раствор вводится азотная кислота. Недостатком такого способа является малая интенсивность процесса и большая его продолжительность. Наиболее близким по достигаемому результату и техническому решению является способ сернокислотного 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 КВ или ПВ достигается путем использования циркулирующих растворов, в которых ионыокисляются до, а последние уже выполняют роль непосредственного окислителя уранав уран . Окисление 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 С 1 от 21.03.00, опубл. бюл. 24,27.08.01). Главным недостатком этого способа является сложность в практической реализации и точности поддержания заданных технологических параметров. Целью предлагаемого изобретения является увеличение интенсификации процесса, повышение его экологичности без усложнения действующих технологий. Указанная цель достигается использованием при выщелачивании в качестве окислителя катализаторный комплекс, содержащий раствор солей - и - металлов переменной валентности. Суть предлагаемого способа заключается в том,что выщелачивание ведут растворами,содержащими серную кислоту, нитрат-ионы и комплексного раствора солей - и - металлов в качестве окислителя путем фильтрации их через 2-металлов в продукционные растворы, извлекают из них уран с получением маточных растворов и рециркулируют эти растворы на выщелачивание руды. Использование предлагаемого окислителя позволяет обеспечить окислительновосстановительный потенциал выщелачивающего раствора в пределах 500-600 мВ, что в свою очередь обеспечивает стабильное окисление уранав уран . Окислительный катализаторный комплекс содержит раствор солей - и - металлов переменной валентности , где М - , Со, , ,С, ,- 3-, 2-, С-, - - и галогенидов щелочных металлов , где М, , , а-, -, при следующем соотношении компонентов, масс. 0,1 - 12,5 МОН 0,1-20,0 растворитель остальное. Соли уранапри взаимодействии с раствором катализатора окисляются до 6 по суммарной химической реакции(1) 4 КТх 6 Реакция регенерации отработанного катализатора кислородом воздуха описывается следующей реакцией 2 КТх(2) Окисление урана протекает по сложному многоступенчатому механизму. Температура проведения каталитического окисления 25-30 С, т.к. основные технологические процессы проходят в этом температурном режиме. Основными технологическими параметрами исследуемого процесса при заданном режиме выщелачивания являются окислительновосстановительный потенциал (ОВП) и значения водородного показателя , от которых зависит эффективность процесса окисления урана и расход серной кислоты, которая отрицательно влияет на окружающую экологию. Заявляемый способ извлечения урана был опробован на урановых рудниках Уванас,Аппак и Ак Дала. На урановом руднике Аппак были проведены лабораторные испытания катализаторного комплекса при выщелачивании песчанных и глинистых кернов. Для этого готовили 1-ный водный раствор катализаторного комплекса и добавляли его в выщелачивающий раствор из расчета 10 мл катализаторного раствора на 1000 мл сернокислого раствора. При обработке песчаного керна (4-4-4 В) серной кислотой в количестве 25 г/л с продувкой кислородом в раствор переходит 50 г/л урана. При использовании в качестве окислителя катализаторного комплекса в раствор переходит 164,1 г/л урана. При обработке глинистого керна (1-2-3 Н) 25 г/л серной кислотой в раствор переходит 62,8 г/л урана,а при использовании катализатора - 94,9 г/л. Оптимальное количество катализаторного комплекса, необходимого для интенсификации процесса выщелачивание урана определяли по величине окислительного потенциала при выщелачивании руды месторождения Уванас. Параллельно определяли кислотность выщелачивающего раствора. Результаты измерений приведены в таблицах 1-3. Таблица 1 Изменение окислительно-восстановительного потенциала 46 ивыщелачивающего раствора в зависимости от количества катализаторного комплекса Как видно из результатов испытания (таблица 1),в водных растворах катализатор увеличивает ОВП с 0,440 до 0,511 В и уменьшаетс 2,16 до 1,07, что позволяет снизить расход серной кислоты. Аналогичные исследования проводились урановом руднике Ак Дала (таблица 2). Таблица 2 Изменение окислительно-восстановительного потенциала 46 ивыщелачивающего раствора в зависимости от количества катализаторного комплекса Как видно из таблицы 2, увеличение окислительно-восстановительного потенциала на 50- 100 мВ и уменьшениедо 1,8-1,5 (увеличение кислотности) происходит при добавлении к выщелачивающему раствору 4-7 мл/л 1,0-го раствора катализаторного комплекса. Это позволяет увеличить выход урана из продуктивного раствора и снизить расход серной кислоты. Таким образом, кислотное выщелачивание с применением катализаторного комплекса позволяет увеличить выход урана в зависимости от состава и свойств руды на 65-300, позволяя при этом снизить расход серной кислоты. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ селективного извлечения урана из руд методом подземного выщелачивания, включающий приготовление выщелачивающих растворов,содержащих серную кислоту, нитрат-ионы и окислитель, фильтрацию их через руду с получением маточных растворов и рециркуляцию этих растворов на выщелачивание руды,отличающийся тем, что в качестве окислителя используют катализаторный комплекс, содержащий раствор солей - и - металлов переменной валентности , где М - , Со, , ,С, ,- 3-, -, -,- и галогенидов щелочных 3 металлов , где М, , , аС - , -, - при следующем соотношении компонентов, масс.