Способ определения содержания влаги в химическом концентрате природного урана

(51) 01 5/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Техническим результатом изобретения является сокращение времени определения содержания влаги в ХКПУ и увеличение сходимости его результатов. Это достигается тем, что в известном способе определения содержания влаги в ХКПУ,включающем высушивание навески пробы до постоянной массы путем тепловой обработки при температуре 105-110 С и определение массовой доли влаги по уменьшению массы навески, согласно изобретению, тепловую обработку проводят,используя энергию открытого источника инфракрасного излучения с максимумом длины волны, находящимся в пределах 3,30-3,73 мк, при этом перед высушиванием слой химического концентрата природного урана формируют равномерно толщиной 10-20 мм, открытый источник инфракрасного излучения располагают над слоем параллельно его поверхности, а высушивание ведут, снижая содержание влаги до значений, отличающихся друг от друга в течение 3-5 минут на 0,01.(72) Медео Рустам Колыбекович Седышев Сергей Анатольевич Гузовский Константин Зигмундович Дуйсебаев Бауржан Оразович Жатканбаев Ерлан Ержанович Ахметов Мурат Абдрашитович,Товарищество с ограниченной ответственностью Горнорудная компания(56) СТ НАК 11-2007. Метод определения содержания влаги в урановом концентрате. Алматы. 2007(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВЛАГИ В ХИМИЧЕСКОМ КОНЦЕНТРАТЕ ПРИРОДНОГО УРАНА(57) Изобретение относится к способам определения влаги в химических концентратах,получаемых в гидрометаллургии и химической промышленности, и может быть использовано для определения содержания влаги в химическом концентрате природного урана (ХКПУ). 21874 Изобретение относится к способам определения влаги в химических концентратах, получаемых в гидрометаллургии и химической промышленности,и может быть использовано для определения содержания влаги в химическом концентрате природного урана (ХКПУ). Известен способ определения влаги в рудах и концентратах цветных металлов, в котором отбирают пробу не менее 0,5 кг, укладывают ее на предварительно высушенный до постоянной массы противень и взвешивают. Противень устанавливают в сушильный шкаф, нагретый до 105-110 С, где выдерживают в течение 2 часов для определения времени начального периода высушивания. Время начального периода высушивания для каждого типа руды или концентрата устанавливают экспериментально. По истечении времени начального периода высушивания противень с пробой вынимают из сушильного шкафа, взвешивают в горячем состоянии, разбивают образовавшиеся корки и комки и продолжают высушивание до постоянной массы с периодическим (через 1 час) взвешиванием. Массу считают постоянной, если разность результатов двух последующих взвешиваний не превышает 0,05 от массы анализируемой навески.(ГОСТ 13170-80. Руды и концентраты цветных металлов. Метод определения влаги.). Недостатком способа является длительность определения содержания влаги в концентрате,превышающая два часа. Известен также способ определения содержания влаги в урановом концентрате, согласно которому 10 г средней пробы ХКПУ помещают в предварительно высушенный до постоянной массы и взвешенный стаканчик. Стаканчик с навеской просушивают в сушильном шкафу в течение 2 часов при температуре 105-110 С и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе, заполненном обезвоженным хлористым кальцием. Охлажденный стаканчик взвешивают и доводят до постоянной массы. Массовую долю влаги вычисляют по формуле(1-)- 100/н, (1) где 1 - масса стаканчика с пробой до высушивания, г- масса стаканчика с пробой после высушивания, г н - масса навески пробы, г. Допускаемое расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать расхождения, равного 10 от среднего результата(СТ НАК 11-2007. Метод определения содержания влаги в урановом концентрате. Алматы. 2007 г.) Недостатком способа является его длительность и невысокая достоверность результатов определения влаги всей партии концентрата. Задачей изобретения является создание более достоверного и менее продолжительного по времени способа определения содержания влаги в химическом концентрате природного урана. Техническим результатом изобретения является сокращение времени определения содержания влаги в ХКПУ и увеличение сходимости его результатов. Это достигается тем, что в известном способе определения содержания влаги в ХКПУ, включающем высушивание навески пробы до постоянной массы путем тепловой обработки при температуре 105-110 С и определение массовой доли влаги по уменьшению массы навески, согласно изобретению, тепловую обработку проводят, используя энергию открытого источника инфракрасного излучения с максимумом длины волны, находящимся в пределах 3,30-3,73 мк,при этом перед высушиванием слой химического концентрата природного урана формируют равномерно толщиной 10-20 мм, открытый источник инфракрасного излучения располагают над слоем параллельно его поверхности, а высушивание ведут,снижая содержание влаги до значений, отличающихся друг от друга в течение 3-5 минут на 0,01 . Технический результат достигается за счет использования энергии открытого источника инфракрасного излучения. Применяемые ранее способы нагрева являются контактными и используют свойство теплопроводности тел. 2 Уранил-ион 2 , составляющий основную часть ХКПУ, образует с водой полиядерные комплексы переменного состава (2)(2-),чаще всего в виде трх образований (2)23,(2)222, (О 2)3(ОН)42. В зависимости от условий комплексообразования координационная сфера уранил-иона заполняется не только гидроксогруппами, но и соответствующими лигандами и нейтральными молекулами воды. Поэтому удаление связанной воды из ХКПУ возможно лишь с разрушением структуры комплексов, с разрывом ковалентных связей между уранил-ионом и гидроксильными группами. Для этого необходимо подвести к концентрату дополнительное количество энергии в виде тепла. Поглощение инфракрасных лучей сопровождается перераспределением энергии в комплексах ХКПУ. Набрав значительную кинетическую энергию, разрываются ковалентные связи между уранил-ионом и гидроксогруппами, комплексные соединения разрушаются с высвобождением молекул воды. Деструкция полиядерных комплексов под воздействием инфракрасного излучения происходит более интенсивно в сравнении с другими видами теплового воздействия, что сокращает время высушивания ХКПУ. На фигуре приведена схема термогравиметрического устройства. Способ осуществляется следующим образом. Отбирают квартованием пробу ХКПУ, взвешивают, укладывают ровным слоем в предварительно взвешенную тарелочку из термостойкого материала. Тарелочку помещают в термогравиметрическое устройство (фиг.). Термогравиметрическое устройство содержит открытый источник инфракрасного излучения 1,тарелочку 2 для пробы, установленную на штоке 3 из легкого металла с теплоизоляцией 4. Шток 3 устанавливают на электронных весах 5. Для устранения теплового воздействия на платформу электронных весов 5 укладывают несколько слоев 21874 фильтровальной бумаги, на платформу штока 3 под тарелочку 2 помещают лист асбеста, по периметру штока крепят минеральную вату. Теплоизоляция 4,расположенная по торцам штока и вдоль него,надежно защищает электронные весы 5 от нагрева. Под тарелочкой 2 установлен датчик температуры,соединенный с блоком автоматического регулирования 6, выход которого соединен с открытым источником инфракрасного излучения 1. Открытый источник инфракрасного излучения 1 установлен на расстоянии 100 мм от дна тарелочки 2 и расположен параллельно нагреваемой поверхности. В качестве открытого источника инфракрасного излучения служит открытая нагревательная спираль из нихромовой проволоки, закрепленная в круглом керамическом элементе бытовой электрической плитки. Мощность открытого источника инфракрасного излучения - 250 Вт. Температуру нагревательной спирали поддерживают в пределах 500600 С и определяют пирометром. При этом максимум длины волны инфракрасного излучения при 500 С составляет 3,73 мк, для 600 С - 3,30 мк. Высушивание ведут при 105-110 С, снижая содержание влаги до значений, отличающихся друг от друга в течение 3-5 минут на 0,01 . Массовую долю влаги вычисляют по формуле (1). Пример 1. Отбирали квартованием пробу ХКПУ из первой партии и делили е на две части. Затем взвешивали по 50 г ХКПУ из каждой части и укладывали ровным слоем в предварительно взвешенные тарелочки из термостойкого материала. Толщина слоя одинакова в обеих тарелочках и составляет 20 мм. Одну тарелочку помещали в термогравиметрическое устройство на шток 3. Высушивание проводили при температуре ХКПУ, равной 105-110 С. Потерю массы ХКПУ фиксировали каждые 10 секунд. Высушивание прекращали, когда последующее значение величины отличалось от предыдущего не более чем на 0,01 от всей массы ХКПУ в течение 3-5 минут. Для сравнения результатов вторую часть пробы высушивали аналогично. Данные по высушиванию под действием инфракрасного излучения приведены в табл.1. Содержание влаги в ХКПУ из других партий определено в примерах 2 и 3 (табл. 1) аналогично примеру 1. Снижение температуры ниже 500 С ведет к увеличению времени высушивания образца. Повышение температуры выше 600 С ведет к излишним затратам электроэнергии. Сравнение результатов определения влаги по прототипу и в предлагаемом способе приведены в табл. 2. Предлагаемый способ определения влаги в ХКПУ занимает не более 15 минут по сравнению с 2 часами в известном способе. Отпадает необходимость охлаждения продукта в эксикаторе. Сходимость результатов определения влаги увеличена в 20-37 раз. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет значительно сократить время и значительно увеличить достоверность результатов определения содержания влаги в ХКПУ. 21874 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ определения содержания влаги в химическом концентрате природного урана,включающий высушивание навески пробы до постоянной массы путм тепловой обработки при температуре 105-110 С и определение массовой доли влаги по уменьшению массы навески,отличающийся тем, что тепловую обработку проводят, используя энергию открытого источника инфракрасного излучения с максимумом длины волны, находящимся в пределах 3,30-3,73 мк, при этом перед высушиванием слой химического концентрата природного урана формируют равномерно толщиной 10-20 мм, открытый источник инфракрасного излучения располагают над слоем параллельного его поверхности, а высушивание ведут, снижая содержание влаги до значений, отличающихся друг от друга в течение 3-5 минут на 0,01 .