Способ получения закиси-окиси урана (варианты)

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ бикарбонатными растворами с выделением кристаллов аммоний уранилтрикарбоната,отделение кристаллов, промывку, фильтрацию и прокаливание с получением закиси-окиси урана. Отличием предлагаемого способа является то, что используют экстракционную смесь,которая дополнительно содержит трибутилфосфат в концентрации 0,06-0,27 моль/л, а в качестве углеводородного растворителя используют дизельное топливо или керосин. Технический результат достигается также тем,что в способе получения закиси-окиси урана,включающем дробление и измельчение руды,выщелачивание, сорбцию урана из пульпы,десорбцию, экстракцию урана из десорбатов с использованием экстракционной смеси, содержащей ди-(два)-этилгексилфосфорную кислоту в концентрации 0,200,27 моль/л в углеводородном растворителе,твердофазную реэкстракцию карбонатно-бикарбонатными растворами с выделением кристаллов аммоний уранилтрикарбоната,отделение кристаллов,промывку,фильтрацию и прокаливание с получением закиси-окиси урана,согласно изобретению, используют экстракционную смесь,которая дополнительно содержит триоктиламин в концентрации 0,120,19 моль/л и трибутилфосфат в концентрации 0,06-0,27 моль/л, а в качестве углеводородного растворителя используют дизельное топливо или керосин. 2 н. п. ф-лы, 4 з.п. ф-лы, 1 ил.(72) Пирматов Эшмурат Азимович Дуленин Алексей Петрович Кузнецов Анатолий Егорович Мырзакулова Халимат Даукеновна Петрович Владимир Николаевич Русаков Олег Игоревич Разуваева Татьяна Валерьевна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Степногорский горнохимический комбинат(56) Предварительный патент РК 19166, 01 43/00, 01 43/01, 2008(57) Изобретение относится к гидрометаллургии металлов и может быть использовано на предприятиях по переработке урановых руд для извлечения урана из продуктивных растворов подземного,кучного и автоклавного выщелачивания. Техническим результатом является снижение потерь экстрагента -ди-(два)-этилгексилфосфорной кислоты с ростом числа циклов экстракцииреэкстракции урана и уменьшение объема третьей фазы. Способе получения закиси-окиси урана включает дробление и измельчение руды, выщелачивание,сорбцию урана из пульпы, десорбцию, экстракцию урана из десорбатов с использованием экстракционной смеси, содержащей ди-(два)этилгексилфосфорную кислоту в концентрации 0,200,27 моль/л и триалкиламин в концентрации 0,120,19 моль/л в углеводородном растворителе,твердофазную реэкстракцию карбонатно 22658 Изобретение относится к гидрометаллургии металлов и может быть использовано на предприятиях по переработке урановых руд для извлечения урана из продуктивных растворов подземного,кучного и автоклавного выщелачивания. Описан способ извлечения урана из руд (Патент Российской Федерации 2205885, МПК С 22 В 60/02, публ. 10.08.2002 г). Он включает дробление,измельчение руды, выщелачивание, сорбцию урана из пульпы, десорбцию, экстракцию урана из десорбатов с применением экстракционной смеси,содержащей ди-(два)-этилгексилфосфорную кислоту (Ди 2 ЭГФК) в концентрации 0,15 моль/л,триалкиламин (ТАА) в концентрации 0,05 моль/л и трибутилфосфат (ТБФ) в концентрации 0,06 моль/л,реэкстракцию с выделением кристаллов аммонийуранилтрикарбоната (АУТК), обработку кристаллов АУТК карбонатно-аммиачными или карбонатно-бикарбонатными растворами, фильтрование, растворение в воде при температуре 70-90 С,фильтрование и осаждение из полученных растворов углеаммонийными солями при температуре 20-40 С вторичных кристаллов АУТК,их фильтрование и прокаливание с получением закиси-окиси урана. Недостатком известного способа является его сложность, т.к. для снижения в закиси - окиси урана примесей применяется операция вторичного осаждения кристаллов АУТК. Известен способ получения закиси-окиси урана,выбранный в качестве наиболее близкого аналога(Предварительный патент Республики Казахстан 19166, МПК 01 43/00, публ. 14.03.2008). Он включает дробление и измельчение руды,выщелачивание, сорбцию урана из пульпы,десорбцию, экстракцию урана из десорбатов с применением в качестве экстрагента смеси,содержащей ди-(два)-этилгексилфосфорную кислоту (Ди 2 ЭГФК) в концентрации 0,2-0,27 моль/л и триалкиламин (ТАА) в концентрации 0,12-0,19 моль/л в углеводородном растворителе - керосине,твердофазную реэкстракцию карбонатнобикарбонатными растворами с выделением кристаллов аммонийуранилтрикарбоната, отделение кристаллов, промывку, фильтрацию и прокаливание с получением закиси-окиси урана. Способ позволяет повысить чистоту получаемой закиси-окиси урана и повысить содержание урана в готовом продукте, но имеет такие недостатки, как увеличение потерь экстрагента ди-(два)этилгексилфосфорной кислоты с ростом числа циклов экстракции-реэкстракции урана и склонность к образованию большого объема третьей фазы. В основу изобретения положена задача создания способа получения закиси-окиси урана,позволяющего снизить потери экстрагента - ди(два)-этилгексилфосфорной кислоты с ростом числа циклов экстракции-реэкстракции урана и уменьшить объем третьей фазы при получении при этом закиси-окиси урана, имеющей качество,соответствующее стандартам. 2 Техническим результатом является снижение потерь экстрагента -ди-(два)-этилгексилфосфорной кислоты с ростом числа циклов экстракцииреэкстракции урана и уменьшение объема третьей фазы. Для достижения указанного технического результата в способе получения закиси-окиси урана,включающем дробление и измельчение руды,выщелачивание, сорбцию урана из пульпы,десорбцию, экстракцию урана из десорбатов с использованием экстракционной смеси, содержащей ди-(два)-этилгексилфосфорную кислоту в концентрации 0,20,27 моль/л и триалкиламин в концентрации 0,120,19 моль/л в углеводородном растворителе,твердофазную реэкстракцию карбонатно-бикарбонатными растворами с выделением кристаллов аммонийуранилтрикарбоната,отделение кристаллов,промывку, фильтрацию и прокаливание с получением закиси-окиси урана, в соответствии с изобретением, используют экстракционную смесь,которая дополнительно содержит трибутилфосфат в концентрации 0,06-0,27 моль/л, а в качестве углеводородного растворителя используют дизельное топливо или керосин. В предпочтительных вариантах осуществления используют экстракционную смесь, содержащую ди-(два)-этилгексилфосфорную кислоту в концентрации 0,24 моль/л, триалкиламин в концентрации 0,16 моль/л и трибутилфосфат в концентрации 0,06 моль/л или в концентрации 0,12 моль/л в дизельном топливе или керосине. Технический результат достигается также тем,что в способе получения закиси-окиси урана,включающем дробление и измельчение руды,выщелачивание, сорбцию урана из пульпы,десорбцию, экстракцию урана из десорбатов с использованием экстракционной смеси, содержащей ди-(два)-этилгексил фосфорную кислоту в концентрации 0,200,27 моль/л в углеводородном растворителе,твердофазную реэкстракцию карбонатно-бикарбонатными растворами с выделением кристаллов аммонийуранилтрикарбоната,отделение кристаллов,промывку, фильтрацию и прокаливание с получением закиси-окиси урана,согласно изобретению, используют экстракционную смесь,которая дополнительно содержит триоктиламин в концентрации 0,120,19 моль/л и трибутилфосфат в концентрации 0,06-0,27 моль/л, а в качестве углеводородного растворителя используют дизельное топливо или керосин. Предпочтительно используют экстракционную смесь, содержащую ди-(два)-этилгексилфосфорную кислоту в концентрации 0,24 моль/л, триоктиламин в концентрации 0,16 моль/л и трибутилфосфат в концентрации 0,06 моль/л или в концентрации 0,12 моль/л в дизельном топливе или керосине. На фиг. 1 представлена технологическая схема получения закиси-окиси урана. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Урансодержащая руда проходит все стадии дробления и измельчение (крупное, среднее, 22658 мелкое). Выщелачивание ведут в вертикальных автоклавах кальцинированной содой при повышенном давлении и температуре. Выщелоченная пульпа подается на сорбцию урана из пульпы. Десорбцию ведут содово-хлоридными растворами. Полученный урановый ренегат поступает на подкисление в каскад реакторов. Подкисление проводится в два этапа. Далее кислый урансодержащий раствор поступает на осаждение диураната натрия. Осаждение проводят аммиаком или каустической содой . Урановый десорбат подается на экстракционный аффинаж (фиг. 1). Аффинаж производится экстракционной смесью содержащей ди-(два)этилгексилфосфорную кислоту (Ди 2 ЭГФК) в концентрации 0,200,27, триалкиламин (ТАА) в концентрации 0,120,19 моль/л или триоктиламин(УВР) - дизельном топливе или в керосине. Приготовление экстракционной смеси осуществляют смешением в вышеуказанных молярных соотношениях исходных компонентов смеси Ди 2 ЭГФК, ТАА или ТОА и ТБФ - и разбавлением в дизельном топливе или керосине. Затем экстракционную смесь отмывают от примесей, содержащихся в экстрагентах (от моноэтилгексилфосфорной кислоты, первичных и вторичных аминов) с помощью раствора карбоната аммония - (4)23 с концентрацией 70 г/дм 3(5 раз) и серной кислоты (24) с концентрацией 40 г/дм 3 (5 раз). Экстракционная переработка продуктивных растворов осуществляется в двух последовательных 3-х ступенчатых экстракторах типа смесительотстойник. Смешение фаз в смесителе проводится с помощью перемешивающего устройства,отстаивание в отстойнике происходит под действием разности удельных весов фаз. Продуктивный раствор подают из баканакопителя насосами в экстрактор,где последовательно в противотоке органической фазе проходят все ступени разделения. Пройдя шесть камер в противотоке с органической фазой,обедннный по основному компоненту водный раствор (маточный раствор) самотеком поступает в бак, и далее перерабатывается по технологической схеме. Подача исходной (бедной) органической фазы в экстрактор осуществляется самотеком в заданном режиме через щелевой расходомер из напорного бака. Пройдя все шесть камер в противотоке с исходным водным раствором,органическая фаза насыщается основным компонентом. Насыщенная органическая фаза, выходящая из экстрактора, промывается технической водой в экстракторе от избыточной кислотности. Отмытая от кислых растворов органическая насыщенная фаза из экстрактора, пройдя двухфазный конусотстойник,направляется на твердофазную реэкстракцию на каскад реакторов. Твердофазная реэкстракция осуществляется раствором карбоната аммония. Реэкстракция урана проводится оборотным раствором углеаммонийных солей при соотношении фаз г.вод. 1,01,5. Для доукрепления оборотного раствора используется высаливающий раствор. Высаливающий раствор готовится в реакторе путем дозировки сухого бикарбоната аммония в предварительно нагретый до 40-45 С оборотный раствор, который поступает из емкости. Суммарная концентрация карбоната и бикарбоната аммония в готовом растворе должна быть 200 г/л. Полученный раствор фильтруется на рамном фильтре-прессе и через сборник насосом подается на твердофазную реэкстракцию урана в реактор. После реэкстракции пульпа, содержащая кристаллы аммоний уранилтрикарбоната ( АУТК),насосом подается в трехфазный отстойник, где происходит е разделение на три фазы органическую, водную и твердую (кристаллы). Органическая фаза аэролифтом подается в двухфазный конус отстойник и далее в напорную емкость с дальнейшим поступлением на экстракцию. Водная фаза из трехфазного отстойника через гидрозатвор поступает в реактор и вновь используется на операции трехфазной реэкстракции урана. Осадок АУТК сложного состава промывают технической водой, сушат и прокаливают в барабанных, обжиговых печах с получением закисиокиси урана. В таблице 1 приведены результаты по потерям ди-(два)-этилгексилфосфорной кислоты и объему образования эмульсии в циклах экстракцииреэкстракции урана по истечении 15 циклов в соответствии с примерами осуществления способа с указанным составом экстракционной смеси. Таблица 1 Концентрация компонентов экстракционной смеси в дизельном топливе, моль/л Ди 2 ЭГФК ТАА ТБФ 0,20 0,12 0,12 0,24 0,16 0,06 0,24 0,16 0,12 0,25 0,16 0,25 0,27 0,19 0,25 Ди 2 ЭГФК ТОА ТБФ 0,20 0,12 0,12 Данные, представленные в Таблице 1,показывают, что в примерах осуществления предлагаемого способа с использованием экстракционных смесей, содержащих экстрагент ТБФ, потери экстрагента Ди 2 ЭГФК низкие или отсутствуют. Объем образованной третьей фазы во всех примерах по предлагаемому способу незначительный, не превышает 0,1, поэтому захват органической фазы с третьей фазой также незначительный. Таким образом,из вышеописанного следует, что максимальные потери экстрагента Ди 2 ЭГФК происходят при осуществлении известного способа с использованием экстракционной смеси Ди 2 ЭГФКТАА, не содержащей ТБФ, который сдерживает ди-2-этилгексилфосфорную кислоту. В таблице 2 приведены результаты химического анализа на содержание примесей в закиси-окиси урана, полученного по известному (наиболее близкий аналог) и предлагаемому способам в сравнении со стандартом. Таблица 2 Норма по ТУ 7000 РК 38229886 Массовая доля 80,0 урана в закиси-окиси не менее Массовые доли примесей, вк урану Железо 0,01 0,004 Ванадия 0,10,004 Молибдена 0,0010,001 Циркония 0,01 0,005 Кремния 0,50 0,003 Кальция 0,05 0,019 Магния 0,02 0,001 Мышьяка 0,010,005 Фосфора 0,10 0,001 Серы 1,0 0,005 Титан 0,01 0,003 Бор 0,0050,001 Галогены 0,01 0,005 Фториды 0,010,005 Торий 0,01 0,00 Карбонаты 0,2 0,001 Редкоземельные 0,05 0,01 элементы Тяжлые металлы 0,5 0,01 Массовая доля 0,1 0,53 остатка нерастворимого в азотной кислоте Органика 0,1 0,05 Крупность-6 мм Насыпной вес 2,0 г/см 3 2,0 г/см 3 Влага 2,0 2,0 Потеря массы при 4,0 4,0 прокаливании 22658 Представленные табличные данные показывают,что содержание примесей и содержание урана в закиси-окиси урана, полученной по предлагаемому способу почти практически такое же, как в закисиокиси, полученной известным способом. Близкие показатели по содержанию примесей и урана дают основание полагать, что при осуществлении способа с использованием экстракционной смеси с Ди 2 ЭГФК - 0,200,27 моль/л, ТАА или ТОА 0,120,19 моль/л, ТБФ 0,06-0,27 моль/л в дизельном топливе или в керосине можно получать закисьокись урана,имеющую соответствующее стандартам качество ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения закиси-окиси урана,включающий дробление и измельчение руды,выщелачивание, сорбцию урана из пульпы,десорбцию, экстракцию урана из десорбатов с использованием экстракционной смеси, содержащей ди-(два)-этилгексилфосфорную кислоту в концентрации 0,200,27 моль/л и триалкиламин в концентрации 0,12019 моль/л в углеводородном растворителе,твердофазную реэкстракцию карбонатно-бикарбонатными растворами с выделением кристаллов аммоний уранилтрикарбоната,отделение кристаллов,промывку, фильтрацию и прокаливание с получением закиси-окиси урана, отличающийся тем, что используют экстракционную смесь, которая дополнительно содержит трибутилфосфат в концентрации 0,06-0,27 моль/л, а в качестве углеводородного растворителя используют дизельное топливо или керосин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что испльзуют экстракционную смесь,которая содержит ди-(два)- этилгексилфосфорную кислоту в концентрации 0,24 моль/л, триалкиламин в концентрации 0,16 моль/л и трибутилфосфат в концентрации 0,06 моль/л в дизельном топливе и или керосине. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что использует экстракционную смесь,которая содержит ди-(два)-этилгексилфосфорную кислоту в концентрации 0,24 моль/л, триалкиламин в концентрации 0,16 моль/л и трибутилфосфат в концентрации 0,12 моль/л в дизельном топливе или керосине. 4. Способ получения закиси-окиси урана,включающий дробление и измельчение руды,выщелачивание, сорбцию урана из пульпы,десорбцию, экстракцию урана из десорбатов с использованием экстракционной смеси, содержащей ди-(два)-этилгексилфосфорную кислоту в концентрации 0,200,27 моль/л в углеводородном растворителе,твердофазную реэкстракцию карбонатно-бикарбонатными растворами с выделением кристаллов аммоний уранилтрикарбоната,отделение кристаллов, промывку, фильтрацию и прокаливание с получением закиси-окиси урана,отличающийся тем,что используют экстракционную смесь, которая дополнительно содержит триоктиламин в концентрации 0,12 0,19 моль/л и трибутилфосфат в концентрации 0,06-0,27 моль/л, а в качестве углеводородного сырья используют дизельное топливо или керосин. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют экстракционную смесь,которая содержит ди-(два)-этилгексилфосфорную кислоту в концентрации 0,24 моль/л, триоктиламин в концентрации 0,16 моль/л и трибутилфосфат в концентрации 0,06 моль/л в дизельном топливе или керосине. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют экстракционную смесь,которая содержит ди-(два)-этилгексилфосфорную кислоту в концентрации 0,24 моль/л, триоктиламин в концентрации 0,16 моль/л и трибутилфосфат в концентрации 0,12 моль/л в дизельном топливе или керосине.