×
20.06.2013
216.012.4c9b

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА ИЗ РУД

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано для извлечения урана из руд. Способ включает выщелачивание урана и железа раствором серной кислоты с использованием в качестве окислителя трехвалентного железа, содержащегося в руде. После выщелачивания ведут извлечение урана из раствора с получением маточного раствора, содержащего двухвалентное железо. Затем проводят подкисление маточного раствора серной кислотой и регенерацию трехвалентного железа окислением двухвалентного железа с получением оборотного раствора и рециркуляцию этого раствора на выщелачивание урана. Регенерацию трехвалентного железа ведут воздействием на маточный раствор высоковольтными импульсными электроразрядами при амплитуде импульсов высокого напряжения не менее 10 кВ и при частоте следования импульсов в интервале 400÷1400 имп./с. Причем перед воздействием на маточный раствор высоковольтными импульсными электроразрядами его подвергают диспергированию. Техническим результатом является снижение энергозатрат и капитальных затрат. 1 ил., 2 табл., 1 пр.
Основные результаты: 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 маточного раствора, содержащего двухвалентное железо, подкисление маточного раствора серной кислотой, регенерацию трехвалентного железа окислением двухвалентного железа в маточном растворе с получением оборотного раствора и рециркуляцию этого раствора на выщелачивание урана, отличающийся тем, что регенерацию трехвалентного железа ведут воздействием на маточный раствор высоковольтными импульсными электроразрядами при амплитуде импульсов высокого напряжения не менее 10 кВ и при частоте следования импульсов в интервале 400÷1400 имп./с, причем перед воздействием на маточный раствор высоковольтными импульсными электроразрядами его подвергают диспергированию.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано для кислотного перколяционного выщелачивания урана из рудного сырья для регенерации кислых растворов агитационного выщелачивания урана.

Известен способ извлечения урана из рудного сырья [патент на изобретение RU №2393255, МПК С22В 60/02, С22В 3/08 (01.2006), опубл. 27.06.2010. Бюл. №18], включающий дробление, мокрое измельчение исходного сырья с получением пульпы, сернокислотное выщелачивание с получением пульпы, причем в качестве исходного сырья используют руду, содержащую браннерит, после мокрого измельчения проводят сгущение пульпы, а после сернокислотного выщелачивания проводят сепарацию пульпы, верхний слив после сепарации направляют на противоточную сорбцию урана, а нижний слив, содержащий браннеритовую фракцию, подкисляют серной кислотой до 40-80 г/л с получением кислой пульпы и облучают ее потоком ускоренных электронов с мощностью поглощенной дозы 1,5-1,6 кГр/с в течение 4-8 мин с последующим выщелачиванием урана и сгущением полученной пульпы с образованием верхнего слива, который подают на выщелачивание исходного сырья, и нижнего слива, который направляют в отвал. При этом облучению подвергают браннеритовую фракцию в виде кислой пульпы с Т:Ж<1:4, а облученную пульпу выщелачивают при перемешивании и температуре 60-70°С в течение 2-3 ч.

К основным недостаткам этого способа относятся высокая стоимость ускорителя электронов, обеспечивающего необходимую мощность поглощенной дозы, а также необходимость обеспечения защиты от излучения, что требует дополнительных затрат. Кроме того, способ предназначен конкретно для вскрытия упорного (трудновскрываемого) браннеритового рудного сырья, при котором предусмотрено облучение суспензии твердых частиц полезного ископаемого в жидкой среде (пульпы). В предложенном же способе высоковольтными импульсными разрядами воздействуют на маточный раствор. Известный способ в качестве аналога рассмотрен лишь потому, что в нем, как и при осуществлении предложенного способа, воздействуют электрическим током (упорядоченное движение электрических зарядов) непосредственно на обрабатываемый материал.

Большее число общих существенных признаков с предложенным изобретением имеет другой аналог: способ извлечения урана из руд методом кучного или подземного выщелачивания [патент на изобретение RU №2172792, МПК7 С22В 60/02, С22В 3/08, опубл. 27.08.2001], включающий приготовление выщелачивающих растворов, содержащих серную кислоту и нитрат-ионы, фильтрацию их через руду с переводом шестивалентного урана, двухвалентного железа и других металлов в продукционные растворы, извлечение из них урана с получением маточных растворов и рециркуляцию этих растворов на выщелачивание руды. При приготовлении выщелачивающих растворов серную и азотную кислоты вводят в часть маточных растворов, равную 0,05-0,15 от их исходного объема, взятую из условия создания в них концентрации серной кислоты, равной 100-250 г/л, и окислительно-восстановительного потенциала 750-850 мВ. Затем полученный раствор и образовавшиеся оксиды азота контактируют с другой частью маточных растворов, равной 0,25-0,35 от их исходного объема и взятой из условия обеспечения окисления Fe (II) в Fe (III) с достижением окислительно-восстановительного потенциала 600-700 мВ при диспергировании в раствор кислорода или воздуха. После этого полученный раствор смешивают с оставшейся частью маточных растворов с обеспечением окислительно-восстановительного потенциала раствора, равного 420-500 мВ, причем перед введением серной и азотной кислот в маточные растворы производят абсорбцию оксидов азота, образующихся при приготовлении выщелачивающих растворов, путем их контактирования с исходными маточными растворами.

Основными недостатками этого способа-аналога являются обязательное использование азотной кислоты, что приводит к загрязнению раствора нитрат-ионами, снижающими сорбционную емкость ионитов по урану, а также необходимость в специальной аппаратуре для улавливания образующихся токсичных оксидов азота.

Наиболее близким к предложенному способу по существенным признакам и достигаемому положительному эффекту является выбранный за прототип способ извлечения урана из руд [патент на изобретение RU №2326177, МПК С22В 60/02, С22В 3/08 (2006.01), опубл. 10.06.2008. Бюл. №16], 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. 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. При этом выщелачивание ведут методами подземного, кучного или агитационного выщелачивания. 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, а оборотный раствор при агитационном выщелачивании, содержащий 5-15 г/л двухвалентного железа, перед облучением подкисляют серной кислотой до концентрации 10-20 г/л.

Основные недостатки способа-прототипа следующие:

- высокие энергозатраты на обработку растворов: 46,13 кВт·ч на 1 м3 раствора при степени окисления железа 86,6%;

- необходимость биологической защиты;

- значительные капитальные затраты из-за использования ускорителя электронов, источника его питания, а также для обеспечения защиты от облучения.

Основной технический результат предложенного решения заключается в том, что энергозатраты на обработку растворов ниже в 1,8 раза (26,04 кВт·ч на 1 м3 раствора при степени окисления железа 86,9%), И нет необходимости в биологической защите и в несколько раз меньше капитальныХ затрат; так, например, стоимость источника импульсов высокого напряжения, применяемого в предложенном способе, на порядок меньше стоимости ускорителя электронов.

Указанный технический результат достигается тем, что в предложенном способе извлечения урана из руд, включающем выщелачивание урана и железа раствором серной кислоты с использованием в качестве окислителя трехвалентного железа, содержащегося в руде, извлечение урана из раствора с получением маточного раствора, содержащего двухвалентное железо, подкисление маточного раствора серной кислотой, регенерацию трехвалентного железа окислением с получением оборотного раствора и рециркуляцию этого раствора на выщелачивание урана, регенерацию трехвалентного железа ведут воздействием на маточный раствор высоковольтными импульсными разрядами при амплитуде импульсов высокого напряжения не менее 10 кВ и при частоте следования импульсов в интервале 400÷4400 имп/с, причем перед воздействием на маточный раствор высоковольтными импульсными разрядами его подвергают диспергированию.

Пример конкретного выполнения предложенного способа (пример составлен на основе заводских испытаний способа).

На фиг.1 приведена установка для осуществления способа, которая состоит из последовательно установленных сосуда исходного раствора H2SO4 - 1, сосуда орошения 2, колонки выщелачивания 3, приемного сосуда 4, сорбционной колонки 5, сосуда подкисления 6, блока электроразрядной обработки 7, выход которого соединен с сосудом орошения 2, источника импульсов высокого напряжения 8, электрически соединенного с блоком электроразрядной обработки 7.

Дробленую урансодержащую руду массой 10 кг загружают в колонку выщелачивания 3. В сосуде исходного раствора H2SO4 1 готовят 8 л водного раствора серной кислоты из расчета 5 г кислоты на 1 л воды и раствор заливают в сосуд орошения 2. Из него раствор серной кислоты самотеком поступает в колонку выщелачивания 3, в которой происходит переход ионов урана и железа из рудного сырья в раствор. Этот раствор собирается в приемном сосуде 4. Из сосуда 4 раствор подают на сорбцию в сорбционную колонку 5, заполненную ионообменной смолой. В колонке 5 происходит извлечение урана из раствора путем ионного обмена. Полученный в результате сорбции маточный раствор, содержащий ионы Fe2+, подают в сосуд подкисления 6, где концентрированной серной кислотой осуществляют подкисление этого раствора до исходной концентрации: 5 г H2SO4 на 1 л воды. Подкисленный маточный раствор из сосуда подкисления 6 подают в блок электроразрядной обработки 7, в котором этот раствор диспергируют и подвергают воздействию высоковольтных импульсных разрядов путем подачи в блок 7 импульсов высокого напряжения от источника импульсов 8. Полученный оборотный раствор из блока электроразрядной обработки 7 подают в сосуд орошения 2. Таким образом выщелачивание ведут до тех пор, пока в выходящем из колонки выщелачивания 3 растворе содержание урана не станет ниже 10 мг/л.

В таблицах 1 и 2 приведены материалы, позволяющие обосновать заявляемые цифровые режимные параметры, которые включены в формулу предложенного изобретения. Результаты, полученные при различных амплитудах импульсов напряжения, приведены в табл.1, в которой показано, что при амплитудах импульсов напряжения менее 10 кВ зажигание разрядов не происходит, поэтому амплитуда должна быть минимум 10 кВ или выше. В табл.2 представлены опытные результаты окисления железа при различных частотах следования импульсов высокого напряжения: от 100 имп/с до 2000 имп/с. Из этих данных следует, что повышение частоты более 1400 имп/с нецелесообразно, так как при этом степень окислениия (колонка 3) остается практически неизменной, а энергозатраты (колонки 4 и 5) существенно увеличиваются. Нижний частотный предел выбран равным 400 имп/с, так как степень окисления при этой частоте составляет 53,1%, а известно [Громов Б.В. "Введение в химическую технологию урана". Атомиздат. 1978, с.82], что для поддержания процесса окисления урана (U4+) необходимо обеспечить соотношение концентрации ионов Fe3+/Fe2+ более единицы, то есть степень окисления должна быть более 50%, что не наблюдается при частотах менее 400 имп/с.

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 маточного раствора, содержащего двухвалентное железо, подкисление маточного раствора серной кислотой, регенерацию трехвалентного железа окислением двухвалентного железа в маточном растворе с получением оборотного раствора и рециркуляцию этого раствора на выщелачивание урана, отличающийся тем, что регенерацию трехвалентного железа ведут воздействием на маточный раствор высоковольтными импульсными электроразрядами при амплитуде импульсов высокого напряжения не менее 10 кВ и при частоте следования импульсов в интервале 400÷1400 имп./с, причем перед воздействием на маточный раствор высоковольтными импульсными электроразрядами его подвергают диспергированию.
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА ИЗ РУД
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 150 items.
10.02.2013
№216.012.2493

Клавиатура электронного устройства

Изобретение относится к области создания устройств ввода информации в электронные технические устройства, такие как банкоматы, электронные кодовые замки и другие многопользовательские электромеханические системы и электроприборы. Технический результат заключается в повышении секретности ввода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474865
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c97

Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов медицинского и научного назначения без носителя в радиохимически чистом виде. Способ включает реакторное облучение нейтронами матрицы из оксида вольфрама, ее термическую обработку в среде кислорода до выхода в газовую фазу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476942
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e3f

Электроимпульсный погружной бур

Электроимпульсный погружной бур предназначен для бурения скважин и проходки стволов в крепких горных породах, разрушаемых развивающимися в них высоковольтными разрядами, и может найти применение в горной промышленности. К нижнему фланцу корпуса бура (2) прикреплен буровой наконечник (6). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477370
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.2fdd

Способ подземной газификации

Способ подземной газификации твердых ископаемых топлив может быть применен для получения газообразного энергоносителя (горючего газа) из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477788
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.06.2013
№216.012.4871

Способ изготовления топливных брикетов из биомассы

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов из биомассы, включающему термическую обработку биомассы при температуре 200-500°C без доступа воздуха, подготовку связующего вещества, получаемого растворением декстрина в пиролизном конденсате в соотношении 1:(5÷20), смешивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484125
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.5238

Способ формирования субнаносекундных свч импульсов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для формирования серии мощных СВЧ импульсов субнаносекундной длительности с высокой частотой следования в пределах входного микросекундного СВЧ импульса, генерируемого в частотно-периодическом режиме. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486641
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.08.2013
№216.012.60f5

Устройство для подрезания блоков горных пород высоковольтными разрядами

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной отрасли промышленности. Устройство для подрезания блоков горных пород высоковольтными разрядами имеет трубчатый канал для подачи промывочной жидкости в зазор между высоковольтным и заземленным электродами, выполненными в виде параллельных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490453
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.6784

Способ очистки подземных вод от устойчивых форм железа

Изобретение относится к области водоснабжения и может быть использовано в системах водоподготовки для улучшения качества питьевой воды. Способ очистки подземных вод от устойчивых форм железа включает регулирование pH очищаемой воды с последующей фильтрацией и восстановлением pH до нормативных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492147
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.09.2013
№216.012.6e63

Цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения прямогонной бензиновой фракции в высокооктановый компонент бензина с низким содержанием бензола

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к способам получения катализаторов превращения прямогонной бензиновой фракции в высокооктановый компонент бензина с низким содержанием бензола. Описан катализатор, содержащий, мас.%: высококремнеземный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493910
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.7439

Устройство для разбраковки металлических изделий

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий и может быть использовано для контроля физико-химических свойств поверхностных слоев металла контролируемого изделия, подвергнутого термической или химикотермической обработке, а также для выявления степени пластической деформации....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495410
Дата охранного документа: 10.10.2013
Showing 1-10 of 246 items.
10.02.2013
№216.012.2453

Способ мониторинга фундаментов электроприводов насосных агрегатов

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для мониторинга технического состояния фундаментов электроприводов насосных агрегатов. Способ заключается в измерении виброперемещений фундамента в процессе эксплуатации. При этом производят установку не менее двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474801
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2493

Клавиатура электронного устройства

Изобретение относится к области создания устройств ввода информации в электронные технические устройства, такие как банкоматы, электронные кодовые замки и другие многопользовательские электромеханические системы и электроприборы. Технический результат заключается в повышении секретности ввода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474865
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c97

Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов медицинского и научного назначения без носителя в радиохимически чистом виде. Способ включает реакторное облучение нейтронами матрицы из оксида вольфрама, ее термическую обработку в среде кислорода до выхода в газовую фазу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476942
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2cb3

Электроэнергетическая система на возобновляемых источниках энергии

Изобретение относится к энергетике, в частности к электроснабжению потребителей, подключенных к электроэнергетической системе, работающей на возобновляемых источниках энергии, и может быть использовано при организации электроснабжения ответственных потребителей переменного тока. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476970
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2cc0

Способ определения оценки частоты вращения асинхронного двигателя

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для цифрового управления асинхронным двигателем. Техническим результатом является расширение арсенала средств аналогичного назначения. В способе определения оценки частоты вращения измеряют мгновенные величины токов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476983
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e3f

Электроимпульсный погружной бур

Электроимпульсный погружной бур предназначен для бурения скважин и проходки стволов в крепких горных породах, разрушаемых развивающимися в них высоковольтными разрядами, и может найти применение в горной промышленности. К нижнему фланцу корпуса бура (2) прикреплен буровой наконечник (6). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477370
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2e9e

Способ количественного определения водорастворимых витаминов в и в методом вольтамперометрии на органо-модифицированных электродах

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в фармакокинетических исследованиях, для контроля биологически активных добавок, в пищевой промышленности для определения фальсификации. В способе количественного определения водорастворимых витаминов B и B методом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477465
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.2fdd

Способ подземной газификации

Способ подземной газификации твердых ископаемых топлив может быть применен для получения газообразного энергоносителя (горючего газа) из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477788
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.32f1

Шихта для получения керамического пигмента муллитового состава бирюзового цвета

Изобретение относится к области производства керамических пигментов для декорирования фарфоро-фаянсовых и майоликовых изделий. Технический результат изобретения заключается в повышении огнеупорности пигмента. Шихта для изготовления керамического пигмента муллитового состава бирюзового цвета...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478584
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.3459

Способ определения висмута в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из интерметаллического соединения aubi

Изобретение может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для определения содержания в растворах различных концентраций ионов металлов. Способ определения висмута в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478944
Дата охранного документа: 10.04.2013
+ добавить свой РИД