Результат интеллектуальной деятельности: Способ сорбционного извлечения урана из сернокислых растворов и пульп

Заявляемый способ относится к гидрометаллургии и может быть использован для извлечения урана из сложносолевых растворов и пульп.

Известен способ ионообменного извлечения урана из растворов и пульп слабоосновными анионитами /Патент РФ №2259412, МПК C22B 60/02. Опубл. 27.08.2005, Бюл. №24/. Однако этот способ характеризуется чрезвычайно низкими сорбционными способностями по урану.

Известен способ сорбционного извлечения урана из растворов сложного состава на хелатном сорбенте с фосфоновыми и сульфогруппами /Некрасова Н.А. Сорбция ионов урана и тория на ионообменных материалах из растворов сложного солевого состава. Автореферат на соискание уч. степ. канд. хим. наук, М., 2013 г. /. Недостатками способа являются недостаточная емкость сорбентов по урану и низкая селективность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ сорбционного извлечения урана из сернокислотных растворов и пульп на сильноосновных анионитах /Химия урана. Под ред. Б.Н. Ласкорина, М.: Наука, 1981, с. 58-63/. Однако при этом не достигается достаточная степень очистки урана от некоторых примесных элементов, что не позволяет получить конечный продукт в виде концентрата урана («желтого кека») требуемого качества. Процесс характеризуется значительными эксплуатационными затратами, большой продолжительностью контакта насыщенного ураном ионита с элюентом (150-180 г/л H₂SO₄) на операции десорбции и большим объемом (выходом) товарной фракции десорбата.

Техническим результатом заявляемого способа является снижение энергетических и материальных затрат, упрощение процесса и повышение его эффективности.

Технический результат достигается тем, что сорбцию урана проводят на анионите смешанной основности. Насыщенный сорбент обрабатывают 1,5-3,0% раствором H₂SO₄ при соотношении ионит : раствор=1:1,5-2,0 и десорбируют уран раствором 75-100 г/л Na₂CO₃ при продолжительности 4-6 часов и соотношении ионит : раствор=1:2-3.

Нижние пределы концентрации серной кислоты и соотношения ионит : раствор при обработке насыщенного сорбента обусловлены тем, что не достигается эффект очистки от примесей, а верхние пределы ограничены незначительным изменением технологических показателей, а также потерей урана. За пределами минимальной концентрации раствора соды на операции десорбции урана, ее продолжительности и соотношения ионит : раствор не обеспечиваются требуемые показатели процесса, а верхние пределы ограничены незначительным повышением эффективности десорбции урана.

Способ реализуется следующим образом.

Пример

Проведена сорбция урана на анионите Purolite А100 из сернокислых растворов и пульп, содержащих в г/л: U ~ 1,0; Si - 4,1; Fe_общ. - 7,2; Ca - 0,2; Al - 6,0; Mg - 0,4, в статических условиях при соотношении фаз ионит : раствор, равном 1:1000 в течение 24 часов и постоянном механическом перемешивании. Насыщенный сорбент обрабатывали 1,5-3,0% раствором H₂SO₄ при соотношении ионит : раствор=1:1,5-2,0. Уран десорбировали раствором 75-100 г/л Na₂CO₃ в течение 4-6 часов и соотношении ионит : раствор=1:2-3. Параллельно процесс проводили по способу-прототипу. Данные приведены в табл. 1.

В результате проведенных экспериментов установлено, что сорбция урана с использованием анионита смешанной основности, последующей обработкой насыщенного сорбента 1,5-3,0% раствором H₂SO₄ при соотношении ионит : раствор=1:1,5-2,0 и десорбции урана раствором 75-100 г/л Na₂CO₃ при продолжительности 4-6 часов и соотношении ионит : раствор=1:2-3 обеспечивает снижение единовременной загрузки ионита и его расхода, сокращение расхода реагентов на десорбцию урана и получение кондиционных товарных урановых десорбатов, позволяющих в дальнейшем выделять готовую продукцию, соответствующую требованиям стандарта качества ASTM C 967-08, что дает возможность исключить дорогостоящие аффинажные операции.

Таким образом, реализация заявляемого способа позволяет снизить энергетические и материальные затраты, упростить процесс и повысить его эффективность.