ОСОБЕННОСТИ НИТРАТНОЙ ДЕСОРБЦИИ УРАНА ИЗ РАСТВОРОВ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

ОСОБЕННОСТИ НИТРАТНОЙ ДЕСОРБЦИИ УРАНА ИЗ РАСТВОРОВ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

Халимов Ильхом Убайдуллаевич

канд. техн. наук, доц., заведующий кафедрой, Навоийский государственный горный институт,

Узбекистан, г. Навои

Каримов Нурхан Маратович

 ассистент, Навоийский государственный горный институт,

Узбекистан, г. Навои

Абдуганиев Фирдавс Шерзод угли

 студент, Навоийский государственный горный институт,

Узбекистан, г. Навои

Икромова Бибисора Аззамовна

 студент, Навоийский государственный горный институт,

Узбекистан, г. Навои

АННОТАЦИЯ

Эффективность сорбционного извлечения урана из разных видов растворов определяется степенью его перехода из раствора на выбранный анионит, максимальным насыщением по урану из раствора данного химического состава, кинетикой процессов сорбции и десорбции, аппаратурным оформлением процесса, условиями десорбции урана и целым рядом других физико-химических параметров, которые неразрывно связаны между собой и оказывают соответствующее влияние на технологический процесс извлечения и концентрирования урана.

Ключевые слова: десорбция, регенерация, уран, серная кислота, ионит, нитраты, кинетика.

Особо важная роль в десорбционных процессах переработки растворов подземного выщелачивания принадлежит выбору способа десорбции урана с насыщенных анионитов. Способ десорбции определяет степень очистки урана от сопутствующих примесей, степень его концентрирования и технологию последующей переработки урановых регенератов с целью получения высокочистой готовой продукции - уранового концентрата [3].

Десорбция – это обратный процесс по отношению к сорбции. Поэтому для десорбции урана использую хлоридные или нитратные растворы, растворы высоким показателем серной кислоты, сернокислые –карбонатные растворы и др.

Нитраты используются практически во всех процессах на участке переработки продуктивных растворов:

- на участке приготовления десорбирующих растворов готовят водный раствор аммиачной селитры, которая направляется в процесс десорбции в состоянии, когда к ней добавляется серная кислота;

 - участок, получающий процесс денитрации, в процессе которого при очистке смолы смесью серной кислоты и воды из состава смолы выделяются нитраты;

- в процессе осаждения происходит тоже самое, но реагент, используемый в этом процессе, другой, в то время как процесс осаждения происходит в основном с использованием аммиачной воды [1].

Для обеспечения полноценной и стабильной работы этих процессов необходимо знать и изучать все необходимые показатели и значение. Основным назначением участка переработки продуктивных растворов является обогащение металлического урана, содержащегося в продуктивных растворах, и удаление из него ненужных мешающих веществ, содержащихся в растворе.

При выборе десорбента учитывают тип и свойства ионита, необходимую степень концентрирования урана, доступность и стоимость реагентов, технологические условия дальнейшей переработки регенератов (десорбатов). В табл. 1 представлены данные по использованию некоторых растворов для десорбции урана с различных ионитов.

Наибольшее повсеместное распространение получил способ нитратной десорбции урана с насыщенной ионообменной смолы.

Таблица 1.

Способы десорбции различными растворами

В отличие от сернокислотного способа, после окончания десорбции урана требуется перевод анионита в рабочую ионную форму. Сущность способа заключается в использовании для десорбции урана с насыщенных анионитов растворов азотной кислоты или смеси азотнокислых солей аммония и серной кислоты.

Преимущества:

Высокая эффективность десорбции урана обуславливается высокой селективностью поглощения нитрат-ионов ионитами. По сравнению с сернокислой в 1,5÷2,0 раза снижается продолжительность десорбции, в 2÷4 раза уменьшается выход товарного десорбата и соответственно, во столько же раз повышается содержание урана в нём. Возможность прямой эффективной экстракционной переработки товарных регенератов с получением кондиционной закиси-окиси урана. Возможность осаждения химического концентрата с высоким содержанием в нем урана.

(R₄N)₄⁺-[(UO₂)⁺²-(SO₄)₃^-2]^-4+4NO₃^- ↔ 4(R₄N)⁺-(NO₃)^-+[(UO₂)⁺²-(SO₄)₃^-2]^-4

Недостатки:

Необходимость дополнительных операций для утилизации нитрат-ионов, снижение их концентрации в сбросных растворах и пульпах до санитарных норм.

Возможное накопление нитрат-ионов в технологическом процессе, что может привести к снижению эффективности сорбционного извлечения урана.

На практике нитратные десорбирующие растворы готовят, как правило, на основе нитрат содержащих солей (аммиачной селитры - NH₄NO₃) и серной кислоты.

Выбор наиболее эффективного состава десорбирующего раствора должен производиться с учётом:

• кинетики десорбции;
• количества товарной фракции десорбата;
• химического состава десорбирующего раствора, при этом должна приниматьсяво внимание дальнейшая переработка товарного десорбата до готовой продукции [2].

На рис. 1 показана типичная кривая регенерации сильноосновной анионообменной смолы 1N нитратным раствором. Из этого рисунка видно, что основное количество урана десорбируется в первую половину регенерата, вторая половина содержит лишь небольшое количество урана. Поэтому на осаждение химического концентрата направляется только первая половина, регенерата; вторая является оборотной.

Рисунок 1. Типичная кривая регенерации сильноосновной анионообменной смолы 1 М нитратным раствором

Свежий регенерирующий раствор готовится из маточника после осаждения химического концентрата урана путем подкисления его азотной кислотой до 0,3-0,5 м. Регенерируя смолы и осаждения химического концентрата урана работают как замкнутая система, где может происходить накопление сульфат – ионов, которые снижают эффективность регенерации. Для поддержания концентрации сульфат – ионов на определенном уровне осаждения химического концентрата производят в две стадии. На первой стадии регенерат нейтрализуется известью pН=3,5. При этом нейтрализуется избыточная кислотность регенерата за счет чего снижается расход аммиака или других щелочных реагентов на II-стадии, удаляется значительная часть сульфат – ионов в виде нерастворимого сульфата кальция и осаждается основное количество железа. Гипсово-гидратный осадок называемый железным кеком, содержит урана до 5% общего количества урана в регенерате и поэтому направляется на операцию выщелачивания руды. На II-ой стадии раствор нейтрализуется аммиаком, едким натром или оксидом магния до pН=7 и осаждается химический концентрат урана.

Список литературы:

1. RESEARCHES IN THE FIELD OF TECHNOLOGY OF EXTRACTION CONCENTRATION OF RHENIUM FROM DESORBATES - M.A. Kurbanov, Sh.Sh. Alikulov, D.S. Ganieva, N.M. Karimov – Navoi, Gorniy vestnik Uzbekistana, 2020.
2.  ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ СОРБЦИИ РЕНИЯ ИЗ КАРБОНАТНЫХ РАСТВОРОВ НА АКТИВИРОВАННОМ УГЛЕ – Н.М. Каримов, О.Ф. Петухов – Москва, журнал Интернаука, 2020.
3. ИССЛЕДОВАНИЯ СОРБИРУЕМОСТИ УРАНОСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ НЕКОТОРЫМИ СИЛЬНООСНОВНЫМИ АНИОНИТАМИ – Д.А. Авезова, Н.М. Каримов, У.З. Шарафутдинов – Москва, LXIX-ая научно-практическая конференция «Инновационные подходы в современной науке», 2020.