Экстракционное извлечение урана

Экстракционное извлечение урана из серно-азотнокислых растворов, -десорбатов пультовой схемы и узла сорбции КВгмз, осуществляется тройным композитом, содержащим 0.15-0.20М ди2этилгексил фосфорную кислоту (Д2ЭГФК), 0,07-0,1М трибутилфосфата (ТБФ), 0,07-0,1М триалкиламина (ТАА). В качестве разбавителя используют керосин, углеводородное сырье или дизельное топливо.

Процесс осуществляется в противоточном режиме при соотношении органической и водной фаз (О:В) равном 1:1,5÷2,0.

ТБФ - относится к экстрагентам нейтральной группы и экстракция металла протекает по гидратно - сольватном у механизму:

UO2(N03)2+ 2ТБФ[UO2(NO3)2*2ТБФ] + 4H2O;

ТАА (R3N)-относится к анионообменным экстрагентам и извлечение металла происходит по механизму образования анионных ассоциатов:

2R3N +H2SO4 = (R3NH)2SO4;

(R3NH)2SO4+ U02(SO4)22- [ (R3 NH)2U02(S04)2]opr+ SO42-;

Ди2ЭГФК (HRPO4) -относится к органическим кислотам, извлечение металла из раствора происходит в результате кат ионного обмена

UO22++4HR2PO4 UO2Н2(R2PO4)4+2H+

Выделение урана из насыщенной органической смеси осуществляется карбонатными растворами, содержащими 70-120г/дм3 углеаммонийных солей (УАС) при соотношении О:В=2-3:1 с одновременным переводом его в твёрдое состояние в виде аммонийуранилтрикарбонатаного комплекса (АУТК). Механизм образования АУТК можно представить следующими реакциями:

UO2 (NO3)2 *2ТБФ + 3(NH4)2CO3 (NH4)4[UO2(CO3)3] +2NH4NO3+2ТБФ

(R3NH)2UO2(SO4)2+4(NH4)2CO3 2R3N+ (NH4)4[UO2(CO3)3] +2(NH4)2SO4+H2O+CO

UO2*2RPO4+3(NH4)2CO3 (NH4)4[UO2(CO3)3] +2NH4*RPO4

Кристаллы АУТК фильтруют, промывают, сушат и прокаливают. Термическое разложение кристаллов АУТК на воздухе протекает при 700-900°С по реакции:

3(NH4)4[UO2(CO3)3] U3O8+10NH3 +9CO2 +N2+7 H2O+2H2

Конечной продукцией является закись-окись урана, ее затаривают в транспортно-упаковочные контейнеры (ТУКи) и направляют на склад готовой продукции.

При переработки урановых руд (однокомпонентных) ценный компонент незначительная часть молибдена переходят в раствор. В процессе сорбционного извлечения металла и последующей экстракционной перечистки десорбатов, в оборотных карбонатных растворах происходит накопление молибдена. С целью получения кондиционной урановой продукции, 10÷15% этих растворов необходимо выводить из реэкстракционного цикла (на ректификацию, либо на низкотемпературную декарбонизацию, для разложения углеаммонийных солей – УАС). Оборотные карбонатные растворы реэкстракции урана, содержат (г/дм3): КА=20÷30, БКА=10÷20, U=2÷5, Mo=0,8-2,0.

Для утилизации U и УАС реализована технология низкотемпературного (75-80oC) разложение отработанных оборотных растворов реэкстракции (выводимых из системы) с улавливанием образующихся аммиака и углекислого газа. При повышенной температуре проходит также разложение уранилтрикарбоната аммония.

t≥55oC NH4HCO3 NH3 +CO2 +H2O

t≥70oC (NH4)2CO3 2NH3 +CO2 +H2O

t≥75oC (NH4)4UO2(CO3)3 4NH3 +UO2CO3 +2H2O+2CO2.

Маточник декарбонизации направляют на сорбцию, осадок уранилкарбоната – на растворение урановымидесорбатами.