ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выделение концентратов урана из растворов из "Общая химическая технология Том 2" Получение концентратов с таким содержанием урана путем выщелачивания бедных урановых руд представляет сложную задачу, решение которой зачастую определяет экономичность всего процесса. [c.216] Способы выделения концентратов очень разнообразны, выбор их зависит от состава сырья и схемы выщелачивания. Основными методами получения урановых концентратов являются осаждение, сорбция на ионообменных смолах и экстракция органическими реагентами. [c.216] Методы осаждения урана из растворов. Для осаждения могут быть использованы гидролиз, образование труднорастворимых соединений или цементация. [c.216] Методы, основанные на гидролизе, или методы нейтрализации, принадлежат к наиболее старым методам выделения урановых концентратов. Для некоторых видов сырья они применяются и в настоящее время. В этих случаях осадителями являются вещества, изменяющие pH раствора для кислых растворов—едкие щелочи, аммиак, окись кальция или окись магния для щелочных (содовых) растворов—кислоты. [c.216] Из сернокислотных растворов первичные концентраты урана выделяют простыми технологическими приемами—обычным перемешиванием в чанах, чаще при нагревании, ускоряющем гидролиз и способствующем получению более легко отфильтровываемых осадков (сырых концентратов). [c.216] Отсюда видно, что главной разбавляющей примесью концентратов, выделяемых из сернокислотных растворов методом нейтрализации, является чаще всего железо. Оно может быть в значительной мере удалено фракционным отделением путем гидролиза, который протекает при более низком значении pH, чем начало гидролиза солей уранила. В некоторых схемах очистка растворов от железа не выделяется в самостоятельную операцию, а приурочивается к концу выщелачивания. Для более полного удаления железа его полностью окисляют до трехвалентного и затем осаждают водной суспензией окиси кальция или магния при соответствующем значении pH. [c.217] Из растворов, не содержащих фосфата или содержащих его в малых количествах, осаждение железа проводится при рН=2,8—3,5 при осаждении из растворов, содержащих фосфат, pH среды поддерживается близким к 2. При этих значениях pH выпадает осадок гидроокисей и основных сульфатов железа, а в присутствии фосфатов—осадок фосфатов железа. В случае нейтрализации непосредственно в пульпе (без отфильтровыва-ния раствора) этот осадок смешивается с рудным кеком. [c.217] Для меньшего соосаждения урана с осадком гидроокисей применяется нагревание, так как при осаждении на холоду такие осадки захватывают значительные количества урана. Осаждение при нагревании облегчает также дальнейшую фильтрацию. В случае нагревания потери урана с осадком гидроокиси железа не превышают 1%. При дальнейшем повышении pH от 3,5 до 6,5 в осадок выпадают уран, алюминий, кремний и некоторые другие элементы. Этот осадок является первичным концентратом урана. Содержание в нем урана зависит главным образом от количества примесей железа и алюминия и содержания урана в исходном растворе. Если железа много и значительная его часть удаляется фрак-ционно, то в концентрате может содержаться около 40% UgOg. Если же преобладающей примесью является алюминий, то удаление железа в меньшей степени сказывается на повышении содержания урана в концентрате, ион может оказаться значительно беднее (4—10% UgOg). Такие химические концентраты следует подвергать дополнительной очистке. [c.217] Восстановление и осаждение проводят в чанах при перемешивании. [c.217] В начале осаждения температуру поддерживают в пределах 23—26°. [c.217] При более ВЫСОКОЙ температуре реакция ускоряется, но возрастает расход алюминия на восстановление, а при температуре ниже 20° реакция протекает слишком медленно. Процесс осаждения продолжается 8 9 час., в течение которых температура повышается на 5—7° по сравнению с начальной, так как реакция экзотермична. [c.218] Выделение фосфатного концентрата урана применяется в схемах, предусматривающих комплексное извлечение урана и ванадия, и в схемах, используемых исключительно для извлечения урана. [c.218] На рис. 87 приведена схема переработки карнотитовых руд с извлечением ванадия и урана, осаждаемого фосфатом . Схема предусматривает классификацию руды на илы и пески, позволяющую сконцентрировать около 70% урана и ванадия во фракции —0,104 мм. Выход этой фракции составляет 30—40% от веса перерабатываемой руды. Пески обрабатывают раствором кислоты для извлечения оставшихся в них урана и ванадия, илы после обезвоживания направляют на обжиг с поваренной солью (6—7% от веса обжигаемого ила) при 825—850°. Благодаря разделению на два продукта (пески и илы) почти на 3 уменьшается количество руды, направляемой на обжиг. [c.218] В схеме удачно решен процесс переработки маточных растворов после осаждения фосфатного уранового концентрата. Эти растворы имеют кислую реакцию и обычно содержат уран, ванадий и другие элементы в количествах, при которых недопустим сброс растворов в водоемы. Маточные растворы используют при так называемом кондиционировании пульпы перед разделением ее на илы и пески для нейтрализации пульпы после мокрого измельчения руды. Содержащиеся в маточных растворах уран, ванадий, алюминий, железо, кремний и др. при нейтрализации выпадают в осадок, который в смеси с иловой частью пульпы поступает на обжиг. В результате алюминий и кремний переходят в труднорастворимое состояние и выводятся с осадком из процесса. [c.218] Золу (после обжига ила) выщелачивают водой для извлечения ванадата натрия КаУОз, а затем обрабатывают кислотой вместе с раствором после выщелачивания песков для последующего доизвлечения урана вместе с возможным остатком четырехвалентного ванадия (в виде сернокислого ванадила УОЗО,). Кислые растворы поступают на осаждение фосфатом уранового концентрата. [c.218] Сырой концентрат урана обрабатывают при нагревании раствором едкого натра для растворения соосажденных ванадия, алюминия, кремния, благодаря чему значительно повышается содержание урана в концентрате. Фильтрат используют на кондиционирование пульпы, осадок поступает на дальнейшую очистку, заключающуюся в восстановительном сплавлении сырого концентрата с кальцинированной содой, поваренной солью и древесными опилками при 950°. При сплавлении уран восстанавливается до двуокиси урана, а ванадий, алюминий, кремний, фосфор и некоторые другие компоненты осадка превращаются в водорастворимые натриевые соли. Одновременно происходит удаление 50з, если были соосаждены основные сернокислые соли. Охлажденный спек выщелачивают горячей водой в чанах с мешалками при этом извлекаются остатки ванадия, а окислы урана остаются в нерастворимом осадке, отделяемом противоточной декантацией с последующей фильтрацией, и после сушки перерабатываются, как концентрат урана. [c.218] При извлечении одного урана в виде фосфатного концентрата (рис. 88) не применяется высокотемпературный обжиг с поваренной солью, а проводится обжиг руды прн 450—500 для разложения карбонатов и разрушения уранорганических соединений, либо непосредственное кислотное разложение руды. Применение низкотемпературного обжига позволяет также улучшить последующее отстаивание и фильтрацию. По этой схеме извлечения не предотвращается накопление алюминия и кремния в маточных растворах при многократном использовании их в процессе. [c.219] Извлечение урана при соблюдении оптимальных условий процесса может достигать 95— 97% от содержания его в растворе. [c.220] Из карбонатных растворов уран может быть осажден аммиаком (в виде гидроокиси или диураната), едким натром (в виде полиуранатов), серной кислотой (в виде искусственного карнотита), восстановлением водородом под давлением. [c.220] Вернуться к основной статье