Извлечение и обогащение урана

Основным достоинством, выгодно отличающим лазерные методы от других технологий, является высокий коэффициент обогащения, достижимый в одной стадии процесса. Поэтому следует ожидать, что ЛРИ-завод, производящий топливо для реакторов с водяным охлаждением, будет иметь лишь несколько ступеней последовательного обогащения в той части разделительного завода, где циркулирует обогащенный уран. Основное количество ступеней, надо полагать, разместится на стороне секций извлечения, где будет циркулировать обедненный уран. Это необходимо для того, чтобы обеспечить минимальное содержание в от- [c.274]

Извлеченный из ядерного горючего плутоний используется как исходное ядерное горючее для реакторов в соединении с природными или обогащенными ураном, торием или неделящимся материалом, имеющим небольшое сечение захвата нейтронов. Плутоний является подходящим материалом для расширенного воспроизводства делящихся материалов, так как обладает исключительно высоким средним выходом нейтронов (три нейтрона на один акт деления). [c.725]

В тех случаях, когда топливо содержит уран, мало обогащенный урано М-235, может применяться любой из процессов, описанных в разделе 9. 4. Во многих случаях, однако, уран, сильно обогащенный ураном-235, разбавляется инертным металлом, таким как алюминий. В процессах, применяемых для таких видов топлива, естественно, применяется нитрат алюминия в качестве высаливающего агента в качестве же растворителей употребляются и гексон и трибутилфосфат. При извлечении урана-235 не происходит сколько-нибудь значительного извлечения плутония, хотя может оказаться необходимым произвести очистку от небольших количеств этого элемента (ср. раздел 1.5). [c.138]

При анализе стоимости стадий ядерного топливного цикла и при определении затрат на производство 1 кг обогащенного по изотопу и-235 урана нигде не учитывается стоимость отвального урана. Считается, что она невелика и ею можно пренебречь. Однако отвальный уран имеет скрытую стоимость он почти полностью состоит из воспроизводящего материала 11-238 и содержит определенное количество и-235, который может быть частично или полностью извлечен. Поэтому можно рассматривать отвалы урана не только как основной ресурс [c.34]

Твэлы энергетических реакторов являются, как правило, мало-обогащенными (до 5% и содержат мало наполнителей и связующих материалов. Вследствие этого растворы, получающиеся при растворении твэлов в азотной кислоте, практически не содержат солевых высаливателей концентрация урана достигает 1,1 М. При наличии 2—3 М НКОз в исходных растворах для полного извлечения урана и плутония наиболее приемлем экстрагент, содержащий 1,0—1,1 М ТБФ. Достигаемая при этом максимальная концентрация делящихся материалов в экстрактах урана ниже критической. Применение 0,2 М растворов ТБФ целесообразно только при переработке высокообогащенного горючего, содержащего много наполнителей. Оно оправдывается соображениями ядерной безопасности, но при прочих равных условиях не дает преимуществ в очистке от наиболее трудно отделяемых продуктов деления, образующих, подобно урану и плутонию, дисольваты с ТБФ. [c.461]

Урановые руды имеют различные химические составы от относительно простых урановых смоляных руд, которые сопровождаются десятком других минералов, до действительно сложных огнеупорных урансодержащих титанатов, ниобатов и танталатов, имеющих в своем составе редкие земли и многие другие металлы. Кроме того, урановые минералы сопровождаются примесями неопределенных органических соединений. Урановая смоляная руда из Рудных гор может содержать до 40 элементов, от которых надо отделять уран. Многие урановые месторождения имеют неустойчивый состав, он непрерывно изменяется по мере разработки рудного тела. Такие вариации стараются свести к минимуму применением специальных методов обработки. Большинство таких сугубо специализированных методов едва ли представляет интерес для настоящего обсуждения. Однако уместным будет отметить основные черты, общие для большинства операций. Все методы, которые заслуживают серьезного внимания, состоят из следующих этапов предварительного концентрирования руды выщелачивания для извлечения урана в водную фазу (этому этапу часто предшествует нагревание или обжиг для улучшения извлечения) и, наконец, выделения урана из растворов после обогащения путем осаждения, ионного обмена или экстракции растворителями. [c.125]

Наконец, специфику химико-технологических схем переработки урановых руд до ядерного горючего определяют состав и свойства сырья. Для урана характерна рассеянность он, как правило, не образует крупных месторождений с высокой концентрацией металла, в большинстве руд содержание урана колеблется в пределах десятых и сотых долей процента. Далее, урановые руды из-за тонкой вкрапленности минеральных зерен почти не поддаются механическому обогащению и извлечение металла возможно лишь химическим путем. Очень часто уран в руде ассоциирован с другими ценными компонентами (золото, ванадий, фосфор и т. д.) для таких руд требуется комплексная переработка. [c.9]

В общей форме задачи, которые решаются ири механическом обогащении урановых руд, можно свести 1) к получению возможно большего количества отвальных по урану хвостов и богатых концентратов, в которые извлечено максимальное количество урапа 2) к разделению руды на фракции разного состава для отдельной переработки в оптимальном режиме и извлечению ценных сопутствующих компонентов в виде самостоятельных продуктов. [c.75]

Обычно уран считают редким элементом, хотя в действительности он достаточно широко распространен. Но месторождения с высоким содержанием урана встречаются очень редко. Нахождение урана в природе, извлечение его из руд, производство металлического урана и его соединений рассматриваются в гл. 8. Все изотопы урана, имеющие массовые числа в пределах от 227 до 240, радиоактивны. Из них лишь и имеют достаточно большие периоды полураспада, поэтому эти изотопы используются для приготовления тепловыделяющих элементов. Природный уран состоит почти полностью из и содержит еще лишь два изотопа, (0,72%) и (0,0058%). Присутствие являющегося одним из продуктов распада объясняется установившимся между этими двумя изотопами вековым равновесием. Уран, регенерируемый после использования его в атомных реакторах, содержит заметное количество образующегося при захвате изотопом нейтрона. Естественный уран разделяется методом газовой диффузии (см. разделы 13.2 и 13.3) на обогащенный уран, который содержит изотопа больше, чем природный уран, и на обедненный ураи, содержаший меньшие, по сравнению с природным ураном, коицентращги изотопа Для удовлетворения нужд различных типов реакторов требуется уран с любым содержанием игз5 от 0,72 (природный) до более чем 90% (полностью обогащенный). Уран, поступающий с газодпффузнонных заводов, несколько загрязнен изотопом поскольку [c.107]

Гексон-процесс, применяемый для отделения урана-233 от тория, весьма похож на гексон-процесс, применяемый для извлечения обогащенного урана-235 (раздел 9. 5). Исходный раствор представляет собой слабокислый раствор нитрата тория, содержащий нитрат алюминия в качестве высаливателя. Экстракция урана-233 происходит количественно, а торий при этом практи-чесии не экстрагируется. Можно достигнуть коэффициента разделения порядка 10 и коэффициента очистки от продуктов деления порядка около 10 . Уран-233 реэкстрагируется из гексона разбавленной азотной кислотой после концентрирования путем выпаривания производится окончательная очистка в обору-, давании небольших размеров. [c.140]

В работе [324] опубликованы предварительные результаты разработки технологии регенерации урана и плутония из не содержащих легирующих компонентов облученных твэлов, основанной на экстракции ЧАО. При растворении материала этих твэлов в НЫОз получаются растворы, не содержащие высаливателя, который способствует извлечению урана аминами, как описано выше. Вместе с тем, если используется смесь плутония с обогащенным ураном, необходимо извлекать и регенерировать не только плутоний, но и уран. Попытка подобрать для этой цели новые экстрагенты вместо широко изученного ТБФ обусловлена небходи-мостью быстро возвращать ценные компоненты в топливный цикл, что связано с сокращением времени выдержки облученного материала, несмотря на его высокую р- и у-активность. Ввиду того что амины слабо извлекают уран из азотнокислых растворов без высаливателя, предложено [324] использовать для этой цели растворы нитратов ЧАО в ароматических разбавителях. Нитраты [c.223]

Центробежные экстракторы до последнего времени в химической технологии ядерных материалов не получили заметного распространения. Лишь в 1956 г. появилось сообщение [82] о том, что экстрактор-сепаратор Лувеста применяется для экстракции солей урана и тория при обогащении расщепляющихся веществ для атомных реакторов, а в 1957 г. — сообщение, [111], что в США впервые применены горизонтальные центробежные экстракторы на урановом заводе. На этом заводе в результате выщелачивания урановой руды серной кислотой с добавкой МпОг в качестве окислителя получается раствор сульфата уранила, содержащий 0,8 Г 1л U3O8 [70], [77], [78]. Извлечение урана из сульфатного раствора производится путем жидкостной экстракции. Процесс осуществляется на центрюбежиых экстракторах Подбильняк . В качестве экстрагента применяется 5—10%-ный раствор амина в керосине. Амины, как известно, обладают высокими экстракционными свойствами и могут применяться без высаливателей. В химической технологии ядерных материалов экстракция аминами проводится в основном из сернокислых водных растворов. Экстракционная способность амина по отношению к урану при выделении его из сернокислых растворов, содержащих различные металлы, зависит от нескольких факторов, в число которых входят класс и структура используемого амина, тип разбавителя, pH и состав водного раствора. Из них 194 [c.194]

Однако в случае газодиффузионного завода для обогащения урана, питание, т. е. природный уран, стоит около 40 долл1кг, и для поддержания расходов на экономически приемлемом уровне необходима секция извлечения. [c.401]

Извлечение урана из других смоляных руд. Для извлечения урана и радия из других смоляных руд целым рядом поколений химиков были разработаны многочисленные процессы. Эти руды в настоящее время не имеют большого значения, а поэтому детального описания способов их переработки можно не давать. Переработка является очень сложной, так как руда содержит около 30 металлов. Обогащение руды обычно состоит из ручной разборки и флотации. Концентрат измельчают и обжигают со смесью соды и сульфата натрия при 800° в течение 10 час. При этом удаляется сера в виде сернистого газа и образуются уранаты, антимо-наты, вольфраматы, молибдаты и ванадаты натрия. Обожженную руду опять размалывают и выщелачивают сначала серной, а затем азотной кислотой. Большая часть урана переходит в растворимый в воде сульфат уранила. Дальнейшая операция очистки в каждом отдельном случае зависит от природы остальных присутствующих элементов [ 7, 8]. Применяют также непосредственное извлечение серной и азотной кислотами [9, 10]. [c.101]

Прежде на получение богатых ураном концентратов из низкосортного карнотита обращалось мало внимания, но в последнее время в этом направлении проведено много работ. Карнотит встречается в виде небольших агрегатов светлых рыхлых частиц как мелкозернистый компонент глинистой маточной породы (лимонита), скрепляющей отдельные зерна кварца, а также в виде тонкой прочной оболочки на зернах кварца. Измельчая породу и пропуская ее через сито в 200 меш (при этом получают частицы приблизительно размера отдельных кварцевых зерен), можно извлечь большое количество карнотита [12]. Чем тоньше измельчение, тем выше степень извлечения. Можно достигнуть 65— 78%-ного извлечения урана, причем при просеве достигается обогащение в 2—4 раза по сравнению с исходной рудой [13, 14]. Мокрое измельчение дает лучшие результаты, чем сухое. Остатки карнотита, прилипшие к частицам кварца, предложено отделять перемешиванием размолотой руды воздушной струей, в процессе которого отдельные частицы будут подвергаться истиранию мелочь затем можно отделить на циклонном сепараторе [15, 16]. В результате предварительных исследований различных рудообогатительных операций предложена схема обогащения, основанная] на дефлокуля-ции и флотации (схема 3) [17, 19] . [c.103]

Гравитационное обогащение можно успешно комбинировать и с другими процессами, например с флотацией. Сочетание этих двух методов удачно использовано на опытной обогатительной фабрике месторождения Миндола (Африка), где перерабатывается бедная ураном руда, содержащая 14% СОг- В цикл измельчения введено гравитационное обогащение на винтовом сепараторе с доводкой грубого концентрата на концентрационном столе при этом около 50% урана выделяется в виде крунновкрапленного уранинита. Затем производится флотация карбонатов. Из карбонатного флотационного концентрата на концентрационных столах дополнительно извлекается некоторое количество уранинита, освобон денного в процессе тонкого измельчения руды и механически извлеченного вместе с карбонатами при флотации. Комбинированная схема позволяет выделить 65—80% карбонатных минералов с низким содержанием урана (потери урана составляют 5—10 о). [c.91]

Все ранее рассмотренные технологические операции передела уранового сырья (обогащение и выщелачивание руд, экстракционная и сорбционная переработка рудных растворов и пульп, осаждение урановых концентратов) сопряжены с очисткой урана от сопутствующих ему примесей. В результате выщелачивания и последующих операций классификации и фильтрации удаляется основная масса примесей (нерастворимые в кислых и карбонатных растворах кремнезем, алюмосиликаты, магнетит, гематит и др.). Осаждение концентратов приводит к очистке урана от щелочных и щелочноземельных элементов. Наконец, при экстракционном и сорбционном переделе рудных растворов и нульп уран практически очищается от всех растворимых и нерастворимых (в случае переработки нульп) примесей. В исходных продуктах (руде, пульпах и растворах) содержание примесей намного превышает содержание урана, в связи с чем даже при использовании весьма селективных методов извлечения урана конечные продукты всегда содержат некоторое количество загрязнений и представляют концентраты той или иной степени чистоты. Прокаленные продукты в большинстве случаев содержат 60—80% урана и до 20% примесей (состав типичных химических концентратов урана приведен в гл. 8). [c.204]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология