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)2^2- [ (R₃ NH)₂U0₂(S0₄)₂]opr+ SO4^2-;

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 (75-80^oC) разложение отработанных оборотных растворов реэкстракции (выводимых из системы) с улавливанием образующихся аммиака и углекислого газа. При повышенной температуре проходит также разложение уранилтрикарбоната аммония.

t≥55^oC NH₄HCO₃ NH₃ +CO₂ +H₂O

t≥70^oC (NH₄)₂CO_{3 2}NH₃ +CO₂ +H₂O

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

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