Привести технологические схемы получения U3O8 из карбонатных и сульфатных руд

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 12Следующая ⇒

Переработка урана заключается в извлечении урана из руды и его переработку в порошок оксида, подлежащую транспортировке. Обогатительные заводы обычно выпускают жёлтый кек (содержание концентратов урана составляет 30%, а аффинажные заводы - U3O8 в котором содержание урана достигает 87%. Конечными продуктами переработки рудного сырья являются чистые химические соединения, из которых получают металлический уран. Урановые руды содержат обычно небольшое количество ураносодержащего минерала (0, 05-0.5% U3O8), так что необходимы предварительное извлечение и обогащение. Замечание. Гидрометаллургический метод переработки богатых руд и концентратов включает в себя следующие технологические операции: подготовка концентратов к выщелачиванию с целью перевода извлекаемых металлов в растворимое состояние (различные виды обжига, спекание или сплавление с реагентами); выщелачивание металлов химическими реагентами; извлечение металлов из раствора. Первая стадия уранового производства — концентрирование. Прежде всего, руду измельчают, затем проводят обогащение суспензированиемвводе – методом, основанном на различии в плотностей уран-

содержащих материалов и вмещающей породы. В этом случае первичные минералы большой плотности типа уранита и урановой смоляной руды осаждаются первыми. Вторичные минералы – карнотит, торбернит и другие рыхлы и образуют устойчивые взвеси. В этом случае раньше оседает тяжелая пустая порода. (Впрочем, далеко не всегда она действительно пустая; в ней могут быть многие полезные элементы, в том числе и уран). Некоторые минералы (ураноторит, ниобато-танталаты урана) обогащают флотацией. Вторая стадия – обжиг руды. Он проводится с целью обезвоживания, разложения органических веществ, окисления сульфидов, разложения карбонатов, удаления мышьяка и сурьмы Обжиг осуществляют в присутствии солей, с которыми оксиды урана образуют уранаты. При этом удаляются углеродсодержащие фракции, уран сульфатируется, восстановители, которые могут быть препятствием для выщелачивания, окисляются. Третья стадия — выщелачивание концентратов, перевод урана в раствор. Существует несколько способов вскрытия уран-содержащих минералов: кислотный, карбонатный, микробный, фторидый и др. Кислотное выщелачивание — дешевле, поскольку для извлечения урана используют серную кислоту. Но если в исходном сырье, как, например, в урановой смолке, уран находится в четырехвалентном состоянии, то этот способ неприменим: четырехвалентный уран в серной кислоте практически не растворяется. В этом случае нужно либо прибегнуть к щелочному выщелачиванию, либо

предварительно окислять уран до шестивалентного состояния. Не применяют кислотное выщелачивание и в тех случаях, если урановый концентрат содержит доломит или магнезит, реагирующие с серной кислотой. В этих случаях пользуются едким натром (гидроксидом натрия). Кислотное выщелачивание В классическом способе кислотного выщелачивания измельченная и обезвоженная руда обрабатывается серной или азотной кислотами, или смесью этих кислот. Если в сырье уран содержится в степени окисления +4, то обработку кислотой проводят в присутствии

Твердые частицы, остающиеся после растворения урана извлекают, и помещают на длительное

хранение в специальные резервуары. Резервуары сконструированы таким образом, чтобы обеспечить надежное хранение этих материалов. Такие отходы содержат основную долю радиоактивных веществ, находящихся в руде (таких, например, как радий). Четвёртая стадия -

нерастворимые карбонаты, гидроокиси или основные карбонаты (Fe, Al, Cr, Zn и т.д.). Снова добавляя в раствор HNO3 до кислой реакции, получают раствор уранил-нитрата с формулой для твердой соли UO2(NO3)2*6H2O, который растворим в диэтиловом эфире. Экстрагирование уранилнитрата с помощью этого растворителя дает исключительно чистый продукт, вполне пригодный для изготовления урана для ядерных реакторов. При прокаливании уранилнитрата получается окисьзакись U3O8. Эта окись может быть восстановлена до металла в бомбе с Al, Ca или Mg. Восстановление углеродом дает продукт, сильно загрязненный карбидом урана, а восстановление водородом дает UO2. Этот оксид может быть превращен в UF4 или UCl4 путем обработки безводной HF или HCl при пониженных температурах. Тетрагалоиды восстанавливают до металла натрием или кальцием. Галоидная соль KUF5, получаемая из UF4, дает очень чистый металл посредством электролиза. Кислотный метод вскрытия применим для разложения руд, содержащих оксиды тория, титана, тантала, ниобия и редкоземельных элементов. Щелочное выщелачивание

Карбонатный метод вскрытия урановых руд основан на образовании хорошо растворимого комплексного соединения урана (VI) cиономкарбоната. Для предотвращения образования диураната натрия применяют смесь карбоната и бикарбоната натрия. Карбонатный метод не применим для разложения труднорастворимых руд, содержащих оксиды лантанодов, тория, титана, тантала и ниобия. Разложение руд, содержащих уран (IV), приводят в присутствии окислителей – кислорода, перманганата калия и т.п Уран-ванадиевые руды для перевода ванадия в растворимое состояние подвергают предварительному отжигу с поваренной солью, что позволяет уже на первой стадии отделить уран от многих сопутствующих элементов. После карбонатного извлечения уран из содового раствора отделяют осаждением в виде диураната натрия едким натром или хроматографически сорбцией на анионите. При обработке уран-ванадиевых руд с большим содержанием ванадия осаждение ведут нейтрализацией полученного раствора серной кислотой до рН=6. Приэтомидётреакция Хроматографическое извлечение урана производится из бедных руд. Карбонатный комплекс селективно сорбируется на анионите и элюируется с него 1М раствором нитрата натрия, содержащего Na2CO3.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒