Способ извлечения урана

Способ извлечения урана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА, из солевых растворов типа морской воды, включающий выделение урана на неорганическом материале, о тличающийся тем, что, с целью повышения степени и селективности извлечения урана, в качестве неорганического материала используют металлический алюминий л с удельной поверхностью 1-10 м на 1 грамм материала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН щ)g С 22 В 60/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 811269/02 (22) 15.08.79 (46) 15.05.92. Бюл. tl 18 (71) Институт геохимии и аналитической химии им.R.È.Båðíaäñêîãî АН СССР (72) В.М.Комаревский. И.П.Новиков и Б.Ф.Мясоедов (53) 669.822(088.8) (56) Патент Франции Р 2243264, кл, А 01 Н 13/00, 1975.

Патент Японии М 49-11286, кл. 10 В 22, 1974.

Патент Японии u 49-648; кл. 10 В ?2, 1974.

Изобретение относится к области химии и технологии редких радиоактивных элементов, преимущественно к технологии получения урана из морской воды.

Известен способ извлечения урана из морской воды, при котором морскую воду пропускают через апдоросли, жизнеспособные при повышенных- по отношению к морской воде концентрациях урана.

Известен способ адсорбции урана волокнистым материалом, покрытым титанатом поливинилового спирта.

Недостатками этих способов являются длительность процесса, загрязнения окружающей среды и трудность применения способа в промышленных масытабах, Наиболее близким к предлагаемо" му является способ извлечения урана из солевых растворов типа морской

„, Ы„, 788789 А1

2 (54) (57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА, из солевых растворов типа морской воды, включающий выделение урана на неорганическом материале, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени и селективности извлечения урана, в качестве неорганического материала используют металлический алюминий с удельной поверхностью 1-10 м на

1 грамм материала. воды, включающий выделение урана на неорганическом материале.

Недостатками этого способа является невысокая степень и селективность извлечения урана.

Целью изобретения является повышение степени и селективности извлечения урана.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве неорганического материала используют металлический алюминий с удельной поверхностью

1-10 м на 1 г материала.

Способ заключается в следующем.

Первоначально уран (71) в виде уранил-ионов адсорбируется на оксидной защитной пленке, покрывающей алюминий. Тем самым вблизи поверхности металла создается достаточно высокая концентрация уранилионов. Затем за счет диффузии по дефектам оксидной пленки (поры, тре78 шины и т.д.) уран (VI) поступает к поверхности металлического алюминия, где происходит его электрохимическое восстановление до смеси окис.пов низших валентностей, не растворимых в солевых растворах типа морской воды, Подобный процесс обычно называют цементацией. (<инетически этîT процесс лимитируется стадией диффузии урана (VI) в оксидной пленке. Поэтому для получения статочно высокой скорости извлечения урана из раствора необходимо либо иметь материал, обладающий большой (на менее 1 и /г) удельной поверхностью по металлу, либо изменять толщину и дефектность оксидной пленки травлением последней кислотами или воздействием любьх механических и физических нагрузок (ультразвук, облучение тяжелыми частицами и т ° и.), Описанный выше процесс на металлическом алюминии определяется в основном окислительно-восстановительными потенциалами. Поэтому более электроотрицательные, чем алюминий, металлы (Са, МВ, Sr, Na, Cs, К и другие) не будут выделяться на алюминии, Эти металлы составляют основное количество сорбируемых металлов в прототипе. В связи с этим предлагаемый способ является более селективным по отношению к урану, так как указанные выше металлы составляют основное количество от сорбируемых металлов в прототипе.

Пример !. В колбу на 50 мл вносят 0,1 r мелко нарезанной алюминиевой фольги толщиной 16 мм и удельной поверхностью ч70 см /г и добавляют 20 мл карбонатсодержащего раствора урана, меченого ураномг233, с заранее определенной удельной

g-радиоактивностью раствора, Состав раст вора: Na О, -18 г-ион/л, !<

+ у+

0,053 г-ион/л, CA 0,01 r-wo t

ЬО ? 3 1 0 Г-иОн/л, S04 0 $ 029 ион/л; Cl О, 6 г-ион/л, CO > 1 х х10 г-ион/л, рН = 8,0. Эксперимент проводят при комнатной температуре при перемешивании раствора с помощью лопастной мешалки. По истечении определенных промежутков времени отбирают пробы раствора (по 0,0? мл) для из" . мерения удельной М -радиоактивностью раствора, которое проводят с по8789

ly мощью прибора 2 >51-1-1И ОПрототип" „

На основании полученных результатов рассчитывают степень извлечения ура- на по формуле

ГЦЗРО V Ip4. г

Г = — — — — (1 — -- -), r/ñê

m p ° S)g I

Р где jU) — исходная кон центра ция

;10 урана в растворс, г/мл ., V — обьем раствора, .мл; тп - масса алюминиевой Фольги в опыте, г,,P - удел .ная поверхность

f5 алюминиевой фольги, м /г;

I и Т.р - исходная и текущая удельные - радиоакти ВНОсти раствора, 20 имп/ (сек. мл), Пример 2. В условиях, аналогичных примеру 1, в колбу загружают 0,1 г алюминиевой пудры /удель,2 ная поверхность - 5 и-/г, концентрация урана и карбонат-иона в растворе составляют соответственно 1,06 .)О и 3,3 10 г-ион/л, pH =- 8;2. Радиометрический анализ раствОра пока = зал, что уже через 100 ч извлечение урана алюминиевой пудрой достигает .50 мг урана на 1 г пудры, то соответствует величине Г = 1 мкг/см г

Различия в скорост звлечения ур:.на из солевых растворов ипа морской воды фольгой, порошком и пудрой ме35 таллического алюминия объясняю-. ся р=.çs-личной толщиной. и степенью дефектности защитной оксидной пленки на по-. верхности металла.

Полученные результ",òû показывают, О что если для извлечения урана использовать пористый материал, содержащий металлический алюминий с уаегьной поверхностью алюминия и- 1 и !r, то

,2 извлечение урана будет достигать не

<5 менее 10 мг урана на 1 г алюминия, что значительно превосходит сорбцион. ную емкость по урану прототипа. Кроме того, в процессе выделения урана на металлическом алюминии не будут

> поглощаться ионы щелочных и щелочноземельных элементов, что повышает селективность предлагаемого спосооа по ура ну °

Сравнительные характеристики проЫ тотипа и предла гаемого способа приведены в таблице. т

Предлагаемый способ

Характеристика

Прототип

Поглотитель

1,P 10

0,15

1.о

Составитель О.голыжникова

Техред М,Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор О.Филиппова

Заказ 2436 Тира>н Подписное

БНИПП Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Средняя скорость поглоценив урана г/(и с1

1 абира тел н cT ь глоцен;я р=,,а, к рва)

1=мкост ь:-,о урану, мг/г

Йктивированный уголь, пропитанный ги4рсохисью титана

Пористый материал, содержащий металлический алюминий, с удельной поверхно"

2 стью по металлу 1 м /г