网站导航

万向新闻资讯

当前位置:主页 > 万向新闻资讯 >
溶剂萃取法提铀
时间:2023-06-26 09:35 点击次数:159

  用溶剂草取法从含铀溶液中富集和提纯铀的过程。溶剂萃取法提取铀具有速度快、效率高、易于自动控制和连续逆流作业的特点,适于从澄清的浸出液中提取铀。1956年美国建成第一座溶剂萃取法提取铀的工厂,随后萃取法很快就发展成为铀富集的主要方法,当前世界上采用此法提取铀的工厂已超过半数。中国于60年代初建成铀的萃取工厂。

  萃取剂萃取剂是有机相的重要组分,它能与被萃取物形成溶于有机相的萃合物。用于提取铀的萃取剂大都是离子萃取剂,主要有胺类萃取剂和烷基磷酸萃取剂两类。在溶剂萃取法提铀中,也有采用非离子型萃取剂的,如中性磷类萃取剂就属非离子型萃取剂。萃取剂一般需用大量的惰性稀释剂稀释,有时还要添加某些改质剂。

  胺类萃取剂胺类萃取剂属阴离子型萃取剂,只能萃取形成阴配离子的和。铀工业生产常用这类萃取剂是三烷辛幸基叔胺,如阿拉明336(Alamine336)和三脂肪胺(N235)。三烷基叔胺的萃取反应为:

  季胺类萃取剂能在溶液的高pH范围内起萃取反应,可从碳酸盐溶液中萃取铀,其反应为:

  烷基磷酸萃取剂属阳离子萃取剂,能从硫酸浸出液中萃取[UO2]2+及部分高价金属阳离子,但对铀的选择性不如胺类萃取剂好。在一定的溶液pH与氧化还原电位条件下,可用这类萃取剂分离除去铀溶液中Fe2+等大部分杂质,而对水相料液中固体含量的要求不象胺类萃取剂那样严格。常用的烷基磷酸萃取剂,如二(2-乙基己基)磷酸(P204,D2EHPA)为弱酸型萃取剂,它在有机相中以二聚体(HA):形式存在,能离解出一个氢离子:

  中性含磷莘取剂 属非离子型萃取剂。常用的TBP(磷酸三丁酯)和煤油组成的有机相,能从硝酸溶液中萃取[UO2]2+缔合成中性分子的硝酸盐:

  那些不发生缔合的金属离子则不被萃取,从而起到提纯铀的作用。TBP的萃取容量大,适用于硝酸溶解铀化学浓缩物所得的高浓度铀溶液,以及用于后处理的提纯(见铀提纯)。

  稀释剂有机相的萃取剂浓度一般约为0.1m0l/L,其余90%以上为惰性的稀释剂。稀释剂对少量活性组分起载带和稀释作用。铀工业生产常用价廉、闪点高、萃取系数高的磺化煤油作为惰性稀释剂。

  改质剂起提高萃取和反萃取效果、防止第三相形成和提高胺盐的溶解度等作用。常用的改质剂有不溶于水的高碳醇或中性有机磷化合物。在用烷基磷类萃取剂萃取铀时,添加适量中性有机磷化合物不仅起改质剂作用,还能大幅度提高萃取铀的能力,萃取系数大大高于这几种萃取剂单独使用时的总和,收到协同革取的效果。常用的协同萃取体系为0.1mol/LD2EHPA+0.1mol/LTRPO。

  萃取工艺先用由萃取剂、改质剂和稀释剂组成的有机相,将含铀的水相料液中的铀萃入有机相,然后用反萃取剂把负载有机相中的铀反萃入溶液,再从反萃取液中制取核纯铀化合物。反萃后的有机相返回萃取铀,萃余液返回工艺过程,或部分中和后排放。工业上常用阿梅克斯(Amex)法和达佩克斯(Dapex)法从硫酸浸出液中萃取铀。

  阿梅克斯法采用由叔胺(N235或阿拉明336)萃取剂、煤油稀释剂和高碳混合醇(或异癸酸)作改质剂组成的有机相。由于胺会捕集溶液中的固体微粒,容易引起乳化,水相料液须经控制过滤,使固体含量在2×10-3%以下。此法的典型作业条件为:水相料液含铀1.0~1.5g/L,pH0.5~1.0;采用由萃取剂R3N3%~9%、高碳醇2%~3%和煤油组成的有机相;有机相:水相为流比1:4~1:6,接触相比1:1~1:2,混合约1min,分相5~8min;3~5级萃取。所得萃余液含铀在5mg/L以下,负载有机相含铀3.5~4.0g/L。常用含NaCl1.5mol/L、pH约2的酸化溶液或用pH4.0~4.3、含(NH4)2SO41.5mol/L的溶液反萃取铀,后者操作费用较低。反萃取液含铀30g/L,左右,用氨水沉淀铀化学浓缩物。也可,月(NH4)2CO3溶液结晶反萃取:

  达佩克斯法 采用由D2EHPA10%萃取剂、TBP5%改质剂和煤油组成的有机相。先用铁屑将水相料液中的Fe3+还原(氧化还原电位-200~-300mV)成Fe2+并保持较高的铀饱和度,以减少铁等杂质同时被萃取。往有机相中添加适量的三烷基氧磷(TRPO或TOPO)还能收到显著的协同萃取效果,提高铀的分离系数,减少杂质的萃取。

  此法的典型作业条件为:水相料液含铀1.0~1.5g/L,pH约1.0,氧化还原电位-250~-300mV;采用协同萃取剂0.1mol/LD2EHPA+0.1mol/LTRPO和煤油组成的有机相;3~6级萃取。所得萃余液含铀在5mg/L以下。负载有机相可用Na2CO3溶液反萃取,也可用(NH4)2CO3溶液结晶反萃取制取(NH4)4UO2(CO3)3。由D2EHPA+TRPO和煤油组成的有机相已成功地用于从湿法磷酸中萃取回收铀(见湿法磷酸提铀)。

  萃取设备苹取设备种类很多,在溶剂萃取法提铀中常用混合澄清器,有时也用脉冲筛板塔。

  混合澄清器由用隔板分开的混合室和澄清室组成,两者构成一个萃取级。水相和有机相在混合室内,由搅拌器输入能量使它们充分混合,待传质过程接衡后,混合相进入大面积的澄清室进行两相分离。分离后的水相和有机相分别流入相邻级的混合室实现逆流多级萃取过程。此种装置可实现自动控制和全逆流萃取,具有结构简单、价廉、便于操作和维修、级效率高及有机相夹带损失少的特点。

  脉冲筛板塔常用于铀提纯和后处理的萃取工艺,也适用于矿浆萃取。塔内萃取段设有许多孔板或筛板,沿塔长方向按一定板距固定在支撑柱和塔环上,将萃取段分成若干个隔室,两相的分散与混合即在此处发生。由于采用脉冲发生器输入正弦脉冲,增大了湍流和相界面积,从而大大地提高了塔的传质效率。脉冲筛板塔萃取强度弱,有利于相分离,由矿浆夹带引起有机相的损失少。

  发展趋势目前世界上均已用溶剂萃取法生产核纯铀化合物,今后需进一步完善有关工艺和改进设备。在完善有关工艺方面,需设法降低胺类萃取剂的水溶性,充分利用磷酸类萃取剂的协同萃取效应;发展和完善淋萃流程,使铀的富集和提纯同时完成。在改进萃取设备方面,需开发全逆流萃取、萃取过程稳定、能自动控制、节能、有机相损失少的高效萃取器。

如果您有任何问题,请跟我们联系!

联系万向娱乐

Copyright © 2027 万向娱乐注册 TXT地图 HTML地图 XML地图