Экстракционные методы переработки урановых растворов. Физико-химические основы процесса экстракции урана. Экстракционные извлечение урана из растворов

Экстракционный метод переработки ураново-рудных растворов в промышленности начал применяться с 1955 г.

• Экстракционный метод переработки ураново-рудных растворов в промышленности начал применяться с 1955 г.
• Экстракция – это процесс разделения смеси жидких веществ с помощью избирательных растворителей (экстрагентов). В более узком смысле слова и в том, в котором мы будем его употреблять, экстракция — это жидкостная экстракция или процесс извлечения соединений металлов (и кислот) из водных растворов, где они содержатся в виде солей неорганических кислот, в органические, не смешивающиеся с водой растворы. Это общее определение позволяет обобщить все возможные случаи экстракции в технологии урана независимо от их механизма.
• В настоящее время жидкостную экстракцию широко применяют в аналитической химии; в физико-химических исследованиях; в препаративной химии радиоактивных и стабильных нуклидов; для выделения радиоактивных нуклидов в специальных целях; для извлечения урана и тория из руд и их аффинажа; в технологии облученного ядерного топлива; в технологии извлечения и очистки цветных и редких металлов; в химической технологии неорганических и органических веществ.

• экстракция
• промывка водой насыщенного экстрагента
• реэкстракция

На стадии “экстракция” происходит интенсивное перемешивание водного раствора, содержащего извлекамый металл (водная фаза) и экстрагента (органическая фаза). Время контактирования фаз 1-2 мин. При контактировании фаз извлекаемый металл распреляется между водной и органической фазами.

• На стадии “экстракция” происходит интенсивное перемешивание водного раствора, содержащего извлекамый металл (водная фаза) и экстрагента (органическая фаза). Время контактирования фаз 1-2 мин. При контактировании фаз извлекаемый металл распреляется между водной и органической фазами.
• Расслоение фаз водной и органической наступает в течение 25-40 секунд после их перемешивания. Экстрагент отделяют от водной фазы путем декантации

Показатель процесса экстракции

• Одной из важнейших количественных харакеристик процесса экстракции является коэффициент распределения. Коэффициент распределения D есть отношение концентраций экстрагируемого вещества в оррганической и водной фазах при установившимся равновесии, т.е.

D= Cорг./ Сводн.

Экстракция считается эффективной, когда D ˃1

• Другим важным показателем процесса экстракции является коэффициент извлечения. Коэффициент извлечения μ – есть отношение количества экстагируемого вещества в органической фазе к исходному количеству вещества в водной фазе:

В зависимости от механизма экстракционного взаимодействия все экстрагенты условно подразделяют на три группы.

В зависимости от механизма экстракционного взаимодействия все экстрагенты условно подразделяют на три группы.

Образующие с катионом уранила (UO22+ ) устойчивые комплексные соединения. К экстрагентам этой группы относятся кислые алкилфосфаты
Механизм экстракции урана которыми напоминает механизм анионобменной сорбции. К экстрагентам этой группы относятся органические амины
Образующие с молекулами извлекаемого вещества сольваты, которые хорошо растворяются в избытке растворителя. К этой группе: спирты, эфиры, нейтральные фосфорорганические соединения

При экстракции любой соли из ее водных растворов нейтральным экстрагентом система трехкомпонентна (вода, экстрагируемая соль, экстрагент). Если же в процессе экстракции образуются какие-либо соединения, то это не меняет числа независимых переменных, так как появляются уравнения, связывающие эти соединения. Например, при экстракции азотной кислоты трибутилфосфатом (ТБФ) из водного раствора протекает реакция

При экстракции любой соли из ее водных растворов нейтральным экстрагентом система трехкомпонентна (вода, экстрагируемая соль, экстрагент). Если же в процессе экстракции образуются какие-либо соединения, то это не меняет числа независимых переменных, так как появляются уравнения, связывающие эти соединения. Например, при экстракции азотной кислоты трибутилфосфатом (ТБФ) из водного раствора протекает реакция

ТБФорг + HNO3водн —H2O—> [ТБФ∙HN3]орг.

В равновесной системе содержатся четыре вещества:

• ТБФ,
• азотная кислота,
• вода
• ониевая соль.

Так как здесь связь между концентрациями компонентов выражается одним уравнением, то число компонентов будет на единицу меньше и равно числу исходных веществ

Принципиальная технологическая схема экстракционной
переработки растворов урана

Коэффициенты очистки урана от примесей на операции экстракции

жүктеу/скачать 0,59 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: