Сорбционное извлечение урана из неосветленных растворов и пульп

16.07.2020

Сорбционное извлечение урана из пульп в капиталистических странах применяется только в США (на трех заводах).

В 50-е годы в США на нескольких заводах использовалась система сорбции из пульп с содержанием до 10% твердого в контейнерных аппаратах. До 1978 г. лишь на двух заводах имелась эта система сорбции из пульп, однако один из заводов будет демонтирован, а второй завод — в Блууотере фирмы «Анаконда» — переоборудован и на нем внедрена система экстракции из осветленных растворов. Завод перерабатывает руду песчаникового типа. Руда содержит также небольшое количество молибдена и ванадия, не оправдывающее их рентабельного извлечения. Перед подачей руды на переработку производится ее шихтовка. Руда текущей добычи крупностью 255 мм подвергается на заводе двухстадийному дроблению в щековой и двухроторной молотковой дробилках (последняя работает в замкнутом цикле с грохотом) до крупности — 25 мм.

До 1978 г. начиная со стадии измельчения до стадии осаждения на заводе действовали две параллельные идентичные секции.

Руда измельчалась в стержневой мельнице диаметром 1,6 м, длиной 3,6 м, работающей в открытом цикле при 62% твердого. За счет подачи в мельницу нагретой воды и оборотных растворов выгружаемая из мельницы пульпа имела плотность 58% твердого при крупности частиц 25—30% +0,297 мм и ~16% — 0,044 мм. Для выщелачивания пульпы имелись две нитки, каждая из которых состояла из 17 чанов диаметром 3,9 м (высота первых четырнадцати— 4,2 м, последних трех — 5,1 м), изготовленных из гуммированной стали и оборудованных мешалками лопастного типа. Продолжительность выщелачивания ~19 ч. В качестве окислителя добавлялся MnO2 (в чаны 1—10). Расход кислоты 13,5—18 кг/т, окислителя — 1,35—2,25 кг/т руды.

Разделение песков и шламов проводили в системе гидроциклонов и реечных классификаторов (для первичного разделения песков и шламов служили два параллельно действующих гидроциклона диаметром 254 мм), после этого шламы пропускали сначала через каскад из шести гидроциклонов диаметром 100 мм, а затем через батарею из 12 гидроциклонов диаметром также 100 мм. Пески первичного разделения подавали на противоточную промывку в реечных классификаторах шириной 5 м, длиной 7 м. Слив классификаторов обрабатывали в шести гидроциклонах диаметром 152 мм, действующих параллельно с классификаторами. Верхний слив батареи гидроциклонов диаметром 100 м (~100% — 0,044 мм) пропускали через грохот с отверстиями 0,149 мм для дополнительного удаления щепы и перекачивали в емкости, питающие сорбционое отделение. Пески из гидроциклонов диаметром 100 мм промывали в три ступени в четырех гидроциклонах такого же диаметра (первая ступень состояла из двух гидроциклонов, две последующие — из одного).

В камеру последнего классификатора добавляли серную кислоту до pH=1,8 для предотвращения осаждения урана. Коэффициент отмывки урана ~99,6%.

Сорбция урана из шламовой пульпы производилась в контейнерных аппаратах. Имелись две параллельные нитки по 14 аппаратов в каждой. Размеры аппаратов 1,5х1,8х15 м. Каждый аппарат содержал 10 контейнеров (корзин) кубической формы, изготовленных из гуммированной уголковой нержавеющей стали и покрытых сеткой из нержавеющей стали или пластмассы. Длина стороны контейнера 1,2 м. Размер отверстий сеток 2,0—0,59 мм. Для уменьшения коррозии все стальные узлы были гуммированы, за исключением сеток, изготовленных из пластмассы. Длина хода контейнера по вертикали 250 мм, число ходов 12 в минуту. Аппараты были установлены по самотечной схеме с разностью в уровнях 30 см. В качестве сорбента использовалась сильноосновная нообменная смола типа ИРА-430 с размером зерен 65—95% + 0,84 мм. Загрузка сорбента в каждый аппарат 3,9 м3. Емкость | смолы по урану 70 кг/м3. Обычно на сорбции работали десять .аппаратов, на десорбции — четыре.

Параметры исходной пульпы с содержанием 1,7 г U3O8/л корректировали в промежуточных чанах до получения оптимальных для процесса сорбции условий: pH = 2,0, окислительно-восстановительный потенциал — 500 мВ, плотность пульпы — 7% твердого. Средний расход реагентов для корректировки pH и окислительновосстановительного потенциала составлял — 0,20 кг MgO и 1,8 г FeSO4/т руды. После корректировки пульпу посылали на сорбцию при расходе 1,5—2 м3/мин. Продолжительность цикла сорбции 2 ч.

Хвостовую шламовую пульпу из последнего аппарата на сорбции с содержанием нерастворенного урана 0,03% объединяли с хвостовой Песковой фракцией отделения классификации и сбрасывали в отвал.

Каждый аппарат после цикла сорбции промывали, и он становился последним аппаратом в цикле десорбции. Десорбция производилась периодически, и регенерат с концентрацией U3O8 12 г/л из последнего аппарата направляли на осаждение. Бедные регенераты подавали в следующий аппарат, а в головной аппарат, работающий на десорбции, добавляли свежий десорбирующий раствор, приготовленный из оборотного фильтрата и растворов NaCl и H2SO4. NaCl и H2SO4 добавляли дробно в чаны для приготовления десорбирующего раствора. Концентрация NaCl составляла 100 г/л при pH = 1,3. Расход NaCl для десорбции 12,6 кг, H2SO4—1,8 кг/т руды. Потери смолы достигали 2,8 м3/мес.

Богатый регенерат собирали в одном из трех чанов диаметром 6 м, высотой 5,5 м, оборудованных мешалками, и затем непосредственно из регенерата осаждали уран в две ступени. На первой ступени добавляли известковое молоко для корректировки pH до 4,2, чем обеспечивали частичную нейтрализацию неосветленного регенерата для осаждения ионов железа и образования гипса, который улучшал показатели последующей операции фильтрации. Расход извести 1 кг/т руды.

Полученный осадок отфильтровывали на трех 36-рамных фильтрпрессах размером 1420х1420 мм, работающих периодически и выполняющих один цикл за сутки. Кек фильтров возвращали в секцию измельчения руды, а осветленный фильтрат направляли на вторую ступень осаждения, состоящую из двух чанов, аналогичных по размерам и конструкции чанам первой ступени. Продолжительность цикла осаждения химического концентрата, состоящего из отдельных этапов, составляла 48 ч. Для осаждения использовали окись магния при расходе —0,7 кг/т руды. Осажденный химический концентрат отфильтровывали на четырех рамных фильтрпрессах и промывали 3%-ным раствором сульфата аммония для удаления натрия и затем водой для удаления оставшихся ионов хлора, после чего сушили в двух барабанных сушилках (1065х2280 мм), обогреваемых паром. Из сушилки продукт выгружали при 93—120° С. Пыль из пылеуловителя содержала высокую концентрацию хлор-ионов, поэтому ее возвращали на первую ступень осаждения.

Сбросной фильтрат фильтрпрессов (концентрация урана 0,003 г/л) использовали при приготовлении десорбирующего раствора и в системе пылеулавливания. При необходимости часть его сливали в отвал. Промывочную воду фильтров с высокой и низкой концентрацией хлор-ионов собирали в раздельные емкости для последующего использования в цикле фильтрации после первой ступени осаждения и для приготовления раствора NaCl в цикле десорбции. Состав конечного продукта, %: 87% U3O8; 2—2,5% Na; 5—6% H2SO4; 0,65% СО32-; 0,2% V2O5.

При реконструкции завода модернизированы отделения дробления, измельчения и выщелачивания, построена экстракционная установка.

Опыт эксплуатации контейнерных аппаратов и данные проведенных исследований не показали каких-либо существенных преимуществ этого метода сорбции из пульп по сравнению с сорбцией из осветленных растворов. Более того, методу присущ ряд недостатков — сложность устройства кинематической части контейнера, необходимость тщательного отделения Песковой фракции и сильное разбавление пульпы. Эти факторы делают этот процесс неперспективным, так что на будущих заводах он, безусловно, не найдет применения.

Более перспективным процессом является непрерывная противоточная сорбция из пульп в аппаратах с пневматическим или механическим перемешиванием, поскольку таким методом можно перерабатывать пульпу высокой плотности (до 30% твердого и выше). В настоящее время по этой схеме сорбции работают три американских завода.

Самый крупный из них — завод «Сплит Рок» фирмы «Вестерн ньюклеар» (рис. 3.21) перешел на непрерывную сорбцию из пульп в 1966 г. (до этого процесс сорбции осуществляли в контейнерных аппаратах). Завод перерабатывает руду, представленную главным образом сцементированным песчаником с включениями вторичных минералов, например отунита и карнотита. Влажность руды от 8—9 до 12—15%, содержание урана -0,2%, молибдена до 0,005%.


В период 1974—1976 гг. завод был переоборудован, причем модернизации подверглись основные технологические процессы. Так, например, ранее руду дробили в две стадии (на первой стадии — в щековой, на второй — в конусной дробилке) до крупности — 25 мм. Измельчение также производилось в две стадии: на первой стадии в стержневой мельнице, работающей в открытом цикле, на второй стадии — в шаровой мельнице, пульпу из которой выгружали на грохот с размером ячеек 9,5 мм. Нижний продукт этого грохота представлял собой конечный продукт отделения измельчения.

В процессе модернизации установлена мельница рудного само-измельчения типа «Хардинг» размером 1,8х5,5 мм производительностью 170 т руды/ч. Она заменяет сушилку (для подсушки руды), щековую и конусную дробилки, а также стержневую и шаровую мельницы, что существенно упрощает процесс переработки руды. Куски руды (средний размер ~50 мм, максимальный -610 мм) непрерывно подают в загрузочный конец мельницы (измельчение ведется мокрым способом). Выгружаемая из мельницы пульпа содержит 70% твердого. Питающая и разгрузочная цапфы смонтированы на подшипниках. Вращающаяся часть мельницы имеет заменяемую металлическую футеровку. Поскольку крупных кусков руды, загружаемых в мельницу, недостаточно, добавляют стальные шары, обеспечивающие надлежащее измельчение руды.

Измельченную руду пропускают через стальную щелевую диафрагму, и затем она попадает на барабанный грохот, вращающийся вместе с мельницей. Фракция размером — 12,5 мм проходит через отверстия грохота и перекачивается на грохоты, надрешетный продукт которых возвращают на доизмельчение. Выгруженную из мельницы пульпу (95% — 1,41 мм) перед выщелачиванием хранят в двух чанах размером 7,6х15 м.

Выщелачивание осуществляют в цепочке из 11 деревянных чанов, оборудованных 4-лопастными мешалками. Диаметр первых девяти чанов 4,8 м, последних двух — 6 м, высота всех чанов 4,8 м. Кислота и пар подаются в первые три чана, окислитель (МnО2 или NaClO3) — в третий чан. Продолжительность выщелачивания 14 ч при окислительно-восстановительном потенциале 500 мВ в третьем чане.

Иногда в девятый чан подают пар, а в последний — порошкообразное железо для уменьшения окислительно-восстановительного потенциала до 430 мВ, что считается оптимальным (применительно к условиям данного завода) для последующего процесса сорбции из пульп; pH в последнем чане составляет 1,1—1,3. Извлечение урана составляет 94%, расход кислоты 31 кг, окислителя — 3,6 кг и порошкообразного железа — 0,2 кг/т руды. По существу отделение выщелачивания осталось без изменения.

Разделение песков и шламов (крупностью — 0,044 мм) производится в гидроциклонах (шесть батарей) и четырех дражных классификаторах типа «Эсперанца». Исходная пульпа перекачивается сначала в два гидроциклона диаметром 250 мм, пески из которых направляют в первый классификатор, а шламы (верхний слив) — в батарею из пяти гидроциклонов диаметром 150 мм. Слив этих гидроциклонов является исходным продуктом для сорбционного отделения. Имеется дополнительная батарея классификаторов и гидроциклонов, работающая параллельно, в которой вода, подаваемая в последний классификатор, движется противотоком по отношению к пескам. Слив первого классификатора объединяют с пульпой, подаваемой в батарею из пяти ранее упомянутых гидроциклонов диаметром 150 мм. Шламы (7% твердого) пропускают через грохот диаметром 1,2 м с размером отверстий 0,177 мм для отделения щепы. Коэффициент отмывки урана на этой стадии 99,8%.

Сорбционное отделение состоит из двух параллельных ниток чанов (по пять в каждой нитке) диаметром 3,9 м, высотой 4,2 м с механическим перемешиванием (до реконструкции была одна нитка с восьмью чанами). Если ранее для перемещения пульпы между ступенями служили насосы, то в процессе реконструкции их заменили эрлифтами (на стадиях сорбции и десорбции), которые выгружают пульпу на грохоты, оборудованные деками из нержавеющей стали с отверстиями диаметром 0,250 мм. Емкость сорбента по урану 40 кг/м3, полнота извлечения урана 99%.

Насыщенную ураном смолу промывают водой на двух грохотах «Свеко», установленных последовательно, и затем направляют в десорбционное отделение. В ходе реконструкции для десорбции урана со смолы установлено две нитки чанов (по девять в каждой) диаметром 2,1 м, высотой 2,4 м, оборудованных мешалками турбинного типа вместо 14 ранее использовавшихся чанов. Разделение регенератора и смолы на стадии десорбции производится в осадительных конусах диаметром 1,2 м с углом конусности 60°: смола выгружается через воздушные клапаны у вершины конуса, а раствор перетекает в верхней части (конструкция конусов разработана фирмой «Федерал Америкен партнерз»),

В качестве десорбирующего раствора используется раствор кислоты (120 г H2SO4/л), подаваемый на десорбцию при расходе 190—230 л/мин. Объем смолы составляет одну треть общего объема. Выводной регенерат, содержащий 12 г U/л, осветляют периодически на фильтрпрессе с намывным слоем из низкоуглеродистой стали с футеровкой из стеклопластика, имеющем площадь 9 м2. Цикл осветления 8 ч. Кек фильтра направляют в третий классификатор «Эсперанца».

Экстракционная перечистка десорбата (внедрена в апреле 1965 г.) осуществляется в четыре ступени в смесителях-отстойниках прямоугольной формы, изготовленных из стали с футеровкой из стеклопластика. На стадии экстракции ширина смесителей и отстойников 1,8 м, на стадии реэкстракции — 1,5 м. Длина аппаратов в обоих отделениях 6 м, высота 1,5 м.

В аппаратах имеется камера, в которой установлена турбинная мешалка специальной конструкции, одновременно смешивающая и перекачивающая органическую и водную фазы. После разделения фаз органическая фаза перетекает через порог, а водная фаза течет от днища чана вверх и выводится через вертикальную трубу с регулируемой высотой. Часть водной фазы возвращается в цикл в пределах каждого аппарата для обеспечения работы со сплошной водной фазой в отделении реэкстракции. Отношение О.В = 2:1. Экстрагент — раствор третичного амина (6—7%) и изодеканола (3%) в керосине, реэкстрагент — раствор сульфата аммония, концентрация которого составляет 120 г/л. Содержание урана в реэкстракте 30 г/л.

Во избежание совместной реэкстраКции молибдена в восстановленном состоянии в смеситель первой ступени реэкстракции добавляют аммиак для доведения значений pH до 3,5. За счет последующих добавок аммиака на вторую и третью ступени pH поднимается до 4,5, что является оптимальным значением для реэкстракции урана из органической фазы в водную. Чтобы предотвратить накопление молибдена в органической фазе в избыточном количестве, часть ее промывают раствором Na2CO3 в одну ступень в предназначенном для этого смесителе-отстойнике. Некоторое количество Na2CO3 в твердом виде добавляют непосредственно в смеситель-отстойник до pH = 9,0. Содержащие молибден растворы в настоящее время сбрасывают в хвосты, однако исследуются методы его извлечения. Регулирование расхода водной и органической фаз, а также значения pH в экстракционном отделении производятся автоматически.

Уран из реэкстракта осаждают в двух последовательно установленных чанах размером 1,5x1,5 м, оборудованных мешалками турбинного типа. Регулирование подачи газообразного аммиака для получения pH~5,0 в первом чане осуществляется вручную, а во втором чане (pH~7,6) автоматически. Пульпу химического концентрата сгущают в сгустителе диаметром 6 м, нижний слив которого при содержании 15% твердого обезвоживают в центрифуге типа «Берд» (размером 457X710 мм) до плотности 75% твердого. Внутри центрифуги полученный продукт промывают струей воды перед подачей его в шестиподовую сушилку. Процесс сушки протекает при максимальной температуре 700° С. Состав конечного продукта %: ~95% U3O8, 3—5% SO42- 0,1—0,3% Mo.

Растворы после осаждения урана хранят в специальной емкости и при необходимости возвращают в цикл в отделение экстракции. Сульфат аммония получают нейтрализацией аммиаком серной кислоты в отделении жидкостной экстракции. Необходимая концентрация поддерживается за счет добавки промывочной воды в центрифугу. Избыточные растворы или сливают для их дальнейшего использования в качестве десорбента, или направляют в цикл выщелачивания.

Завод в Гас-Хиллс фирмы «Федерал Америкен партнерз» (рис. 3.22), производительность которого по руде составляет в настоящее время 950 т/сут, планируется расширить на 50—100%. Завод работает на руде, представленной песчаником (содержание U3O8 0,1%).



После дробления руды в две стадии с промежуточной подсушкой ее после первичного дробления (в случае необходимости) во вращающейся сушилке диаметром 2,1 м, длиной 12 м руду измельчают до 95%—0,84 мм в шаровой мельнице типа «Мэрси» размером 1,8х1,8 м, работающей в замкнутом цикле со спиральным классификатором. Для получения пульпы плотностью 55% твердого в мельницу добавляют подогретую воду, вследствие чего верхний слив классификатора имеет температуру 46° С, и оборотные промывочные растворы из цикла сорбции, в которых содержится 25 г H2SO4 и 4,2 г U3O8/л.

Пульпа перед выщелачиванием подвергается опробованию и затем выщелачивается в цепочке из шести деревянных чанов с мешалками диаметром 4,8 м, высотой 5,1 м, оборудованных эрлифтами для перемещения пульпы. Продолжительность выщелачивания 12—13 ч, температура 46° С. Серная кислота добавляется во второй и третий чаны с таким расчетом, чтобы избыточная концентрация свободной кислоты в шестом чане составляла 10 г/л. Общий расход кислоты 22,5—33,5 кг/т руды. Окислителем служит хлорат натрия при расходе 0,2—0,9 кг/т руды. Его добавляют в третий, шестой чаны для поддержания окислительно-восстановительного потенциала на уровне 390—400 мВ.

Разделение песков крупностью +0,044 мм и шламов производится противоточной промывкой в системе гидроциклонов и спиральных классификаторов. Для первичного разделения служат три параллельно работающих гидроциклона диаметром 250 мм. Верхний слив этих гидроциклонов пропускают через две ступени гидроциклонов диаметром 150 мм. Полученная в них пульпа с размером частиц —0,044 мм (содержание твердого 11—12%) подается на сорбционную переработку.

Пески первых трех гидроциклонов промывают в трех последовательно установленных спиральных классификаторах; конечные пески сбрасывают в отвал. Слив классификаторов перерабатывают в гидроциклонах диаметром 150 мм, работающих параллельно с классификаторами. Верхний слив гидроциклонов направляют в качестве промывочной воды на предыдущую ступень классификации. В конечный классификатор и гидроциклон добавляют промывочную воду из расчета 1 т/т руды. Потеря урана в хвосты на этой стадии составляет 0,20% всего урана в руде.

Зумпфы насосов, питающих первичные гидроциклоны, разделены вертикальной перегородкой, погруженной на значительную глубину, но не доходящей до дна. Применение таких зумпфов обеспечивает частичный оборот верхнего слива гидроциклонов, чтонеобходимо для поддержания постоянного напора насосов.

Оставшаяся часть верхнего слива перетекает из зумпфов подается на следующую ступень. Питание вторичных гидроциклонов регулируется дроссельными вентилями у разгрузочного отверстия насосов, которые контролируются поплавками в зумпфа насосов.

Щепу из шламов удаляют грохотами типа «Свеко»; шламы перед подачей на сорбцию собирают в емкости, затем частично нейтрализуют аммиаком до pH = 1,65 и перекачивают в сорбционное отделение при расходе 1,2—1,3 м3/мин. В сорбционном отделении установлено семь чанов с механическими мешалками, изготовленных из стали и футерованных листовым пластиком, сваренным в углах. Диаметр чанов 3,3 м, высота 3 м. Перемещение пульпы между ступенями обеспечивается стальными гуммированными эрлифтами. Смола и пульпа разделяются на грохотах из нержавеющей стали с отверстиями 0,297 мм. Грохоты оборудованы специальными устройствами для замедления потока во избежание излишнего износа смолы. Обычный срок службы дек грохотов 50—60 сут.

Десорбция происходит в 12 ступеней в чанах, по конструкции аналогичных чанам в сорбционном отделении, но других размеров: 1,6x1,6 м. Для перемещения смолы и пульпы предусмотрены эрлифты из стеклопластика.

Смола и регенерат разделяются в осадительных конусах из стеклопластика, разработанных и запатентованных фирмой «Федерал Америкен партнерз». Установлен 13-й чан, который служит для промывки смолы и отделения ее перед возвратом в сорбционное отделение. В качестве десорбента служит рафинат, а также растворы после реэкстракции и осаждения урана, в которые добавляют кислоту (с таким расчетом, чтобы ее концентрация составляла 100 г/л) и сульфат аммония (примерно в таком же количестве). Рабочая температура процесса десорбции 40—43°С. В выводном регенерате содержится 10 г урана и 80 г кислоты на 1 л раствора.

Общая загрузка смолы в сорбционном и десорбционном отделениях составляет 23 м3. Смола совершает 1,6 цикла за сутки.

Регенерат (0,75 г взвешенных частиц в 1 л) осветляют на пластинчатом фильтрпрессе, футерованном стеклопластиком, за исключением пластин и подвесок, изготовленных из нержавеющей стали. Фильтр очищают один раз в сутки и кек возвращают в емкость, питающую сорбционное отделение. Осветленный регенерат перерабатывают экстракционным способом в четыре ступени во встроенных смесителях-отстойниках, изготовленных из стали, футерованной стеклопластиком и покрытой мягкой эпоксидной смолой; все трубопроводы — из полихлорвинила. Никаких насосов-для перекачки растворов между ступенями нет, поскольку мешалки в смесителях поднимают смесь органической и водной фаз на достаточную высоту, так что фазы могут перетекать в отстойники. Органическая фаза — 6%-ный раствор третичного амина и 2,5—3%-ный раствор изодецилового спирта в керосине. О:В = (1,3-1,6):1. Общие потери органической фазы составляют 0,2 л/м3 перерабатываемых растворов. Потери реагентов: 0,002—0,004 кг амина и 0,001 кг изодецилового спирта на 1 т руды.

Змеевик для горячей воды, помещенный в емкости для хранения органической фазы, нагревает раствор, что способствует поддержанию рабочей температуры 32—35° С и улучшает показатели экстракции. Рафинат, содержащий 0,01 г урана и 65 г H2SO4M, течет в отстойниках для водной фазы, где извлекается захваченная органика, затем рафинат, как уже было сказано выше, возвращают в чан для приготовления десорбирующего раствора. Кроме того, часть рафината сливают для последующего использования при промывке смолы, после чего направляют в цикл измельчения.

Уран из экстракта реэкстрагируют раствором сульфата аммония при pH = 4,1-4,3. Расход реэкстрагента 23 л/мин. Уран из реэкстракта с содержанием 40 г U3O8M осаждается аммиаком в одну ступень в чане с мешалкой размером 1,5x1,5 м при pH = = 7,0. Такое значение pH достигается автоматической добавкой аммиака. Пульпу химического концентрата сгущают в чане с коническим днищем размером 4,2x4,2 м, нижний слив которого при содержании 15% твердого перекачивают в центрифугу Лаваля. На стадии осаждения добавляют флокулянт, кек центрифуги (65% твердого) распульповывают до 45—50% твердого и подают на сушку в шестиподовую сушилку при максимальной температуре 590° С. Пыль улавливается скруббером и возвращается в чан для осаждения.

Конечный высушенный продукт, раздробленный до частиц размером + 6 мм в небольшой молотковой мельнице, затаривается в барабаны. Состав концентрата, %: 96—98 U3O8 и 3,4 SO2-.

На заводе фирмы «Юнион карбайд» в Гас-Хиллс (США) для извлечения урана из пульпы также применяется метод непрерывной противоточной сорбции, HO, в отличие от завода фирмы «Федерал Америкен партнерз», процесс сорбции протекает в чанах с пневматическим перемешиванием. Руду с содержанием урана 0,15—0,18% дробят в одну ступень до крупности — 50 мм в щековой или молотковой дробилке и измельчают также в одну ступень в стержневой мельнице, работающей в открытом цикле, до крупности — 0,59 мм. Выщелачивание осуществляют в восемь ступеней в деревянных чанах с мешалками пропеллерного типа. Продолжительность выщелачивания 18—24 ч без подогрева (плотность пульпы — 50% твердого). Большую часть кислоты добавляют в первый чан. Окислитель — MnO2 или NaClO3.

Разделение песков и шламов производят противоточной промывкой в параллельных каскадах гидродиклонов и спиральных классификаторов. Пески направляют в отвал, а шламы частично обезвоживают в сгустителе диаметром 38 мм. Нижний слив с содержанием твердого 10—20% пропускают через грохоты с отверстиями 0,246 мм для удаления щепы и собирают в чанах, питающих сорбционное отделение. Обязательной операцией является корректировка значения pH нижнего слива аммиаком до значения 1,2—1,8 перед подачей на сорбцию.

В отделении сорбции из пульп установлено восемь аппаратов из гуммированной стали, в отделении десорбции — 11 аппаратов из стали, футерованной стеклопластиком. Хвостовая шламовая пульпа (после извлечения из нее урана) объединяется с песками классификаторов и перекачивается на хвостохранилище. Насыщенную ураном смолу (емкость по урану 48 кг/м3) промывают и направляют на десорбцию в восемь ступеней.

Остальные три аппарата в отделении десорбции служат для обработки смолы оборотным десорбирующим раствором, подкисленным серной кислотой. Воздушный метод перемешивания смолы и пульпы, наряду с использованием эрлифтов для перемещения смолы между ступенями, оказался очень эффективным с точки зрения уменьшения износа смолы.

Выводной регенерат перечищают экстракционным способом (внедрен в последние годы) в четыре ступени. Уран из реэкстракта осаждают аммиаком в три ступени при рН = 7; осажденный химический концентрат урана фильтруют, кек фильтра распульповывают и сушат в подовой сушилке при 480—815° С.

Завод в 1972 г. перешел на безотходное производство — все сбросные растворы возвращают в цикл. В отличие от капиталистических стран, в Советском Союзе и некоторых социалистических странах основным методом переработки урановых руд является метод сорбции из пульп как при кислотном, так и карбонатном способах выщелачивания.

По интенсивности этот процесс превосходит классические фильтрационно-декантационные схемы в сотни раз. Так, при отделении рудной массы от раствора методом фильтрации удельная скорость процесса обычно составляет 0,5—2,0 т/м2/сут, в то время как при сорбции из пульп через 1 м2 разделительной сетки можно отделить 50—100 т рудной массы за 1 ч.

За счет снижения содержания в твердой части пульпы и меньшего разбавления достигается повышение степени извлечения урана (на 2—3%), в 2—3 раза сокращается водопотребление, а исключение трудоемких операций фильтрации и декантации существенно повышает производительность труда (в 2—3 раза). Эти и другие неоспоримые преимущества метода сорбции из пульп позволяют экономично перерабатывать руды с содержанием урана менее 0,1% и рекомендовать его для использования в гидрометаллургии рассеянных и благородных металлов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна