Общие сведения о кристаллизации в урановой технологии

Кристаллизацией называют процесс выделения растворенных в жидкости веществ в твердую фазу. В результате кристаллизации из растворов выделяются твердые, химически однородные тела правильной формы — кристаллы.

Технологические схемы получения чистых соединений урана из рудного сырья, как правило, включают процесс кристаллизации, который часто совмещается с процессом образования определенного химического соединения.

Методом кристаллизации получают уранилнитрат, уранилоксалат, тетрафторид и ряд других соединений урана, используемых в технологии.

В зависимости от способа и условий проведения процесса кристаллы одного и того же вещества могут отличаться по размерам, форме и качеству.

При кристаллизации, проводимой для отделения урана от примесей, чистота получаемого продукта часто зависит от крупности кристаллов, так как крупные кристаллы обычно отличаются наименьшим содержанием посторонних включений и примесей. От физических свойств получаемых кристаллов зависит также эффективность последующих операций отделения их от маточного раствора.

Крупнокристаллические осадки в большинстве случаев легче фугуются, фильтруются и промываются ввиду уменьшения сопротивления прохождению жидкости в порах материала и легкого смыва маточника с гладкой поверхности. Наконец, сушка кристаллов облегчается тем, что на поверхности крупных кристаллов остается меньше промывных вод.

Разнообразие кристаллических веществ, используемых в урановой технологии, привело к появлению различных способов ведения процесса кристаллизации и к многообразию типов и конструкций кристаллизаторов.

В значительной степени это объясняется также тем, что в каждом конкретном случае выбор способа кристаллизации, режима процесса и его аппаратурного оформления проводится чисто эмпирически, так как до настоящего времени отсутствует общая теория кристаллизации, которая могла бы удовлетворительно объяснить хотя бы основные закономерности этого процесса.

Теории роста кристаллов посвящены работы Кузнецова, Бакли, Шубникова и других исследователей.

Важное место рассмотрению этого процесса отводится в трудах Касаткина, Циборовского, Шабалина с сотрудниками.

Серьезного внимания заслуживают исследования Павлова, изучавшего кристаллизацию при перемешивании растворов барботирующим воздухом.

В последнее время опубликован обзор Гаррета и Розенбаума, в котором изложены основы теории и практики кристаллизации, а также приведены сведения по выбору конструкций кристаллизаторов и экономике этого процесса.