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铀浓缩激光分离法(离心铀浓缩)

铀浓缩激光分离法(离心铀浓缩) 离子交换法从碳酸盐浸出液中回收铀

如果碳酸铀堆浸浸出液中的铀浓度低于2 ~ 2.5g·∕·l,直接用碱沉淀浸出液是不经济的。此外,由于浸出时间长,浸出液中的铀浓度大部分时间低得多。因此,从低铀浓度的碳酸盐浸出液中回收铀,通常采用阴离子交换树脂吸附,然后饱和树脂浸出,得到高铀浓度的富浸出液,再用碱沉淀出合格的铀产品。

强碱性阴离子交换树脂从碱性浸出液中吸附铀与从硫酸浸出液中吸附铀非常相似。强碱性阴离子交换树脂吸附铀酰络合阴离子的反应如下:

4 rcl+[UO2(CO3)3]4-R4[UO2(CO3)3]+4Cl-(1)

当从碳酸钠浸出液中吸收铀时,具有完全离子化活性基团的强碱性阴离子交换树脂比仅具有部分离子化活性基团的中或弱碱性阴离子交换树脂具有更高的铀容量(见图1)。离子交换树脂从上述溶液中吸附铀的能力在很大程度上取决于浸出液的pH值(见图2)。

图1碱性树脂从碳酸钠浸出液中吸附铀时的容量变化

(溶液中Na2CO3的浓度:0.2mol∕L)

1-强碱性树脂;2-中碱性树脂;3-弱碱性树脂

图2阴离子交换树脂从碳酸钠介质中吸附铀的容量随溶液pH的变化。

([HCO3-]+[Co32-] = 0.4克当量/升)

碳酸钠浸出液的组成对离子交换树脂吸附铀有相当大的影响。如上所述,除了[UO2 (Co3) 3] 4-,还有VO3 -,PO43 -,Cl-,SO42 -,HCO3 -,CO32 -,有时甚至还有MnO4 -,NO3 -,碱式碳酸铁阴离子[Fe(OH)(Co3]如果浸出液中有Cl-,NO3 -,会明显影响铀的吸附,因为它们可以先被树脂吸附。此外,碱性阴离子交换树脂对PO43 -、VO3 -等的吸附顺序。如下所示

PO43->[Fe(OH)(CO3)3]4->[VO3->[UO2(CO3)3]4-

磷酸盐、钒酸盐和硅酸盐可被强碱性阴离子交换树脂吸附,但随着铀吸附量的增加,大部分可被三碳酸铀酰络合离子取代。但是,由于这些杂质离子仍然吸附在树脂上,铀的吸附能力下降(见图3)。

图3阴离子交换树脂对三碳酸铀酰、钒酸盐和磷酸盐的吸附

(吸附率表示为初始溶液阴离子浓度的百分比)

至于碱性浸出液中的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐和氯化物对强碱性阴离子交换树脂吸附铀的影响,Traut(d . e . u . s . Bureau of Mining)等人进行了探索性研究(见图4 ~图9)。

图4溶液中CO2浓度(以Na2CO3计算,g/L)对铀吸附的影响

图5 4克na2co3溶液中的碳酸氢盐浓度(以碳酸氢钠计,g∕L)对铀吸附的影响

图6 9g∕碳酸钠溶液中的碳酸氢盐浓度(以碳酸氢钠计,g∕L)对铀吸附的影响

图7 18g∕碳酸钠溶液中的碳酸氢根浓度(以碳酸氢钠计,g∕L)对铀吸附的影响

图8溶液中cl-浓度(以NaCl、g∕L计算)对铀吸附的影响

图9熔渣中SO42 -自由基浓度(以Na2SO4计算,g∕L)对铀吸附的影响

图4表明,当浸出液中碳酸钠的浓度约为3g∕L时,树脂的铀吸附容量最大。当碳酸钠浓度增加到9g∕L时,树脂的铀容量有所下降,当碳酸钠浓度增加到18g∕L时,树脂的铀容量严重下降。

碳酸氢盐对离子交换树脂从碳酸盐浸出渣中吸附铀的影响类似于硫酸氢盐对树脂从硫酸浸出液中吸附铀的影响。当浸出液的pH从10降低到9时,由于浸出液中碳酸氢盐浓度明显增加,树脂的铀容量下降50% ~ 80%(见图5、6、7)。

图9显示,即使当浸提溶液中的氯化物浓度(以NaCl计算)低至1g/L时,树脂的铀容量也将降低15%。当浸提溶液中的NaCl浓度增加至10g∕L时,树脂的铀吸附容量将降低约70%。

图9显示了溶液中硫酸盐浓度对铀吸附的影响。

 
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