CN106927506A - 三碳酸铀酰铵结晶母液的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核工业天然铀纯化技术领域,具体涉及三碳酸铀酰铵结晶母液的处理方法。目的是克服现有技术的缺陷,在处理回收AUC结晶母液中铀的同时,一并回收了母液中的碳酸根、铵根等有价值的成份,并且回收得到的物质经过处理后可得到合乎质量要求的AUC晶体。本发明方法处理AUC结晶母液,可以回收母液中99.9%的铀,并且可一并回收母液中有价值的碳酸根及铵根。回收得到的铀可利用同时回收得到的碳酸铵溶液转化结晶为AUC晶体,另外富余的碳酸铵溶液还可提供给生产用。处理流程短,不需要外加任何化学试剂,仅需0.3MPa的饱和蒸汽0.3~0.6t蒸汽/立方母液,处理成本低,回收价值较高。
Description
技术领域
本发明涉及核工业天然铀纯化技术领域,具体涉及三碳酸铀酰铵结晶母液的处理方法。
背景技术
制备三碳酸铀酰铵(AUC)晶体是天然铀纯化生产过程中的一项重要环节,其结晶过程中会产生大量的母液,含铀2~5g/L,因而必须要处理回收铀。通常的处理方法是加热的条件下,酸化驱赶CO2后沉淀回收铀。该种方法只能回收母液中的铀,且回收得到的铀沉淀杂质含量较高,必须重新用硝酸溶解,并经过萃取、沉淀结晶等流程后才能得到合格的AUC晶体。该处理方法流程复杂,回收率偏低,化学试剂浪费较大,母液中有用的碳酸根,铵根等物质不能被回收利用,从而造成浪费。通常的处理方法如图1所示。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷,在处理回收AUC结晶母液中铀的同时,一并回收了母液中的碳酸根、铵根等有价值的成份,并且回收得到的物质经过处理后可得到合乎质量要求的AUC晶体,提供了一种三碳酸铀酰铵结晶母液的处理方法,如图2所示。
本发明是这样实现的:
一种三碳酸铀酰铵结晶母液的处理方法,其特征在于:
AUC结晶母液以2~4m3/h的流量从蒸馏塔中部进入,塔釜用饱和蒸汽进行加热,控制温度在97~107℃之间,AUC在加热的作用下发生如下反应:
生成的碳酸铀酰沉淀几乎不溶于水,AUC结晶母液中的碳酸根、铵根以气体的形式被释放出来,在塔顶与水蒸汽一同被冷疑形成碳酸铵溶液。化学反应如下:
CO2+2NH3+H2O→(NH4)2CO3
碳酸铵溶液以0.2~1.2m3/h的流量从塔顶回流至蒸馏塔,使得气相在向塔顶运动的过程中与溶液进行传质交换,从而使碳酸铵溶液的浓度沿蒸馏塔形成梯度,从而保证回收得到的碳酸铵浓度[(NH4)2CO3]在280~380g/L之间。
塔釜控制pH在6~8之间,可保证母液中99.9%的铀以沉淀的形式被析出,从而连续得到铀沉淀浆料。将塔釜得到的铀沉淀浆料,用浓密机进行提浓至铀浓度[U]为600~900g/L,在搅拌的作用下,控制温度在40~55℃之间,加入回收得到碳酸铵溶液,控制V碳酸铵:V浆料=2.5~3:1,待转化结晶2h后进行固液分离,便可得到合格的AUC晶体。
本发明的有益效果是:
本发明方法处理AUC结晶母液,可以回收母液中99.9%的铀,并且可一并回收母液中有价值的碳酸根及铵根。回收得到的铀可利用同时回收得到的碳酸铵溶液转化结晶为AUC晶体,另外富余的碳酸铵溶液还可提供给生产用。处理流程短,不需要外加任何化学试剂,仅需0.3MPa的饱和蒸汽0.3~0.6t蒸汽/立方母液,处理成本低,回收价值较高。
附图说明
图1是现有的三碳酸铀酰铵结晶母液的处理方法的流程图;
图2是本发明的三碳酸铀酰铵结晶母液的处理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步描述。
实例一:将AUC结晶母液以3m3/h的流量从蒸馏塔中部进入,塔釜用0.3MPa的饱和蒸汽进行加热,控制温度在107℃,控制塔顶回流量为0.5m3/h,回收得到的碳酸铵浓度[(NH4)2CO3]约为300g/L,控制塔釜pH为7,连续将塔釜的铀沉淀浆料送入浓密机进行提浓,提浓后铀浓度[U]为650g/L。在搅拌结晶槽中,加入1.5m3提浓后的铀浆料,控制温度为45℃,在搅拌的作用下,缓慢加入4.5m3回收到的碳酸铵溶液,待转化结晶2h后进行过滤,可得到2.3t合格的AUC晶体。
实例二:将AUC结晶母液以2.5m3/h的流量从蒸馏塔中部进入,塔釜用0.3MPa的饱和蒸汽进行加热,控制温度在104℃,控制塔顶回流量为0.45m3/h,回收得到的碳酸铵浓度[(NH4)2CO3]约为320g/L,控制塔釜pH为7,连续将塔釜的铀沉淀浆料送入浓密机进行提浓,提浓后铀浓度[U]为650g/L。在搅拌结晶槽中,加入1.5m3提浓后的铀浆料,控制温度为45℃,在搅拌的作用下,缓慢加入4.5m3回收到的碳酸铵溶液,待转化结晶2h后进行过滤,可得到2.3t合格的AUC晶体。
实例三:将AUC结晶母液以3m3/h的流量从蒸馏塔中部进入,塔釜用0.3MPa的饱和蒸汽进行加热,控制温度在107℃,控制塔顶回流量为0.45m3/h,回收得到的碳酸铵浓度[(NH4)2CO3]约为300g/L,控制塔釜pH为7,连续将塔釜的铀沉淀浆料送入浓密机进行提浓,提浓后铀浓度[U]为800g/L。在搅拌结晶槽中,加入1.2m3提浓后的铀浆料,控制温度为45℃,在搅拌的作用下,缓慢加入3.2m3回收到的碳酸铵溶液,待转化结晶2h后进行过滤,可得到2.3t合格的AUC晶体。
Claims (1)
1.一种三碳酸铀酰铵结晶母液的处理方法,其特征在于:
AUC结晶母液以2~4m3/h的流量从蒸馏塔中部进入,塔釜用饱和蒸汽进行加热,控制温度在97~107℃之间,AUC在加热的作用下发生如下反应:
AUC结晶母液中的碳酸根、铵根以气体的形式被释放出来,在塔顶与水蒸汽一同被冷疑形成碳酸铵溶液;化学反应如下:
CO2+2NH3+H2O→(NH4)2CO3
碳酸铵溶液以0.2~1.2m3/h的流量从塔顶回流至蒸馏塔,使得气相在向塔顶运动的过程中与溶液进行传质交换,从而使碳酸铵溶液的浓度沿蒸馏塔形成梯度,保证回收得到的碳酸铵浓度[(NH4)2CO3]在280~380g/L之间;
塔釜控制pH在6~8之间,可保证母液中99.9%的铀以沉淀的形式被析出,从而连续得到铀沉淀浆料;将塔釜得到的铀沉淀浆料,用浓密机进行提浓至铀浓度[U]为600~900g/L,在搅拌的作用下,控制温度在40~55℃之间,加入回收得到碳酸铵溶液,控制V碳酸铵:V浆料=2.5~3:1,待转化结晶2h后进行固液分离,便可得到合格的AUC晶体。
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