CN110721817A - 一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,由烷基磷酸酯和/或烷基磷酸酯盐与聚乙二醇混合组成,本发明在烷基磷酸酯盐溶液中加入聚乙二醇,可促进烷基磷酸酯离子在溶液中的分散,同时部分聚乙二醇分子共吸附在碳酸铀酰离子上,参与形成络合物,从而提高疏水性,降低烷基磷酸酯或烷基磷酸酯盐的使用;本发明还提供了一种用上述捕收剂浮选碳酸铀酰离子的方法,包括将捕收剂加入碳酸铀酰离子溶液中进行浮选的步骤。

Description

一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂及其应用
技术领域
本发明涉及碳酸铀酰离子富集相关技术领域,具体涉及一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂及浮选碳酸铀酰离子的方法。
背景技术
传统的铀水冶体系中,采用离子交换和萃取工艺,工艺流程较为复杂,处理量较小,投资较大,能耗较高,萃取工艺的有机相容易污染水相,不利于循环利用。采用烷基磷酸酯离子浮选富集、分离碳酸铀酰离子是一种新工艺,但是仅使用烷基磷酸酯离子作为捕收剂,用量较大,应用与工业中,成本较大,一直制约着其工业化应用。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题,本发明提供一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,由烷基磷酸酯和/或烷基磷酸酯盐与聚乙二醇组成,烷基磷酸酯离子和聚乙二醇混合可减少浮选碳酸铀酰离子时所使用的烷基磷酸酯离子的用量,进而减少烷基磷酸酯或烷基磷酸酯盐的用量。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,所述捕收剂由烷基磷酸酯离子溶液和聚乙二醇(PEG)混合组成。
进一步地,所述聚乙二醇的物质的量为烷基磷酸酯离子的0.1-2%。
进一步地,所述烷基磷酸酯离子为十二烷基磷酸酯离子、三磷酸酯离子、丁基磷酸酯离子或二十二烷基磷酸酯离子中的一种或两种以上混合。
进一步地,所述烷基磷酸酯离子溶液为烷基磷酸酯和/或烷基磷酸酯盐分散于溶剂中制备而成。
进一步地,所述烷基磷酸酯盐为烷基磷酸酯钠盐或烷基磷酸酯钾盐。
本发明还公开了一种用上述捕收剂浮选碳酸铀酰离子的方法,包括以下步骤:
S1:配制烷基磷酸酯盐溶液;
S2:将碳酸铀酰离子溶液加入浮选设备中,然后按比例加入所述S1配制的烷基磷酸酯盐溶液和聚乙二醇混合,形成混合溶液,再通气浮选,形成泡沫水和尾水。
进一步地,所述S2的混合溶液中,烷基磷酸酯离子和碳酸铀酰离子的摩尔比为4:1-12。
进一步地,所述S2中,加入所述烷基磷酸酯盐溶液和聚乙二醇后,先搅拌3-10min,再通气进行浮选,浮选时间为10-20min。
进一步地,所述S2中通气量为15-20L/min。
进一步地,所述碳酸铀酰离子溶液中的碳酸铀酰离子浓度为300-500mg/L;所述尾水中所述碳酸铀酰离子的浓度为3.5-20mg/L。
相较于现有技术,本发明的有益效果如下:
碳酸铀酰离子溶液中含较高浓度的碳酸铀酰离子,本发明在烷基磷酸酯盐溶液中加入聚乙二醇,可促进烷基磷酸酯离子在混合溶液中的分散,同时部分聚乙二醇分子共吸附在碳酸铀酰离子上,参与形成络合物,从而提高疏水性,降低烷基磷酸酯离子的使用,进而降低烷基磷酸酯或烷基磷酸酯盐的使用,将本发明应用于工业中,可大幅度降低生产成本。
具体实施方式
本发明旨在提供一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂以及浮选碳酸铀酰离子的方法,通过在烷基磷酸酯离子溶液中加入PEG,不仅可以降低烷基磷酸酯离子的用量,而且浮选效果更好。本发明的技术方案如下:
一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,由烷基磷酸酯离子和PEG组成,优选地,所述聚乙二醇的物质的量为烷基磷酸酯离子的0.1-2%。
作为进一步优选的实施方案,烷基磷酸酯溶液为烷基磷酸酯和/或烷基磷酸酯盐分散于溶剂中制备而成,所述溶剂可以为水、乙醇等有机溶剂,从环保方面考虑,使用水作为溶剂;烷基磷酸酯离子包括但不限于十二烷基磷酸酯离子、三磷酸酯离子、丁基磷酸酯离子或二十二烷基磷酸酯离子等;所述据烷基磷酸酯盐为烷基磷酸酯钠盐和/或烷基磷酸酯钾盐,烷基磷酸酯钾盐或烷基磷酸酯钠盐在水中具有很好的溶解性。
烷基磷酸酯和/或烷基磷酸酯盐配制成溶液后,溶液中存在大量的烷基磷酸酯离子,烷基磷酸酯离子可与碳酸铀酰溶液中的碳酸铀酰离子形成络合物,PEG的加入,可促进烷基磷酸酯离子分散,使烷基磷酸酯离子充分参与反应,从而降低烷基磷酸酯离子的用量,进而减少烷基磷酸酯和/或烷基磷酸酯盐的用量,并且相比于仅使用烷基磷酸酯离子进行浮选,加入PEG后浮选效果更好,浮选后的尾水中的碳酸铀酰离子浓度更低;优选的,选用PEG2000加入烷基磷酸酯盐溶液中,浮选效果更佳。更具体地,烷基磷酸酯钾盐或钠盐包括但不限于十二烷基磷酸酯钾盐、十二烷基磷酸酯钠盐、三烷基磷酸酯钾盐、三烷基磷酸酯钠盐、丁基磷酸酯钾盐、丁基磷酸酯钠盐、二十二烷基磷酸酯钾盐、二十二烷基磷酸酯钠盐等。
使用如上所述的捕收剂浮选碳酸铀酰离子的方法,包括以下步骤:
S1:配制烷基磷酸酯离子溶液;
S2:将碳酸铀酰离子浓度为300-500mg/L的碳酸铀酰离子溶液加入浮选设备中,然后按比例加入S1所配制的烷基磷酸酯溶液和PEG,1500-2500r/min的速度下搅拌3-10min,然后通气浮选10-20min,得碳酸铀酰离子浓度为4000-4800mg/L的泡沫水和碳酸铀酰离子浓度为3.5-10mg/L的尾水;其中,通气量为15-20L/min,烷基磷酸酯离子与碳酸铀酰离子的摩尔比为4:1-12。
下面将结合本发明具体实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,由十二烷基磷酸酯钠溶液和PEG2000组成,其中,PEG2000的物质的量为十二烷基磷酸酯离子的0.5%。
一种用上述捕收剂浮选碳酸铀酰离子的方法,包括以下步骤:
S1:配制十二烷基磷酸酯钠溶液;
S2:将碳酸铀酰离子浓度为300mg/L的溶液加入实验室用1.5L挂槽浮选机中,按比例分别加入S1配制的十二烷基磷酸酯钠溶液和PEG2000,搅拌10min,然后通气20min进行浮选,通气量为20L/min,得泡沫水和尾水;其中,十二烷基磷酸酯离子与碳酸铀酰离子的摩尔比为4:1。
实施例2-7
采用实施例1的方法浮选碳酸铀酰离子,实施例2-7与实施例1的区别在于,S2中,十二烷基磷酸酯离子的浓度与碳酸铀酰离子的摩尔比不同,具体如表1所示。
表1实施例2-7十二烷基磷酸酯离子与碳酸铀酰离子的摩尔比
Figure BDA0002295748040000031
将实施例1-7所得的泡沫水和尾水进行碳酸铀酰离子浓度的测试,测试结果如表2所示。
表2实施例1-7泡沫水和尾水中碳酸铀酰离子浓度的测试结果
Figure BDA0002295748040000041
实施例8
一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,由十二烷基磷酸钠和PEG2000组成,其中,PEG2000的物质的量为十二烷基磷酸离子的1%。
一种用上述捕收剂浮选碳酸铀酰离子的方法,包括以下步骤:
S1:配制浓度为20%的十二烷基磷酸钠溶液;
S2:将碳酸铀酰离子浓度为300mg/L的溶液加入实验室用1.5L挂槽浮选机中,按比例分别加入S1配制的十二烷基磷酸钠溶液和PEG2000,搅拌10min,然后通气20min进行浮选,通气量为20L/min,得泡沫水和尾水;其中,十二烷基磷酸酯离子与碳酸铀酰离子的摩尔比为4:1。
实施例9-14
采用实施例8的方法浮选碳酸铀酰离子,实施例9-14与实施例8的区别在于,S2中,十二烷基磷酸酯离子的浓度与碳酸铀酰离子的摩尔比不同,具体如表1所示。
将实施例8-14所得的泡沫水和尾水进行碳酸铀酰离子浓度的测试,测试结果如表3所示。
表3实施例8-14泡沫水和尾水中碳酸铀酰离子浓度的测试结果
Figure BDA0002295748040000051
实施例15
一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,由十二烷基磷酸钠和PEG2000组成,其中,PEG2000的物质的量为十二烷基磷酸离子的2%。
一种用上述捕收剂浮选碳酸铀酰离子的方法,包括以下步骤:
S1:配制十二烷基磷酸钠溶液;
S2:将碳酸铀酰离子浓度为300mg/L的溶液加入实验室用1.5L挂槽浮选机中,按比例分别加入S1配制的十二烷基磷酸钠溶液和PEG2000,搅拌10min,然后通气20min进行浮选,通气量为20L/min,得泡沫水和尾水;其中,十二烷基磷酸酯离子与碳酸铀酰离子的摩尔比为4:1。
实施例16-21
采用实施例15的方法浮选碳酸铀酰离子,实施例16-21与实施例15的区别在于,S2中,十二烷基磷酸酯离子的浓度与碳酸铀酰离子的摩尔比不同,具体如表1所示。
将实施例8-14所得的泡沫水和尾水进行碳酸铀酰离子浓度的测试,测试结果如表4所示。
表4实施例15-21泡沫水和尾水中碳酸铀酰离子浓度的测试结果
Figure BDA0002295748040000052
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于,捕收剂仅为十二烷基磷酸酯钠,浮选碳酸铀酰离子的方法与实施例1的方法相同;十二烷基磷酸酯离子与碳酸铀酰离子的摩尔比与实施例1的相同。
对比例2-7
采用对比例1的方式浮选碳酸铀酰离子,对比例2-7与对比例1的区别在于,十二烷基磷酸酯离子与碳酸铀酰离子的摩尔比与对比例1的不相同,具体如表1所示。
对比例8
本对比例与对比例1的区别在于,十二烷基磷酸酯离子与碳酸铀酰离子的摩尔比为2.2:1。
将对比例1-8所得的泡沫水和尾水进行碳酸铀酰离子浓度的测试,测试结果如表5所示。
表5对比例1-8的泡沫水和尾水中碳酸铀酰离子浓度的测试结果
如表2-5所示,在十二烷基磷酸酯溶液中加入PEG2000,当十二烷基磷酸酯离子与碳酸铀酰离子的摩尔比为1.8:1时,即可充分地将碳酸铀酰离子浮选出来,而未加入PEG2000的十二烷基磷酸酯离子溶液需要十二烷基磷酸酯离子与碳酸铀酰的摩尔比为2.2:1时,才可充分地将碳酸铀酰离子浮选出来,由此可见,十二烷基磷酸酯离子溶液中加入PEG2000,可减少十二烷基磷酸酯离子的用量,即减少十二烷基磷酸酯或十二烷基磷酸酯盐的用量,应用于工业中,可大幅度减少生产成本。
再如表2-4所示,当加入的PEG2000的物质的量为十二烷基磷酸酯离子的0.5%时,充分浮选后,尾水中的碳酸铀酰离子浓度为4.8mg/L;当加入的PEG2000的物质的量为十二烷基磷酸酯离子的2%时,尾水中的碳酸铀酰离子浓度为3.5mg/L;由此可见,十二烷基磷酸酯溶液中加入的PEG2000浓度越高,对碳酸铀酰离子的浮选效果越好,进一步说明,加入PEG2000,可减少浮选碳酸铀酰离子的十二烷基磷酸酯离子的用量。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围的方案,均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,其特征在于,所述捕收剂由烷基磷酸酯离子溶液和聚乙二醇混合组成。
2.根据权利要求2所述的浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,其特征在于,所述聚乙二醇的物质的量为烷基磷酸酯离子的0.1-2%。
3.根据权利要求2所述的浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,其特征在于,所述烷基磷酸酯离子为十二烷基磷酸酯离子、三磷酸酯离子、丁基磷酸酯离子或二十二烷基磷酸酯离子中的一种或两种以上混合。
4.根据权利要求3所述的浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,其特征在于,所述烷基磷酸酯离子溶液为烷基磷酸酯和/或烷基磷酸酯盐分散于溶剂中制备而成。
5.根据权利要求4所述的浮选碳酸铀酰离子的捕收剂,其特征在于,所述烷基磷酸酯盐为烷基磷酸酯钠盐或烷基磷酸酯钾盐。
6.一种用权利要求1-5任一项所述的捕收剂浮选碳酸铀酰离子的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:配制烷基磷酸酯离子溶液;
S2:将碳酸铀酰离子溶液加入浮选设备中,然后按比例加入所述S1配制的烷基磷酸酯盐溶液和聚乙二醇混合,形成混合溶液,再通气浮选,形成泡沫水和尾水。
7.根据权利要求6所述的浮选碳酸铀酰离子的方法,其特征在于,所述S2的混合溶液中,烷基磷酸酯离子和碳酸铀酰离子的摩尔比为4:1-12。
8.根据权利要求6所述的浮选碳酸铀酰离子的方法,其特征在于,所述S2中,加入所述烷基磷酸酯盐溶液和聚乙二醇后,先搅拌3-10min,再通气进行浮选,浮选时间为10-20min。
9.根据权利要求6所述的浮选碳酸铀酰离子的方法,其特征在于,所述S2中通气量为15-20L/min。
10.根据权利要求6所述的浮选碳酸铀酰离子的方法,其特征在于,所述碳酸铀酰离子溶液中的碳酸铀酰离子浓度为300-500mg/L;所述尾水中所述碳酸铀酰离子的浓度为3.5-10mg/L。
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