RU2759824C1 - Method for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium - Google Patents

Method for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium Download PDF

Info

Publication number
RU2759824C1
RU2759824C1 RU2021101595A RU2021101595A RU2759824C1 RU 2759824 C1 RU2759824 C1 RU 2759824C1 RU 2021101595 A RU2021101595 A RU 2021101595A RU 2021101595 A RU2021101595 A RU 2021101595A RU 2759824 C1 RU2759824 C1 RU 2759824C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thorium
uranium
sorption
solution
extraction
Prior art date
Application number
RU2021101595A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Пётр Владимирович Дробязко
Евгений Константинович Лысенко
Дмитрий Валерьевич Марушкин
Александр Сергеевич Черкасов
Леся Григорьевна Чумак
Олег Игоревич Федин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (АО "НИИ НПО "ЛУЧ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (АО "НИИ НПО "ЛУЧ") filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (АО "НИИ НПО "ЛУЧ")
Priority to RU2021101595A priority Critical patent/RU2759824C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2759824C1 publication Critical patent/RU2759824C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/22Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
    • C22B3/24Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition by adsorption on solid substances, e.g. by extraction with solid resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • C22B60/0291Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining thorium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: hydrometallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the hydrometallurgy of uranium and thorium and can be used for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium by the ion exchange method. A method for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium, including the sorption of thorium on a sulfonic cation exchanger followed by washing the cation exchanger, characterized in that the sulfonic cation exchanger is preliminarily saturated with uranium before sorption of thorium, and after washing the cation exchanger, thorium is sorbed at a thorium concentration in the solution not exceeding 30 mg/l, and the consumption of a nitrate solution of uranium and thorium 0.75-1.0 l per 1.0 l of sulfonic cation exchanger per hour.
EFFECT: method provides a high degree of extraction of thorium from uranium-containing solutions without contamination with foreign impurities and allows the use of ion-exchange resins with a low degree of selectivity.
4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и тория и может быть использовано для сорбционного извлечения тория из нитратных растворов урана и тория методом ионного обмена.The invention relates to the hydrometallurgy of uranium and thorium and can be used for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium by the ion exchange method.

Извлечение тория из урансодержащих технологических растворов до требуемого уровня их чистоты по торию (не более 1 мг/л) в технологическом плане представляется сложной задачей.The extraction of thorium from uranium-containing technological solutions to the required level of their purity in thorium (no more than 1 mg / L) is technologically a difficult task.

Одним из известных методов извлечения тория из урансодержащих растворов является осадительный метод. Щавелевая кислота осаждает оксалат тория из слабокислых растворов (Г.В. Каляцкая и А.Н. Страшко, «Химия и аналитическая химия урана и тория», стр. 38, ТПУ, г. Томск). При действии плавиковой кислоты или фторидов щелочных металлов или фторида аммония осаждается фторид тория. Однако осадительный метод не позволяет полностью извлечь торий из урансодержащего раствора, содержание тория в маточных растворах достигает ~10 г/л.One of the known methods for extracting thorium from uranium-containing solutions is the precipitation method. Oxalic acid precipitates thorium oxalate from weakly acidic solutions (GV Kalyatskaya and AN Strashko, "Chemistry and analytical chemistry of uranium and thorium", p. 38, TPU, Tomsk). Under the action of hydrofluoric acid or alkali metal fluorides or ammonium fluoride, thorium fluoride is precipitated. However, the precipitation method does not allow the complete extraction of thorium from the uranium-containing solution; the thorium content in mother liquors reaches ~ 10 g / L.

Перспективным методом извлечения тория из растворов, содержащих уран и другие металлы, является метод ионообменной сорбции. Для извлечения тория из урансодержащих растворов этим методом используют как анионообменные, так и катионообменные смолы.A promising method for extracting thorium from solutions containing uranium and other metals is the ion-exchange sorption method. To extract thorium from uranium-containing solutions by this method, both anion-exchange and cation-exchange resins are used.

Сорбционный метод извлечения основан на избирательной способности ионообменных смол к сорбции ионов металлов в зависимости от величин их заряда и рН раствора. Четырехзарядный ион тория (Th+4) в большей мере адсорбируется катеонитом в отличие от двухзарядного иона уранила-UO2 +2 (И.Н. Бекман. 2010, МГУ, Курс лекций. Лекция №5 «Производство тория и его соединений»). Однако для большинства известных катеонитов и анионитов их селективности недостаточно для избирательного извлечения тория из урановых растворов, когда концентрация урана в растворе значительно (≥100 раз) превышает концентрацию тория (≤.30 мг/л). При таком соотношении концентраций урана и тория помимо тория происходит заметная сорбция урана, что снижает эффективность селективного извлечения компонентов.The sorption method of extraction is based on the selective ability of ion-exchange resins to sorption of metal ions, depending on the values of their charge and the pH of the solution. The four-charged thorium ion (Th +4 ) is adsorbed to a greater extent by the cateonite, in contrast to the doubly charged uranyl-UO 2 +2 ion (IN Beckman. 2010, Moscow State University, Course of lectures. Lecture No. 5 "Production of thorium and its compounds"). However, for most of the known cateonites and anionites, their selectivity is insufficient for the selective extraction of thorium from uranium solutions, when the uranium concentration in the solution is significantly (≥100 times) higher than the thorium concentration (≤30 mg / L). With such a concentration ratio of uranium and thorium, in addition to thorium, noticeable sorption of uranium occurs, which reduces the efficiency of selective extraction of components.

Известен способ сорбционного извлечения тория из солянокислых и азотнокислых растворов (И.Р. Подойников, М.Э. Коцдрашин, Томск, 18-я Международная научно-прикладная конференция имени проф. Л.П. Кулева, стр. 382-383). Недостатком известного способа является малая степень извлечения тория из растворов, содержащих уран.There is a known method of sorption extraction of thorium from hydrochloric acid and nitric acid solutions (IR Podoinikov, ME Kotsdrashin, Tomsk, 18th International Scientific and Applied Conference named after Prof. LP Kulev, pp. 382-383). The disadvantage of this method is the low degree of extraction of thorium from solutions containing uranium.

Этим же недостатком обладают и другие известные способы извлечения тория (а.с. SU 1420972 А1 «Способ извлечения скандия и тория из хлоридных растворов», МПК С22В 60/02 (2000.01), опубл. 10.07.2000; а.с. SU 1485606 А1, «Способ извлечения тория из растворов», МПК C02F 1/42 (2000.01), опубл. 27.07.2000), заключающиеся в сорбции тория из растворов фосфорнокислыми амфолитами.Other known methods of extracting thorium have the same disadvantage (and.with. SU 1420972 A1 "Method for extracting scandium and thorium from chloride solutions", IPC S22B 60/02 (2000.01), publ. 10.07.2000; and.with. SU 1485606 A1, "Method for extracting thorium from solutions", IPC C02F 1/42 (2000.01), publ. 27.07.2000), consisting in the sorption of thorium from solutions by phosphate ampholytes.

Известен способ, представляющий комбинацию экстракционного, ионообменного и электродиализного извлечения тория из водных урансодержащих растворов (а.с. SU 1745777 А1 «Способ извлечения тория», МПК С25В 1/00, опубл. 07.07.1992). Хотя данный способ позволяет достичь достаточно высокой эффективности извлечения тория из урансодержащего раствора, однако он требует использования сложного стандартного и не стандартного оборудования: трехкамерного электролизера с ионообменными мембранами, экстракционную камеру, а так же генератора, усилителя и осциллографа. Этот способ позволяет работать лишь с малыми количествами раствора (20-30 мл) и предназначен для аналитических целей.The known method is a combination of extraction, ion-exchange and electrodialysis extraction of thorium from aqueous uranium-containing solutions (and.with. SU 1745777 A1 "Method for extracting thorium", IPC C25B 1/00, publ. 07.07.1992). Although this method allows one to achieve a sufficiently high efficiency of thorium extraction from a uranium-containing solution, it requires the use of complex standard and non-standard equipment: a three-chamber electrolyzer with ion-exchange membranes, an extraction chamber, as well as a generator, amplifier, and oscilloscope. This method allows you to work with only small amounts of solution (20-30 ml) and is intended for analytical purposes.

Известен способ извлечения тория из водных растворов (патент RU 2188157 С2, «Способ извлечения тория из водных растворов, содержащих редкоземельные металлы», МПК C01F 15/00 (2000.01), опубл. 27.08.2002). По этому способу в водный раствор тория добавляют щелочь, бензосульфинат натрия и коллектор-полифторированные органические соединения (Cx,Fy,Oz,Hs). После перемешивания и разделения водной и органической фазы (коллектора) из последней с помощью центрифугирования извлекают торий в виде бензосульфината тория, при этом в водной фазе остаточное содержание тория составляет 2,5 мг/л.A known method for extracting thorium from aqueous solutions (patent RU 2188157 C2, "Method for extracting thorium from aqueous solutions containing rare earth metals", IPC C01F 15/00 (2000.01), publ. 27.08.2002). According to this method, alkali, sodium benzosulfinate and collector-polyfluorinated organic compounds (C x , F y , O z , H s ) are added to an aqueous solution of thorium. After stirring and separating the aqueous and organic phases (collectors), thorium is extracted from the latter by centrifugation in the form of thorium benzosulfinate, while the residual thorium content in the aqueous phase is 2.5 mg / l.

Недостатком этого способа, в отличие от экстракционного, является то, что помимо необходимости разделения органической и водной фаз, появляется третья твердая фаза, требующая ее отделения с помощь центрифуги. Кроме того, этот способ предназначен только для аналитического применения.The disadvantage of this method, in contrast to the extraction method, is that, in addition to the need to separate the organic and aqueous phases, a third solid phase appears, requiring its separation using a centrifuge. In addition, this method is for analytical use only.

Известен способ извлечения и концентрирования тория из технологических водных растворов, содержащих другие металлы (RU 2207393 С1 «Способ извлечения и концентрирования тория из технологических растворов», МПК С22В 60/02 (2000.01), опубл. 27.06.2003). По этому способу сорбцию тория проводят при рН 2,8-3,5 и температуре 60-95°C на сульфакатионите с последующей промывкой катионита и десорбцией тория карбонатсодержащим раствором. В исходный раствор перед сорбцией предварительно вводят хлорид магния в количестве 10-100 мг⋅экв Mg2+ на 1 мг⋅экв ионов Th4+.A known method for extracting and concentrating thorium from technological aqueous solutions containing other metals (RU 2207393 C1 "Method for extracting and concentrating thorium from technological solutions", IPC C22B 60/02 (2000.01), publ. 27.06.2003). According to this method, the sorption of thorium is carried out at a pH of 2.8-3.5 and a temperature of 60-95 ° C on a sulfacation exchanger, followed by washing the cation exchanger and desorption of thorium with a carbonate-containing solution. Magnesium chloride is preliminarily introduced into the initial solution before sorption in the amount of 10-100 mg-eq of Mg 2+ per 1 mg-eq of Th 4+ ions.

Недостатком этого способа, взятого в качестве прототипа, является невысокая степень извлечения тория из растворов, содержащих уран. По оценочным данным при исходной концентрации тория в растворе порядка 20-30 мг/л после сорбции на катеоните в соответствии с известным способом содержание тория в растворе не будет превышать 15 и 25 мг/л соответственно. Кроме того, в процессе сорбции тория происходит загрязнение сорбируемого раствора хлоридом магния.The disadvantage of this method, taken as a prototype, is the low degree of extraction of thorium from solutions containing uranium. According to the estimated data, with the initial concentration of thorium in the solution of the order of 20-30 mg / l after sorption on the cateonite in accordance with the known method, the content of thorium in the solution will not exceed 15 and 25 mg / l, respectively. In addition, during the sorption of thorium, the sorbed solution is contaminated with magnesium chloride.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего увеличить степень сорбционного извлечения тория из нитратных растворов урана и тория без загрязнения их посторонними примесями.The objective of the present invention is to develop a method that allows you to increase the degree of sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium without contamination with foreign impurities.

Технический результат достигается тем, что в способе сорбционного извлечения тория из нитратных растворов урана и тория, включающем сорбцию тория на сульфакатионите с последующей промывкой катеонита, согласно изобретению, сульфакатионит перед сорбцией тория предварительно насыщают ураном, а после промывки катеонита проводят сорбцию тория при концентрации тория в растворе, не превышающей 30 мг/л, и расходе нитратного раствора урана и тория 0,75-1,0 л на 1,0 л сульфакатионита в час.The technical result is achieved by the fact that in the method of sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium, including the sorption of thorium on sulfacationite followed by washing the cateonite, according to the invention, the sulfacationite is preliminarily saturated with uranium before sorption of thorium, and after washing the cateonite, the sorption of thorium is carried out at a concentration of thorium in a solution not exceeding 30 mg / l, and the consumption of a nitrate solution of uranium and thorium 0.75-1.0 l per 1.0 l of sulfacationite per hour.

В частных случаях осуществления изобретения:In particular cases of implementation of the invention:

- насыщение сульфакатионита ураном осуществляют раствором нитрата уранила с концентрацией урана в растворе 100-200 г/л при рН 3,0-4,5;- saturation of the sulfacationite with uranium is carried out with a solution of uranyl nitrate with a uranium concentration in the solution of 100-200 g / l at pH 3.0-4.5;

- сорбцию тория из нитратных растворов урана и тория осуществляют в заполненной сульфакатионитом колонне путем многократного (6-7 кратным) пропускания колоночного объема раствора или последовательной фильтрацией колоночного объема раствора через 6-7 колоночных объемов сульфакатионита;- sorption of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium is carried out in a column filled with sulfacationite by repeated (6-7 times) passing the column volume of the solution or by successive filtration of the column volume of the solution through 6-7 column volumes of sulfacationite;

- сорбцию тория из нитратных растворов урана и тория проводят при рН 1,0-2,0.- sorption of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium is carried out at pH 1.0-2.0.

Несмотря на то, что при предварительном насыщении катионита ураном используется вся обменная емкость ионита, при повторном контактировании его с раствором, содержащим уран и торий, происходит избирательная сорбция тория. Это можно объяснить тем, что 4-х зарядный ион тория (Th+4) имеет большее сродство к катиониту в отличие от двухзарядного иона уранила (UO2 +2). Поэтому четырехзарядные ионы тория замещают (вытесняют) сорбированные катионитом двухзарядные ионы уранила, т.е. происходит селективная вытеснительная сорбция тория.Despite the fact that during preliminary saturation of the cation exchanger with uranium, the entire exchange capacity of the ion exchanger is used, upon repeated contacting it with a solution containing uranium and thorium, selective sorption of thorium occurs. This can be explained by the fact that the 4- charged thorium ion (Th +4 ) has a greater affinity for the cation exchanger, in contrast to the doubly charged uranyl ion (UO 2 +2 ). Therefore, four-charged thorium ions replace (displace) doubly charged uranyl ions sorbed by the cation exchanger, i.e. selective displacement sorption of thorium occurs.

В то же время накладывается ограничение на концентрацию тория в исходном растворе (≤30 мг/л), которое обусловлено тем, что, как показывают эксперименты, при увеличении концентрации тория в исходном уран-ториевом растворе степень извлечения тория заметно снижается (см. табл.).At the same time, a limitation is imposed on the concentration of thorium in the initial solution (≤30 mg / L), which is due to the fact that, as experiments show, with an increase in the concentration of thorium in the initial uranium-thorium solution, the degree of extraction of thorium decreases noticeably (see Table 1). ).

Сорбцию тория осуществляют при расходе нитратного раствора урана и тория 0,75-1,0 л на 1,0 л сульфакатионита в час. При выходе за нижнюю границу указанного диапазона удельного расхода хоть и наблюдается незначительное увеличение степени извлечения тория, но при этом продолжительность процесса сорбции значительно увеличивается. А выход за верхнюю границу указанного диапазона удельного расхода приводит к существенному снижению извлечения тория.The sorption of thorium is carried out at a consumption of a nitrate solution of uranium and thorium of 0.75-1.0 l per 1.0 l of sulfacationite per hour. When going beyond the lower boundary of the specified range of specific consumption, although a slight increase in the degree of thorium extraction is observed, the duration of the sorption process increases significantly. And going beyond the upper limit of the specified range of specific consumption leads to a significant decrease in the extraction of thorium.

Как показали эксперименты, наилучшие результаты по извлечению тория были получены, когда единица объема раствора (колоночный объем) контактировала с 6-7 единицами объемов сульфакатионита. Это может быть достигнуто либо многократным (6-7 кратным) пропусканием одного колоночного объема раствора через один колоночный объем сульфакатионита, либо последовательной фильтрацией колоночного объема раствора через 6-7 колоночных объемов сульфакатионита. Сорбция тория многократным пропусканием одного и того же раствора через один колоночный объем сульфакатионита привлекательна минимальным количеством используемого сорбента и сорбционных колонн. Однако такая сорбция требует более частую регенерацию используемого сорбента. Сорбция тория последовательной фильтрацией колоночного объема раствора через 6-7 колоночных объемов сульфакатионита требует большего количества сульфакатионита и сорбционных колон, но при такой сорбции сокращается частота регенерации используемого сорбента и упрощается его контактирование с рабочим раствором.Experiments have shown that the best results for the extraction of thorium were obtained when a unit volume of the solution (columnar volume) was in contact with 6-7 units of volumes of sulfacation exchanger. This can be achieved either by multiple (6-7 times) passing one column volume of the solution through one column volume of the sulfacationite, or by sequential filtration of the column volume of the solution through 6-7 column volumes of the sulfacationite. Sorption of thorium by repeatedly passing the same solution through one column volume of sulfacationite is attractive because of the minimum amount of sorbent and sorption columns used. However, such sorption requires more frequent regeneration of the used sorbent. Sorption of thorium by sequential filtration of the column volume of the solution through 6-7 column volumes of sulfacationite requires a larger amount of sulfacationite and sorption columns, but such sorption reduces the frequency of regeneration of the used sorbent and simplifies its contact with the working solution.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Сорбционное извлечение тория из нитратных урансодержащих растворов проводили на сульфакатионите «Purolite С100». В качестве сульфакатионита также могут быть использованы российские аналоги «Purolite С100» - ионообменные смолы Ку2-8, Ку-23, Ку-26.Sorption extraction of thorium from uranium-containing nitrate solutions was carried out on a Purolite C100 sulfacationite. Russian analogues of "Purolite C100" - ion-exchange resins Ku2-8, Ku-23, Ku-26, can also be used as a sulfacationite.

Сульфакатионит «PuroliteC100» в Н-форме и количестве 100 г предварительно насыщали ураном и к нему добавляли 1 л раствора нитрата уранила с рН 3,0-4,5, содержащего 200 г/л урана.Sulfacationite "PuroliteC100" in the H-form and an amount of 100 g was pre-saturated with uranium and to it was added 1 l of uranyl nitrate solution with pH 3.0-4.5 containing 200 g / l of uranium.

Насыщение проводили при постоянном перемешивании при комнатной температуре в течение 6 часов. После полного насыщения сульфакатионита ураном его промывали водой.The saturation was carried out with constant stirring at room temperature for 6 hours. After complete saturation of the sulfacationite with uranium, it was washed with water.

Предварительное насыщение сульфакатионита ураном также возможно из водных растворов, содержащих ионы 2-зарядного уранила (UO2 +2), например, из солянокислых и сернокислых растворов.The preliminary saturation of the sulfacation exchanger with uranium is also possible from aqueous solutions containing ions of 2-charged uranyl (UO 2 +2 ), for example, from hydrochloric acid and sulfuric acid solutions.

Процесс сорбционного извлечение тория был опробован на модельных технологических растворах, содержащих нитраты тория и урана.The process of sorption extraction of thorium was tested on model technological solutions containing thorium and uranium nitrates.

Насыщенный ураном сульфакатионит «PuroliteC100» помещали в сорбционную колонку и осуществляли сорбцию тория из нитратных растворов урана и тория при комнатной температуре, при этом концентрацию тория в исходном растворе варьировали от 10 до 130 мг/л. Удельный расход нитратного раствора урана и тория варьировали в пределах 0,5-1,2 литра на 1,0 л сульфакатионита в час.Sulfacationite saturated with uranium PuroliteC100 was placed in a sorption column and sorption of thorium was carried out from nitrate solutions of uranium and thorium at room temperature, while the concentration of thorium in the initial solution was varied from 10 to 130 mg / L. The specific consumption of the nitrate solution of uranium and thorium varied in the range of 0.5-1.2 liters per 1.0 liter of sulfacationite per hour.

Сорбцию тория из нитратных растворов урана и тория осуществляли в колонне, заполненной сульфакатионитом многократным (4-7) пропусканием одного колоночного объема раствора на один колоночный объем сульфакатионита, что соответствовало суммарному расходу нитратного раствора урана и тория, составляющему 4-7 колоночных объемов (к.о.) раствора на один объем сульфакатионита. Под 4-7 к.о. следует понимать количество объемов пропущенного раствора на объем сульфакатионита в сорбционной колонне. После сорбции сульфакатионит промывали водой пропусканием через него 10 к.о. воды при комнатной температуре.The sorption of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium was carried out in a column filled with sulfacationite by multiple (4-7) passing one column volume of the solution per one columnar volume of sulfacationite, which corresponded to the total consumption of a nitrate solution of uranium and thorium, amounting to 4-7 column volumes (c. o.) solution for one volume of sulfacation exchanger. Under 4-7 K. o. it should be understood the number of volumes of the passed solution per volume of sulfacation exchanger in the sorption column. After sorption, the sulfacationite was washed with water by passing 10 kO through it. water at room temperature.

Результаты опытов по сорбционному извлечению тория сульфакатионитом, предварительно насыщенным ураном, приведены в таблице.The results of experiments on sorption extraction of thorium by sulfacationite pre-saturated with uranium are shown in the table.

Данные, представленные в таблице, показывают, что удельный расход раствора при сорбции тория должен составлять 0,75-1,0 л на 1,0 л сульфакатионита в час. Уменьшение удельного расхода (0,5 л) приводит к незначительному повышению степени извлечения тория, но при этом 1,5-2 раза увеличивается продолжительность процесса сорбции. Увеличение удельного расхода (1,2 л/л.ч) при прочих равных условиях приводит к снижению извлечения тория. Увеличение количества объемов пропущенного раствора на объем сульфакатионита более 7 не приводит к увеличению извлекаемости тория из раствора.The data presented in the table show that the specific consumption of the solution during the sorption of thorium should be 0.75-1.0 l per 1.0 l of sulfacationite per hour. A decrease in the specific consumption (0.5 l) leads to a slight increase in the degree of extraction of thorium, but the duration of the sorption process increases by 1.5-2 times. An increase in the specific consumption (1.2 l / l / h), all other things being equal, leads to a decrease in the extraction of thorium. An increase in the volume of the passed solution per volume of sulfacationite more than 7 does not lead to an increase in the extractability of thorium from the solution.

Как показывают экспериментальные данные, увеличение извлечение тория достигается при исходной концентрации тория в растворе, не превышающей значения 30 мг/л. При этой концентрации предлагаемый авторами способ (по сравнению с прототипом) позволяет более чем в 30 раз снизить содержание тория в урановом технологическом растворе.Experimental data show that an increase in the extraction of thorium is achieved when the initial concentration of thorium in the solution does not exceed 30 mg / L. At this concentration, the method proposed by the authors (in comparison with the prototype) allows more than 30 times to reduce the thorium content in the uranium process solution.

Еще одним из достоинств предложенного способа является возможность применения для сорбционного извлечения тория недефицитных ионообменных смол с невысокой степенью селективности, обычно применяемых для умягчения воды. Таким образом, реализация предложенного технического решения обеспечивает высокую степень извлечения тория из урансодержащих растворов (содержание тория в урановом растворе после сорбции не превышало 1 мг/л) без загрязнения их посторонними примесями и позволяет при этом использовать ионообменные смолы с невысокой степенью селективности. Результаты опытов приведены в таблице.Another of the advantages of the proposed method is the possibility of using non-deficient ion-exchange resins with a low degree of selectivity for sorption extraction of thorium, which are usually used for water softening. Thus, the implementation of the proposed technical solution provides a high degree of extraction of thorium from uranium-containing solutions (the content of thorium in the uranium solution after sorption did not exceed 1 mg / L) without contamination with foreign impurities and allows the use of ion-exchange resins with a low degree of selectivity. The results of the experiments are shown in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (4)

1. Способ сорбционного извлечения тория из нитратных растворов урана и тория, включающий сорбцию тория на сульфокатионите с последующей промывкой катионита, отличающийся тем, что сульфокатионит перед сорбцией тория предварительно насыщают ураном, а после промывки катионита проводят сорбцию тория при концентрации тория в растворе, не превышающей 30 мг/л, и расходе нитратного раствора урана и тория 0,75-1,0 л на 1,0 л сульфокатионита в час.1. A method of sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium, including the sorption of thorium on a sulfonic cation exchanger followed by washing the cation exchanger, characterized in that the sulfonic cation exchanger is preliminarily saturated with uranium before sorption of thorium, and after washing the cation exchanger, thorium is sorbed at a concentration of thorium in the solution not exceeding 30 mg / l, and the consumption of a nitrate solution of uranium and thorium 0.75-1.0 l per 1.0 l of sulfonic cation exchanger per hour. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что насыщение сульфокатионита ураном осуществляют раствором нитрата уранила с концентрацией урана в растворе 100-200 г/л при рН=3,0-4,5.2. The method according to claim 1, characterized in that the saturation of the sulfonic cation exchanger with uranium is carried out with a solution of uranyl nitrate with a uranium concentration in the solution of 100-200 g / l at pH = 3.0-4.5. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбцию тория из нитратных растворов урана и тория осуществляют в заполненной сульфокатионитом колонне путем 6-7-кратного пропускания колоночного объема раствора или последовательной фильтрацией колоночного объема раствора через 6-7 колоночных объемов сульфокатионита.3. The method according to claim 1, characterized in that the sorption of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium is carried out in a column filled with sulfonic cationite by passing the column volume of the solution 6-7 times or by successive filtration of the column volume of the solution through 6-7 column volumes of the sulfonic cationite. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбцию тория из нитратных растворов урана и тория проводят при рН 1,0-2,0.4. The method according to claim 1, characterized in that the sorption of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium is carried out at pH 1.0-2.0.
RU2021101595A 2021-01-25 2021-01-25 Method for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium RU2759824C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021101595A RU2759824C1 (en) 2021-01-25 2021-01-25 Method for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021101595A RU2759824C1 (en) 2021-01-25 2021-01-25 Method for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2759824C1 true RU2759824C1 (en) 2021-11-18

Family

ID=78607465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021101595A RU2759824C1 (en) 2021-01-25 2021-01-25 Method for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2759824C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2207393C1 (en) * 2001-10-31 2003-06-27 ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" Method of thorium recovery and concentration from process solutions
RU2234549C2 (en) * 2002-01-28 2004-08-20 ФГУП "Производственное объединение "Маяк" Method for extracting and separating of uranium and tetravalent actinides from nitric acid solutions
WO2019030564A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-14 Université De Montpellier Method for separating uranium and/or thorium
CN110184464A (en) * 2019-04-30 2019-08-30 厦门稀土材料研究所 A kind of extraction separating method of thorium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2207393C1 (en) * 2001-10-31 2003-06-27 ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" Method of thorium recovery and concentration from process solutions
RU2234549C2 (en) * 2002-01-28 2004-08-20 ФГУП "Производственное объединение "Маяк" Method for extracting and separating of uranium and tetravalent actinides from nitric acid solutions
WO2019030564A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-14 Université De Montpellier Method for separating uranium and/or thorium
CN110184464A (en) * 2019-04-30 2019-08-30 厦门稀土材料研究所 A kind of extraction separating method of thorium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПОДОЙНИКОВ И.Р.и др. Разделение тория и урана при их сорбции из водных растворов., Химия и химическая технология в XXI веке: материалы XVIII Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых им. профессора Л.П.Кулёва., 29 мая-1июня 2017 г. Томск, ТПУ, 2017, опубл. 23.07.2017, с.382-383. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rychkov et al. Selective ion exchange recovery of rare earth elements from uranium mining solutions
CN109741849A (en) A kind of deep-purifying method of the uranium purifying conversion fluorine-containing waste liquid of uranium-bearing
CN105420495B (en) In a kind of Bayer process alumina producing in gallium processing procedure uranium separation method
RU2759824C1 (en) Method for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium
RU2603418C1 (en) Method of extracting scandium and rare-earth elements from red mud
RU2259412C1 (en) Method for ion-exchange recovery of uranium from sulfuric acid solutions and pulps
JP3303066B2 (en) How to purify scandium
Ladeira et al. Effect of ammonium, carbonate and fluoride concentration on the uranium recovery by resins
Leepipatpaiboon et al. Factorial design in optimization of the separation of uranium from yellowcake across a hollow fiber supported liquid membrane, with mass transport modeling
YESELSKY An improved method for the determination of the ratio 234U/238U in natural waters
RU2559476C1 (en) Method of extracting rare earth metals from nitrophosphate solution in nitric acid processing of apatite concentrate
JP7124685B2 (en) Zirconium refining method and zirconium refining apparatus
Skripchenko et al. Uranium sorption from ISL solutions with an increased content of chlorides
RU2612107C2 (en) Method of extracting scandium from scandium-bearing product solution
Khamizov et al. On the possibility of separation of ammonium bisulfate into sulfate and acid in the cyclic salt-type processing of alumina-containing raw materials
RU2226177C2 (en) Method of sorption recovery of uranium from solutions and pulps
US3038844A (en) Separations by electrodialysis
RU2034056C1 (en) Method for extraction of uranium from sulfuric acid solutions of underground leaching
Yakovleva et al. Lanthanum and cerium separation on sulfonic cation-exchanger purolite C-160
US2902338A (en) Separation of thorium from uranium
Blokhin et al. Sorption of rhenium (VII) on gel and macroporous anion exchangers of different basicities from solutions of mineral acids and their ammonium salts
RU2096333C1 (en) Method of separation of rhenium and molybdenum by low-base anionite of porous structure
RU2736600C1 (en) Method of producing actinium-228 radionuclide generator
US3410667A (en) Separation process of uranium from iron, thorium and rare earths by ion exchange resin
RU2312910C2 (en) Method of extraction of platinum from hydrochloric acid solutions of complex composition