Cтраница 2
Окисление ванадия в рудах типа карнотита, которое требуется для последующего водного выщелачивания ванадия в виде ванадата натрия и кислотного или карбонатного выщелачивания урана. [16]
Уран переходит в карбонатный раствор в виде растворимого уранилкарбонатного комплекса. Процесс карбонатного выщелачивания ведут при 60 - 115 С. Уран из растворов и пульп, полученных после выщелачивания руд, извлекают сорбцией на ионообменных смолах, экстракцией органическими растворителями или осаждением малорастворимых соединений урана. [17]
Карбонатное выщелачивание применяется в случаях, когда в руд е содержатся примеси, реагирующие с кислотами ( например, СаСОз, Mg. При карбонатном выщелачивании руда должна быть измельчена тоньше, чем при выщелачивании кислотами. [18]
Известно, что для окисления U ( IV) в карбонатной среде могут быть использованы KMn04, NaOCl, K3 [ Fe ( CN) 6 ], AgN03 и некоторые другие окислители [1-4], применение которых ограничено их большим расходом при высокой стоимости. Перечисленные вещества могут применяться при карбонатном выщелачивании только в качестве катализатора окисления воздухом или другим дешевым окислителем. [19]
Последним этапом получения химических концентратов из урановых руд являются процессы осаждения, обезвоживания и сушки конечных продуктов. Непосредственной осадительной обработке, минуя ионообменную сорбцию и экстракцию растворителями, подвергают, как правило, растворы после карбонатного выщелачивания, реже - в случаях кислотного выщелачивания урана. [20]
Способность шестивалентного урана образовывать растворимые карбонатные комплексы широко используется для перевода урана в раствор как в аналитической практике, так и в технологии. Метод карбонатного выщелачивания урана был первоначально разработан и применен для карнотитовых руд, содержащих окисленный уран. В настоящее время карбонатное выщелачивание применяется также к рудам, содержащим первичные неокисленные урановые минералы, в которых имеются значительные количества четырехвалентного урана. Последний окисляется в процессе выщелачивания соответствующими окислителями до шестивалентного состояния и переходит в раствор. [21]
Форуорд и Халперн [21] дали подробный научный анализ карбонатного выщелачивания. Данный метод обработки ими широко рекомендуется. Эти исследователи показали, что очень важно перевести уран в высшее состояние окисления, чтобы при помощи карбонатного выщелачивания добиться высокого извлечения урана. В качестве окислителя используется кислород под давлением и выщелачивание проводится при повышенной температуре. [22]
При переработке бедных урановых руд большое значение имеет их предварительное обогащение. Для отделения урана от пустой породы применяют методы механического обогащения ( гравитация, флотация, магнитная сеперация, радиометрическое обогащение, использующее радиоактивные свойства урановых минералов, и др.); после механического обогащения, как правило, получаются концентраты с невысоким содержанием у рана. Более богатые промышленные концентраты, содержащие до 20 - 60 % урана, получаются при гидрометаллургических процессах переработки урановых руд, заключающихся в кислотном или карбонатном выщелачивании урана с последующим выделением урана из раствора методами осаждения, экстракции или сорбции. [23]
Способность шестивалентного урана образовывать растворимые карбонатные комплексы широко используется для перевода урана в раствор как в аналитической практике, так и в технологии. Метод карбонатного выщелачивания урана был первоначально разработан и применен для карнотитовых руд, содержащих окисленный уран. В настоящее время карбонатное выщелачивание применяется также к рудам, содержащим первичные неокисленные урановые минералы, в которых имеются значительные количества четырехвалентного урана. Последний окисляется в процессе выщелачивания соответствующими окислителями до шестивалентного состояния и переходит в раствор. [24]
Аналитическое определение макроколичеств урана производят весовым, объемным и другими методами [18]; малые количества U233 и U235 определяют радиометрическим измерением а-активности. Отделение урана почти от всех других элементов достигается осаждением его в виде перекиси, триацетата уранила, оксалата или фторида четырехвалентного урана. Широкое применение находит экстракционное извлечение шестивалентного урана этилацетатом, диэтило-вым эфиром, трибутилфосфатом. Для отделения элементов, способных легко гидролизоваться, хорошие результаты дает карбонатное выщелачивание урана. [25]
Обжиг при температуре 500 - 600 С применяется в целях удаления органического вещества, присутствующего в некоторых рудах и затрудняющего последующее выщелачивание. Обжиг с хлористым натрием переводит минералы ванадия в растворимую форму; такой обжиг практикуется при переработке руд в целях получения как урана, так и ванадия. Однако этот процесс не является благоприятным для извлечения урана. Обычно уран выщелачивается из руды серной кислотой или карбонатом натрия, Содержащим некоторое количество бикарбоната. Карбонатное выщелачивание предпочтительнее для руд, богатых известняком или другими минералами, для растворения которых требуется большой расход кислоты. [26]
Ванадий в трехвалентном состоянии не экстрагируется аминами, но пятивалентный ванадий экстрагируется, хотя и в меньшей степени по сравнению с ураном. Алкилфосфорные кислоты экстрагируют одновременно четырех - и пятивалентный ванадий. Уран можно отделить от ванадия, выбрав соответствующие значения рН, отношения фаз и концентрации экстрагента. Для экстракции можно использовать содержащие ванадий нейтральные щелочные и кислые растворы. При водном выщелачивании продуктов солевого обжига образуются нейтральные растворы, тогда как в результате кислотного или карбонатного выщелачивания получаются кислые или щелочные растворы. Для перевода ванадия в форму гексаванадата натрия ( красного кека) применяют хлорат натрия. [27]
Кислород воздуха, несмотря на относительно высокий окислительно-восстановительный потенциал, является медленно действующим окислителем урана. Однако из-за ряда технических причин применение автоклавов не может заменить метод выщелачивания в аппаратах Пачука. В работах f1 3 ] показана возможность применения незначительных количеств Cu ( NH3J42 1 или [ Fe ( CN) 6 ] 3 - для повышения извлечения урана и сокращения продолжительности выщелачивания. Наряду с применением повышенных температур и давлений, а также катализаторов окисления урана существуют другие возможные пути интенсификации карбонатного выщелачивания урана. [28]
Таким образом, шестивалентный уран растворим в карбонатном растворе в отличие от массы других металлов, которые образуют нерастворимые карбонаты или гидроокиси. Следовательно, содовый раствор обладает большей избирательностью, чем серная кислота В карбонатных растворах легко растворяются соединения шестивалентного урана, простые и комплексные арсенаты, карбонаты, фосфаты, сульфаты, ванадаты и молибдаты. Силикаты растворяются несколько труднее. Минералы, в которых уран находится в низших состояниях окисления, не растворяются, так как уран ( IV) не образует растворимых в воде комплексов. Для обработки минералов такого типа требуется присутствие окислителей; в условиях окисления могут быть обработаны простые окиси урана и минералы урана ( IV), например коффинит. Основным преимуществом карбонатного выщелачивания является отсутствие коррозионных свойств растворов и избирательность к извлечению урана и ванадия. В этих условиях также растворяется некоторое количество примесей, которые отделяют при повторной обработке. Для выделения урана из карбонатных растворов разработаны простые методы. Вообще карбонатными растворами не всегда удается извлечь уран полностью как это достигается при кислотном выщелачивании. Руды с высоким содержанием гипса или сульфидов неудобны для карбонатной обработки; важные огнестойкие минералы, например эвксенит, бран-нерит [ ( U, Ca, Fe, Th, Y) 3Ti5016 ] и давидит, без предварительного сплавления медленно взаимодействуют с карбонатом, так как многие компоненты руд, состоящие из неурановых минералов, совсем не взаимодействуют с карбонатными растворами. Уран, вкрапленный в пустую породу не выщелачивается. Поэтому при выделении его перед выщелачиванием необходим тонкий размол породы. [29]
Успешно выполняется флотация некоторых жильных минералов, например сульфидов. Испытания показывают, что этот метод будет весьма эффективен для определенных разновидностей канадских руд, содержащих уранинит, ураноторит или ниобато тан-талаты урана. Однако урановая смоляная руда обычно не подвергается флотированию. В отличие от этого ряд широко распространенных урановых минералов легко может быть сконцентрирован флотацией, однако большое количество пустой воды, состоя-ящей из жильных минералов, например кальцита и кварца, также флотируется в этих условиях. В настоящее время еще не найдены подходящие условия для удовлетворительного разделения. В связи с использованием некоторых руд со значительным содержанием карбонатных минералов, предполагается ввести предварительное концентрирование с помощью флотации. Концентрат направляют на заводы карбонатного выщелачивания; хвосты, не содержащие карбонатных минералов-на заводы сернокислотного выщелачивания. Таким образом, флотационная обработка карбо-натсодержащих руд не связана с распределением урана в процессе флотации. [30]