Способ непрерывного экстракционного противоточного концентрирования элементов
Изобретение относится к экстракционному концентрированию элементов и может быть использовано в гидрометаллургии, радиохимии и других отраслях, использующих экстракционную технологию. Сущность способа заключается в том, что концентрируемый элемент проходит в известном порядке следующие операции: экстракцию оборотным экстрагентом цикла, промывку экстракта, количественную реэкстракцию и корректировку состава реэкстракта, после чего полный поток реэкстракта элемента поступает на повторную экстракцию, проводимую оборотным экстрагентом цикла. Указанный поток экстрагента составляет преимущественно 2-20% от его основного потока в зависимости от требуемой степени концентрирования. Из полученного повторного экстракта повторно реэкстрагируют элемент в водную фазу и выводят реэкстракт из процесса, а органический раствор присоединяют к основному экстракту перед количественной реэкстракцией. Получаемый от повторной экстракции рафинат используется в качестве промывного раствора для основного экстракта. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СО!ЯИАЛИСГИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДИРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4475,1 03/23-26 (22) 25.08.88 (46) 30.08.90. Бюл, М 32 (72) B,È.ÂoëK, А.С.Никифоров, Б.С.Захаркин, С.Н.Веселов, А.И.Карелин, В.А.Белов, В.М.Короткевич, Ф.А.Дорда, Л.И.Шкляр и Л,Б.Шпунт (53) 546.821 (088.8) (56) Джемрек У.Д, Процессы и аппараты химико-металлургической технологии редких металлов, M.: Атомиздат, 1965, с. 173-176. Авторское свидетельство СССР N 483449, кл. С 22 В 61/00, 1975. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЭКСТРАКЦИОННОГО ПРОТИВОТОЧНОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к экстракционному концентрированию элементов и может быть использовано в гидрометаллургии, радиохимии и других отраслях, использующих экстракционную технологию. Сущность Изобретение относится к экстракционным процессам, в частности к экстракционному концентрировани|о элементов, и может быть использовано в гидрометаллургии. радиохимии и других областях, использующих экстракционную технологию в режиме рефлакс-процесс. Цель изобретения — повышение степени экстракционного концентрирования и уменьшение задолженности процесса по извлекаемому элементу. Способ опробован на противоточной экстракционной установке, смонтированной. из эжекционно-струйных пульсационных смесителей-отстойников с КПД ступени, равным 95%.,»!Ж,„, 1588428 А1 2 способа заключается в том, что концентрируемый элемент проходит в известном порядке следующие операции: экстракцию оборотным экстрагентом цикла, промывку экстракта, количественную реэкстракцию и корректировку состава реэкстракта, после чего полный поток реэкстракта элемента поступает на повторную экстракцию, проводимую оборотным экстрагентом цикла. Указанный поток экстрагента составляет преимущественно 2-20% от его основного потока в зависимости от требуемой степени концентрирования. Из полученного повторного экстракта повторно реэкстрагируют элемент в водную фазу и выводят реэкстракт из процесса, а органический раствор присоединяют к основному экстракту перед количественной реэкстракцией. Получаемый от повторной экстракции рафинат используется в качестве промывного раствора для основного экстракта, 1 з.п. ф-лы, 2 табл. Число ступеней на отдельных операциях следующее: экстракция — 8; промывка— 6; первая реэкстракция (полный поток экстракта) — 8; повторная экстракция — 5; вторая реэкстракция (малый поток экстракта)— 8. Последние две операции проводятся в экстракторах малого объема — 15% от объема экстракторов, применяемых для первых трех операций. Пример 1. Процесс извлечения и концентрирования технеция-99 проводят с использованием исходного раствора и реагентов, аналогичных применяющимся в способе-прототипе. Исходный раствор. содержащий 1.25 мг/л технеция-99 в виде пертехнетат-иона 0,25 моль/л азотной кис1588428 25 50 лоты, 5,5 г-экв/л нитрат-иона (в основном— нитрат натрия) и -180 мг-экв Ra/л примесных у-нуклидов, поступает в ступень 8, основной поток экстрагента (15 j -ный раствор триоктиламина в углеводородном разбавителе с добавкой 17%-ного октанола) — в ступень 1. Промытый экстракт из ступени 14 поступает на реэкстракцию в ступень 28, противотоком в ступень 35 поступает реэкстрагент — 1,2 моль/л раствора аммиака, Реэкстракт на стадии корректировки состава подкисляется азотной кислотой до. рН (3 и направляется на повторную экстракцию в ступень 19, малый поток оборотного экстрагента — в ступень 15, Рафинат от повторной экстракции используется как промывной раствор на ступенях 9 — 14 и далее перерабатывается совместно с исходным раствором. На ступенях 20-27 производится вторая резкстракция из малого потока экстракта (реэкстрагент того же состава), после чего указанный поток присоединяется к основному и поступает на реэкстракцию на ступенях 28-35, а второй реэкстракт выводится из цикла. После установления стационарного состояния выходные и промежуточные потоки цикла анализируются на содержание технеция-99. Данные анализа на содержание технеция-99 в различных потоках представлены в табл, 1. Таким образом, достигается концентрирование тех неция с кратностью 2500, Очистка от у -нуклидов — количественная (обнаруживается только тормозное излучение Тс "). Пример 2. Процесс извлечения и концентрирования урана из разбавленных растворов, близких по составу к перерабатываемым в амекс-процессе и дапекс-процессе, Исходный раствор, содержащий 1.3 r/ë урана в виде нитрата уранила, 0,5 моль/л азотной кислоты и 3,1 г-экв/л нитрат-иона (в основном нитраты кальция, магния и железа), как и l3 предыдущем опылге иос1у1ые1 в ступень 8, основной поток экстраге1гга (10%-ный раствор трибутилфосфата в углеводородном разбавителе) — в ступень 1. Остальные потоки (первый реэкстрагирующий раствор, откорректирова11HblA по составу реэкстракт, второй реэкстрагирующий расТВор, 0ТороА поток оборотного экстрагента, рафинат от повторной экстракции) поступают в цикл в ступени, аналогичные предыдущему опыту. В качестве первого реэкстрагирующего раствора используют 10%-ный раствор карбоната аммония. Карбонатный реэкстракт на стадии корректировки состава обрабатывают азотной кислотой до разрушения карбонат-иона и создания избыточной концентрации азотной кислоты 0,5 моль/л, Повторная реэкстракция производится 0,05 моль/л раствором азотной кислоты. В табл, 2 представлены данные по распределению урана в цикле при выбранных соотношениях потоков цикла после выхода на стационарный режим. Как видно из представленных результатов, предлагаемый способ позволяет решать задачу получения концентрированных растворов при извлечении элемента из относительно бедных исходных продуктов. в частности, содержание урана в конечном продукте цикла существенно превышает содержание урана в реэкстрактах пурекс-процесса (при условии, что исходная концентрация урана в пурекс-процессе 300 г/л) и вдвое превышает концентрацию, обычно достигаемую при переработке подобных растворов. Примеси-катионы (Fe, Са, Mg) e реэкстракте не обнаружены. Таким образом, предлагаемый способ позволяет производить извлечение и концентрирование элементов с высокой кратностью, превышающей известные показатели, вплоть до получения товарных потоков, содержащих извлекаемый элемент в виде концентрированного раствора. Проверка предлагаемого способа показывает, что концентрирование, проводимое по принципу последовательного уменьшения величины потока, переносящего извлекаемый элемент, практически ликвидирует его рефлаксирование, а следовательно, и накопление в цикле (доля возвращаемого количества целевого продукта с I010KBh рафината от повторной экстракции и малого потока экстракта после повторной реэкстракции не превышает 12%). Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществлять процесс экстракционного извлечения и концентрирования элементов практически с любой требуемой степе11ь1о концентрирования и очистки без рефлаксироваиия, т.е. без повышения задолженности процесса по целевому voìïîнен ry. Формула изобретения 1. Способ непрерывного экстракционного противоточного концентрирования элементов с замкнутым циклом экстрагента, включающий экстракцию выделяемого элемента, промывку экстракта, реэкстракцию, корректировку состава реэкстракта и повторную экстракцию, отличающийся тем, что, с целью повышения степени кон1588428 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что меньший по величине поток составляет 2— 207, основного потока. Таблица 1 Относительная величина потока (поток исходного аство а = 1 Содержание технеция Наименование потока и номер ступени (ст) 0,1 мг/л 6,5«-0,2 32,8 «- 0,2 312,5 «-0,2 1.045 0.2 0,04 0.004 0.045 0.004 1,6 «-0,2 0,2 0,0004 3,12 + 0,02г/л Таблица 2 Наименование потока и номер ступени (ст) Относительная величина потока (поток исходного аство а=1 Содержание урана 1 — 1,5 мг/л 2,9«-0,1 r/ë 145й 01 г/л 36 +1 г/л 1,11 0;5 0,1 0,04 0,11 0,04 14й 01 г/л 10 мг/л 130 «-1 г/л 0.01 Составитель Ю. Куце н ко Редактор И.Касарда Техред М.Моргентал Корректор Л,Патай Заказ 2499 Тираж 562 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 центрирования и уменьшения задолжено- . сти процесса по извлекаемому элементу, оборотный экстрагент цикла разделяют на два потока, отношение которых равно или больше отношения исходного и реэкстраги- 5 рующего потоков цикла, больший по величине поток направляют на экстракцию концентрируемого элемента из исходного раствора, реэкстракт, получаемый при последующей обработке этого раствора, на- 10 Рафинат (ст.1) Э кстракт (ст,14 ) Реэкстракт (ст.28 Повторный экстракт (ст.19) Рафинат от повторной экстракции (ст,15) Э кстракт (ст.27) Реэкстра кт (ст.20), конечный продукт Рафинат (ст.1) Экстракт (ст.14) Реэкстракт (ст.28) Повторный экстракт (ст.19) Рафинат от повторной экстракции (ст.15) Экстракт (ст.27) Реэкстра кт (ст.20), конечный продукт правляют на корректировку состава и последующую повторную экстракцию меньшим по величине потоком оборотного экстрагента, затем реэкстрагируют концентрируемый элемент из малого потока, после чего меньший поток объединяют с основным потоком экстракта.
