Способ получения сорбента для извлечения урана из подземной воды
Владельцы патента RU 2646297:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) (RU)
Изобретение относится к извлечению урана из подземных вод. Способ включает синтез сорбционной композиции из механоактивированного шунгита, прокаленного фосфогипса и модифицирующего раствора в соотношении 1:1:1. Синтез ведут гранулированием и модифицированием сорбционной композиции на одной стадии. При этом в качестве модифицирующего раствора используют нейтральный электролит с содержанием цинка 31,42 г/л. Техническим результатом является упрощение процесса синтеза и повышение степени извлечения урана. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к галургии урана и может быть использовано при его извлечении из гидроминерального и техногенного сырья, а также при очистке сточных вод урановых производств.
Известен, описанный в литературе [1], оригинальный способ получения сорбентов для извлечения урана из подземной воды в динамических условиях, принятый за аналог, заключающийся в гранулировании механоактивированного шунгита при комнатной температуре с использованием в качестве вяжущего прокаленного при 300 градусах Цельсия фосфогипса. В результате получается гранулированная сорбционная композиция (ФГШ), пригодная для сорбции урана в динамических условиях в колоночном варианте. Недостатком способа аналога является невысокая степень извлечения урана полученным сорбентом (см. таблицу опыт 1).
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения сорбционной композиции, состоящей из ФГШ и последующей ее модификации растворами меди с никелем, принятый за прототип. Для удаления влаги фосфогипс предварительно прокаливали в муфельной печи при 300°С в течение 1 ч. Затем шунгит и фосфогипс тонко измельчали на вибрационном измельчителе для создания дефектов в кристаллических решетках с целью повышения сорбционной емкости. Далее механоактивированные фосфогипс и шунгит крупностью - 0,02 мм смешивали с водой в массовом соотношении фосфогипс : шунгит : вода, равном 1:1:1, и полученную смесь гранулировали методом экструзии.
Полученные гранулы помещали в стеклянный стакан с раствором нитратов меди (II) и никеля с концентрацией меди 16 г/дм3 и никеля 59 г/дм3. Затем гранулы обрабатывали 5 см3 раствора едкого натра с концентрацией 200 г/дм3 в течение 10 мин при комнатной температуре. Далее оставшийся раствор сливали из стакана декантацией, а сорбент помещали в колонку для сорбции урана из подземной воды в динамических условиях при комнатной температуре. Подземную воду пропускали через слой сорбента со скоростью 7 см3/мин. Результаты опыта (см. таблицу опыт 2) показали значительное повышение степени извлечения.
Недостатками способа-прототипа являются сложность процесса синтеза (наличие двух стадий процесса), использование при этом щелочи и относительно невысокая степень извлечения урана полученным сорбентом.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа получения сорбента для извлечения урана из подземной воды, обеспечивающего упрощение процесса синтеза и повышение степени извлечения урана в сорбент. Технический результат от использования заявляемого изобретения состоит в упрощении процесса получения сорбента и повышении его сорбционной емкости по урану при сорбции из подземной воды.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем. Предложен способ получения сорбента для извлечения урана из подземной воды, включающий синтез сорбционной композиции из механоактивированного шунгита, прокаленного фосфогипса и модифицирующего раствора в массовом соотношении 1:1:1, отличающийся тем, что гранулирование и модифицирование сорбционной композиции происходит на одной стадии, а в качестве модифицирующиго раствора используется нейтральный электролит с содержанием цинка 31,42 г/л.
Пример осуществления способа.
Для получения гранул ФГШ использовали нейтральный электролит (см. таблицу опыт 3), который одновременно являлся модифицирующим раствором. Для этого механоактивированные фосфогипс и шунгит крупностью - 0,02 мм смешивали с нейтральным электролитом в массовом соотношении фосфогипс : шунгит : нейтральный электролит, равном 1:1:1. Далее полученную смесь гранулировали экструзией и сушили при комнатной температуре. Полученный гранулированный материал использовали для сорбции урана из подземной воды аналогично опытам по сорбции на сорбентах аналоге и прототипе (опыты 1 и 2 в таблице).
Из представленных в таблице данных видно (опыт 3), что ФГШ, при получении которого использовался нейтральный электролит, позволяет практически полностью извлечь уран из использованной для сорбции урансодержащей воды (на ~ 99%).
Литература
1. Садуакасова А.Т, Самойлов В.И., Зеленин В.И., Куленова Н.А. Исследование процесса сорбции урана из подземной воды с использованием шунгита, фосфогипса и продуктов их модификации // Комплексное использование минерального сырья. №2. 2016. С. 51-56.
Способ получения сорбента для извлечения урана из подземной воды, включающий синтез сорбционной композиции из механоактивированного шунгита, прокаленного фосфогипса и модифицирующего раствора в массовом соотношении 1:1:1, отличающийся тем, что синтез ведут гранулированием и модифицированием сорбционной композиции на одной стадии, а в качестве модифицирующего раствора используют нейтральный электролит с содержанием цинка 31,42 г/л.
