Ведение производственного процесса

Производственная схема экстракционного передела состоит из следующих основных операций:

- экстракция урана из азотнокислых растворов;

- промывкой органического раствора питьевой водой, с целью уменьшения кислотности среды, от кристаллов АУТК и от продуктов гидролиза трибутилфосфата;

- реэкстракция урана из экстракта карбонатными растворами с выделением кристаллов аммонийуранилтрикарбоната (АУТК);

- регенерация органической фазы и направление на операцию экстракции;

- кристаллизация кристаллов АУТК из водных азотнокислых растворов;

- обезвоживание кристаллов АУТК в центрифуге;

- прокалка АУТК с получением двуокиси урана;

Экстракция – селективное излечение целевого компонента из водной фазы в органическую фазу.

Большую роль в экстракционном аффинаже играет выбранный экстрагент – органическое соединение, не смешивающееся с водой, способное извлекать из водной фазы металл (металлы) благодаря образованию с ним растворимых в органической фазе комплексных соединений или солей. К экстрагентам, которые используют в промышленности, предъявляют определённые требования:

· высокая селективность по отношению к извлекаемому металлу,

· низкая растворимость в воде и водных растворах,

· простота регенерации экстрагента,

· химическая и радиационная устойчивость.

В экстракционном аффинаже урана на ОАО “ЧМЗ” применение нашел трибутилфосфат (ТБФ), так как он является неионизированным растворителем, то он хорошо экстрагирует молекулы уранилнитрата по гидратно-сольватному механизму. Так как ТБФ обладает высокой вязкостью и плотностью то, для того, чтобы устранить эти недостатки, он разбавляется разбавителем РЭД-3М (Разбавитель экстрагента деароматизированный).

ТБФ – нейтральный трехзамещенный алифатический эфир фосфорной кислоты эмпирическая формула (С₄Н₉О)₃РО.

Трибутилфосфат является химически устойчивым соединением, на воздухе не окисляется, не разлагается. Токсических соединений в воздушной среде не образует.

молекулярный вес – 266

плотность при 20 ⁰С – 0,97 – 0,98 г/см3

вязкость при 25 ⁰С – 3,31 – 3,

температура воспламенения — 189 + 3⁰С.

На производстве в качестве разбавителя применяют РЭД-3М, жидкость углеводородная нефтяная, обладающая температурой вспышки паров не ниже 65⁰С, а как показывают проведенные на заводе исследования, равная 80 ⁰С.

Экстракция урана описывается следующей реакцией:

UO₂(NO₃)_{2 вод}+ 2ТБФ_орг → [UO₂(NO₃)₂ 2ТБФ]

Следующим процессом после экстракции идёт реэкстракция. Реэкстракция - это выделение нужного компонента из насыщенного им экстрагента. При принятой схеме реэкстракция урана из ТБФ ведется путем непосредственного высаливания кристаллов АУТК раствором карбоната аммония, так как растворимость кристаллов АУТК в растворах карбоната аммония ограниченна.

Процесс реэкстракции можно выразить реакцией.

[UO₂(NO₃)₂ 2ТБФ] + 3(NH₄)₂CO₃ (NH₄)₄[UO₂(CO₃)₃] + 2ТБФ + 2NH₄NO₃