Двухфазные водные системы с полиэтиленгликолем и их применение для очистки фосфатных солей от примесей урана и ряда других металлов

• Автор: Сафиулина, Алфия Минеровна
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава I. Литературный обзор

1.1 Фосфаты уранаУ1

1.2 Экстракция уранаVI из фосфатных сред

1.3 Экстракционные промышленные способы очистки фосфорной

кислоты от урана и других примесей металлов.

1А Двухфазные водные системы на основе водорастворимых

полимеров

1.5 Экстракция металлов в двухфазной водной системе

Глава II. Методическая часть

2.1 Исходные вещества
2.2 Построение фазовых диаграмм
2.3 Выбор концентраций ПЭГ, соли и оптимального свободного
объема в экстракционной системе
2.4 Методика экстракции урана в двухфазных водных системах
2.5 Метод изопиестического исследования
Глава III. Разработка аналитических методов определения содержания урана в
концентрированных фосфатных средах
3.1 Определение урана спектрофотометрическим методом
3.2 Определение урана рентгенофлуоресцентным методом
Глава IV. Изучение взаимного влияния компонентов в системе ПЭГ соль вода.
4.1 Бинарные системы соль вода
4.2 Бинарные системы ПЭГ вода
4.3 Трехкомпонентные системы ПЭГ соль вода
Глава V. Экстракция уранаУ1 в ПЭГ из фосфатной среды
5.1 Влияние на экстракцию урана в системе ПЭГ фосфат калия
вода
5.2 Распределение урана между фазами
5.3 Экстракция других металлов из фосфатных сред в фазу ПЭГ
5.4 Экстракция урана из сульфатных и карбонатных сред при
5.5 О механизме экстракции уранаУ1 в изученных ситемах
Глава VI. Принципиальная схема получения фосфатных солей гидрофосфата натрия особой чистоты из экстракционной фосфорной кислоты с 0 применением ПЭГ
Выводы
Литература


Показано, что при увеличении концентрации экстрагента коэффициент распределения урана(У1) растет. Изучена экстракция урана(У1) из фосфатных сред додсцилфосфорной и ци2-этилгексилфосфорной кислотами в гексане с концентрацией 0,1 моль/дм3 []. Как в случае с экстракцией урана с октилпирофосфорной кислотой в [], увеличение содержания фосфорной кислоты в водной фазе снижает эффективность экстракции []. Подобное наблюдается при экстракции с цибутилфосфорной [], диизооктилпирофосфорной [] и циоктилдитиофосфорной [] кислотами. Однако, при применении циоктилдитиофосфорной кислоты эффективность экстракции снижается, по-видимому вследствие наличия в структуре экстрагента атомов серы, которые :мещают электронную плотность с РО группы. Изучена экстракция урана из фосфатных сред трибутилфосфатом [], эднако эффективность экстракции не велика. Коэффициенты распределения :лабо возрастают в зависимости от концентрации фосфорной кислоты и вставляют 0, -0,1 порядок. Для экстракции урана из фосфорнокислых сред применяли также эрганические основания. В работе [] применялся ацетилбутиланилин в клороформе с концентрацией экстрагента 0,5%. У1) растут. В работе [] в качестве экстрагента применялись краун эфиры (-краун-6). Определена структура комплексов [и(Н2Р0/1)2(Н)]2,(-краун-6)-5Н и и(2Р)2(Н)-(-краун-6)-ЗН, образующихся при экстракции. К разрабатываемым технологиям очистки фосфорной кислоты предъявляются следующие требования: в очищенной фосфорной кислоте количество примесей не должно превышать 4‘'4% тяжелых металлов, гехнология переработки сырья должна учитывать необходимость очистки ЭФК от естественных радионуклидов с возможностью получения урана для атомной энергетики, а также редкоземельных элементов (РЗЭ) [4]. Эффективным способом очистки фосфорной кислоты является жидкостная экстракция. В работе [] предложен способ очистки фосфорной кислоты с применением триалкиламина. В данном случае экстракцию кадмия аминами проводили из модельного раствора, приготовленного из ЭФК одного из фосфатных месторождений с добавлением хлорида кадмия, концентрация фосфорной кислоты составляла 4 г/дм3, кадмия — ,9 мг/дм3. ТАА(С7-С9). Для удаления кадмия на % необходимо проводить 8 контактов. При этом получены экстракты с содержанием кадмия порядка 0 мг/дм3. У<>УВ = 2. Концентрация кадмия в водных реэкстрактах составила 0 и более мг/дм3. Таким образом, удалось сконцентрировать кадмий в водном растворе в 8 раз, хотя концентрация кадмия все же мала. Авторы предлагают использовать для дальнейшего концентрирования эсадительный, сорбционный или экстракционный метод с получением солей кадмия в твердом виде. В работе [] при изучении экстракции ЭФК в трибутилфосфат (ТБФ) определены значения коэффициентов распределения и изменения объемов органической и водной фаз, плотности органических и водных растворов. На основании полученных данных составлена математическая модель процессов экстракции и реэкстракции фосфорной кислоты. В полупромышленных условиях на непрерывно действующей установке с использованием экстракторов смеситель-отстойник ящичного гипа и пульсационных колонн осуществлен процесс экстракции фосфорной кислоты ТБФ. Получение аммонийфосфатов осуществлялось непосредственно на стадии реэкстракции фосфорной кислоты из эрганической фазы аммонийсодержащим агентом. Состав полученных растворов аммонийфосфатов, масс. Р5 — . N — 8. Б — 0. Р — 4, Ре3 — 0. А — 0. МпО — 0. Аммонийфосфаты /казанного качества могут быть использованы в биотехнологии, при эбработке поверхности металла и как удобрения. Образующийся на стадии экстракции рафинат целесообразно использовать при получении удобрений []. Как выше указывалось, при разработке технологий очистки фосфорной кислоты необходимо выделять РЗЭ, содержащиеся в сырье. Михайличенко и цр. РЗЭ из нитратно-фосфатных растворов, эбразующихся при азотнокислотной переработке апатитового концентрата. Этот метод имеет принципиальные особенности, они связаны с тем, что при нейтрализации свободной азотной кислоты происходит конверсия нитратов РЗЭ в неэкстрагируемые фосфаты.