从含铀稀土渣中提取铀生产重铀酸盐的方法

摘要

本发明涉及一种用稀土渣进行铀钍分离生产重铀酸盐的方法及所用试剂的制备方法。其在稀土渣进行铀浸出，再对铀浸出液进行pH调整，在三脂肪胺与混合醇的作用下，进行逆流铀萃取，从而达到铀钍分离的目的，经过反萃取和沉淀得到了重铀酸盐产品，产品质量达到或超过重铀酸盐技术条件(EJ/T803-93)标准要求。成功解决了用稀土渣进行铀钍分离生产重铀酸盐中所存在的难点，突破了难以实现工业化的技术瓶颈，减轻了环保压力，拓宽了铀生产原料渠道，节约资源。

说明书

技术领域

本发明属于铀的生产领域，涉及到从含铀稀土渣中提取铀生产重铀酸盐的方法。

背景技术

目前我国的稀土渣是从稀土矿提取稀土后准备废弃的渣，现在稀土生产厂家对稀土渣的处理就是采用堆放的办法，对环境造成了污染。稀土渣中铀的品位一般在千分之一到百分之十不等。从含铀稀土渣中提取铀生产重铀酸盐的技术目前处于实验室技术研究阶段，尚未突破；普遍存在工业化实施困难，铀的回收率不高、萃取容量低、萃取乳化等问题，其产品质量达不到重铀酸盐技术条件(EJ/T803-93)标准要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种从含铀稀土渣中提取铀生产重铀酸盐的方法。

本发明的目的是通过如下方式实现的：一种从含铀稀土渣中提取铀生产重铀酸盐的方法：

(1)铀的浸出；用无机酸作浸出剂，对稀土渣中的铀浸取；使用5％～15％V/V的无机酸按0.8～1.5的液固比，将无机酸与稀土渣充分混合，反应温度为10～80℃，反应时间为1～6hr，进行固液分离，制备得浸出液；

(2)萃原液的制备：调整浸出液的无机酸浓度0.05～100g/L，制得萃原液；

(3)铀的萃取：三脂肪胺用作萃取剂，混合醇用作协萃剂，磺化煤油用作稀释剂，用浓度为1～10％V/V的三脂肪胺与1～10％V/V的混合醇和80～98％V/V的磺化煤油混合，在5～40℃的条件下对萃原液进行铀逆流萃取，萃取相比0.5～5；制得含铀的饱和有机相；

(4)反萃液：钠盐或铵盐溶液用作反萃剂。使用2～15％V/V的钠盐或铵盐溶液，按照流比1～10，在5～40℃的条件下对铀饱和有机相进行反萃取，制取反萃液；

(5)铀的沉淀：氢氧化钠或氢氧化铵用作沉淀剂，用氢氧化钠或氢氧化铵溶液加入反萃取液中，控制pH9～14，控制温度为10～60℃，搅拌速度为20～500r/min，搅拌沉淀老化时间为2～5hr，待沉淀彻底，固液分离制得产品-重铀酸盐。

本发明具有如下的有益效果，使用本发明，能够从含铀稀土渣中提取所需要的铀，生产重铀酸盐，稀土渣中铀的回收率达到了85～90％。解决了萃取效率低和萃取乳化的现象。解决了稀土渣中铀对环境的污染问题，有效地利用稀土渣中的铀资源，拓宽我国铀资源利用渠道；产品质量达到或超过重铀酸盐技术条件(EJ/T803-93)标准要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：

实施例一：

1)铀的浸出；取含铀稀土渣(干基)1000kg(铀干基含量为U：0.89％)，按液固比为1.5/1，加入浓度为10％V/V的稀硫酸1500L，搅拌浸出3hr，反应温度为40℃；再将已经浸出的含铀的浆料用泵泵入板框压滤机中压滤进行固液分离，得到1456L浸出液；

2)萃原液的制备：将得到的1456L浸出液用硫酸进行酸度的调整，配制得到的萃原液其硫酸酸度为0.05g/L，

3)铀的萃取：将配制得到的萃原液，采用混合澄清器进行5级逆流萃取，用浓度为3％的三辛胺与3％的仲辛醇和94％的磺化煤油混合物为有机相体系，水相为萃原液，在环境温度为24℃的条件下，按萃取有机相与水相两相流比或相比为1/1，两相接触时间为5min，进行铀的萃取，得到含铀的饱和有机相。

4)反萃：在萃取得到的含铀的饱和有机相，在室温的条件下，用10％的碳酸钠溶液进行3段逆流反萃取，按有机相与水相两相流比或相比为5/1反萃取，两相接触时间为5min；得到290L反萃取液；

5)铀的沉淀：在搅拌槽中，边搅拌边向已经经过萃取提纯的290L含铀反萃取液中加入饱和的氢氧化钠溶液进行铀的沉淀，调节溶液的pH值，使沉淀pH值为14，沉淀温度控制为50±2℃，沉淀搅拌老化为时间3hr；将沉淀老化浆体经沉降后，上清液溢流中和外排，底流进板框压滤机过滤，滤液中和外排，压滤后卸板框料便得到含金属铀为7.8kg的重铀酸钠产品，

制备得到的重铀酸钠产品其产品质量：U(干基)：65.7％，H₂O：41.5％，SO₄^2-(干基)：1.35％，PO₄^3-(干基)：0.18％，SiO₂(干基)：0.14％，F(干基)：微量，Cl(干基)：0.11％。

实施例二：

1)铀的浸出；取含铀稀土渣(干基)1000kg(铀干基含量为U：0.72％)，按液固比为1/1，加入浓度为15％(V/V)的稀硫酸1000L，搅拌浸出3hr，反应温度为25℃；再将已经浸出的含铀的浆料用泵泵入板框压滤机中压滤，进行固液分离，得到987L浸出液；

2)萃原液的制备：将得到的987L浸出液用硫酸进行酸度的调整，配制得到的萃原液其硫酸酸度为96g/L；

3)铀的萃取：将配制得到的萃原液，采用混合澄清器进行6级逆流萃取，用浓度为8％的三辛胺与5％的仲辛醇和87％的磺化煤油混合物为有机相体系，含铀浸出液为水相，在室温的条件下，按萃取两相流比或相比为1.2/1，两相接触时间为5min，进行铀的萃取，得到含铀的饱和有机相；

4)反萃：萃取得到的含铀的饱和有机相，在室温的条件下，用8％的碳酸钠溶液进行4段逆流反萃取，按萃取两相流比或相比为4/1，两相接触时间为5min；得到295L反萃取液；

5)铀的沉淀：在搅拌槽中，将已经经过萃取提纯的295L含铀反萃取液中加入18％氢氧化铵溶液进行铀的沉淀，调整溶液的pH值，使沉淀pH值为13.5，沉淀温度控制为35±2℃，沉淀搅拌老化为时间4hr；将沉淀老化浆体经沉降后，上清液溢流中和外排，底流过板框压滤机压滤，过滤液中和外排，压滤后卸板框料便得到含金属铀为6.1kg的重铀酸铵产品，

制备得到的重铀酸钠产品其产品质量：U(干基)：63.5％，H₂O：44.2％，SO₄^2-(干基)：0.98％，PO₄^3-(干基)：0.11％，SiO₂(干基)：0.24％，F(干基)：微量，Cl(干基)：0.21％。

实施例三：

1)铀的浸出；取含铀稀土渣(干基)1000kg(铀干基含量为U：1.07％)，按液固比为1.5/1，加入浓度为12％(V/V)的稀硫酸1000L，搅拌浸出3hr，反应温度为65℃；再将已经浸出的含铀的浆料用泵泵入板框压滤机中压滤进行固液分离，得到1442L浸出液；

2)萃原液的制备：将得到的1442L浸出液用硫酸进行酸度的调整，配制得到的萃原液其硫酸酸度为37g/L；

3)铀的萃取：将配制得到的萃原液，采用混合澄清器进行5级逆流萃取，用浓度为5％的N235与3％的仲辛醇和92％的磺化煤油混合物为有机相体系，含铀浸出液为水相，在室温的条件下，按萃取两相流比或相比为1/1，两相接触时间为6min，进行铀的萃取，得到含铀的饱和有机相；

4)反萃：在混合澄清器中将得到的含铀的饱和有机相，在室温的条件下，用15％的碳酸铵溶液进行3段逆流反萃取，按萃取两相流比或相比为6/1，两相接触时间为4min；得到240L反萃取液；

5)铀的沉淀：在搅拌槽中，将已经经过萃取提纯的240L含铀反萃取液中加入工业级固体氢氧化钠进行铀的沉淀，调整溶液的pH值，使沉淀pH值为14，沉淀温度控制为55±2℃，沉淀搅拌老化为时间3.5hr；将沉淀老化浆体经沉降后，上清液溢流中和外排，底流过板框压滤机压滤，过滤液中和外排，压滤后卸板框料便得到含金属铀为9.1kg的重铀酸钠产品，

制备得到的重铀酸钠产品其产品质量：U(干基)：67.3％，H₂O：38.8％，SO₄^2-(干基)：1.02％，PO₄^3-(干基)：0.07％，SiO₂(干基)：0.14％，F(干基)：微量，Cl(干基)：0.17％。

实施例四：

1)铀的浸出；取含铀稀土渣(干基)2000kg(铀干基含量为U：0.42％)，按液固比为1/1，加入浓度为8％(V/V)的稀硫酸2000L，搅拌浸出4.5hr，反应温度为55℃；再将已经浸出的含铀的浆料用泵泵入板框压滤机中压滤，进行固液分离，得到1890L浸出液；

2)萃原液的制备：将得到1890L用硫酸进行酸度的调整，配制得到的萃原液其硫酸酸度为70g/L；

3)铀的萃取：将配制得到的萃原液，采用混合澄清器进行4级逆流萃取，用浓度为6％的N235与4％的仲辛醇和90％的磺化煤油混合物为有机相体系，含铀浸出液为水相，在室温的条件下，按萃取两相流比或相比为1/1，两相接触时间为8min，进行铀的萃取，得到含铀的饱和有机相。

4)反萃：萃取得到的含铀的饱和有机相，在室温的条件下，用8％的碳酸钠溶液进行2段逆流反萃取，按萃取两相流比或相比为7/1，两相接触时间为5min；得到270L反萃取液；

5)铀的沉淀：在搅拌槽中，将已经经过萃取提纯的270L含铀反萃取液中加入饱和的氢氧化钠溶液进行铀的沉淀，调整溶液的pH值，使沉淀pH值为14，沉淀温度控制为30±2℃，沉淀搅拌老化为时间5hr；将沉淀老化浆体经沉降后，上清液溢流中和外排，底流过板框压滤机压滤，过滤液中和外排，压滤后卸板框料便得到含金属铀为3.7kg的重铀酸钠产品，

制备得到的重铀酸钠产品其产品质量：U(干基)：67.1％，H₂O：32.1％，SO₄^2-(干基)：0.81％，PO₄^3-(干基)：0.07％，SiO₂(干基)：0.56％，F(干基)：微量，Cl(干基)：0.06％。

实施例五：

1)铀的浸出；取含铀稀土渣(干基)2000kg(铀干基含量为U：0.36％)，按液固比为1/1，加入浓度为12％(V/V)的稀硫酸2000L，搅拌浸出3.5hr，反应温度为35℃；再将已经浸出的含铀的浆料用泵泵入板框压滤机中压滤，进行固液分离，得到1850L浸出液；

2)萃原液的制备：将得到1850L进行硫酸酸度的调整，配制得到的萃原液其硫酸酸度为100g/L；

3)铀的萃取：将配制得到的萃原液，采用混合澄清器进行5级逆流萃取，用浓度为5％的三辛胺与3％的仲辛醇和92％的磺化煤油混合物为有机相体系，含铀浸出液为水相，在室温的条件下，按萃取两相流比或相比为1.5/1，两相接触时间为4min，进行铀的萃取，得到含铀的饱和有机相；

4)反萃：萃取得到的含铀的饱和有机相，在室温的条件下，用11％的碳酸钠溶液进行4段逆流反萃取，按萃取两相流比或相比为8/1，两相接触时间为4min；得到345L反萃取液；

5)铀的沉淀：在搅拌槽中，将已经经过萃取提纯的345L含铀反萃取液中加入21％氢氧化铵溶液进行铀的沉淀，调整溶液的pH值，使沉淀pH值为13，沉淀温度控制为35±2℃，沉淀搅拌老化为时间3.5hr；将沉淀老化浆体经沉降后，上清液溢流中和外排，底流过板框压滤机压滤，过滤液中和外排，压滤后卸板框料便得到含金属铀为3.2kg的重铀酸钠产品，

制备得到的重铀酸钠产品其产品质量：U(干基)：61.1％，H₂O：43.2％，SO₄^2-(干基)：0.47％，PO₄^3-(干基)：0.31％，SiO₂(干基)：0.15％，F(干基)：微量，Cl(干基)：0.12％。