Physical and chemical foundations of the extraction refining of natural uranium

Abstract

The paper presents the results of studies of the physicochemical processes of the extraction and nitric acid purification of uranium salts obtained by the method of precipitation of ammonium uranyl carbonate (AUC) from ore solutions of leaching of uranium and polymetallic ores with their subsequent dissolution in nitric acid. It is shown that the process of extraction on a mixture of tributyl phosphate (TBP) in kerosene makes it possible to obtain high-purity uranium oxide. For the selective extraction of impurities, the process of uranium extraction from the nitric acid medium was carried out with a mixture of TBP and di(2-ethylhexyl) phosphoric acid (DEHPA) in kerosene. The first uranium concentration 40…50 g/L simulated the process of uranium desorption, the second ≤ 100 g/L simulated the process of dissolution of uranium oxide. The study of the uranium extraction made it possible to determine the required number of extraction stages to achieve the minimum uranium content in the raffinate and the maximum extractant capacity, which ensured the specified coefficients of uranium purification from metal impurities (V, Mo, etc.). After extraction, the nitric acid raffinate served as a raw material for the production of a mineral fertilizer – sodium nitrate.

Викладено результати досліджень фізико-хімічних процесів екстракційного азотнокислотного очищення солей урану, отриманих методом осадження уранілтрилкарбонату амонію (УТКА) з рудних розчинів вилуговування уранових та поліметалевих руд з подальшим розчиненням їх в азотній кислоті. Показано, що процес екстракції на суміші трибутилфосфату (ТБФ) у гасі дозволяє отримати високочистий закис-окис урану. Для селективного вилучення домішок процес екстракції урану з азотнокислого середовища проводився сумішшю ТБФ і ді(2-етилгексил) фосфорної кислоти (Д2ЕГФК) у гасі. Перша концентрація урану 40…50 г/л моделювала процес десорбції урану, друга ≤ 100 г/л - процес розчинення закису-окису урану. Вивчення ізотерм екстракції урану дозволило визначити необхідну кількість ступенів екстракції для досягнення мінімального вмісту урану в рафінаті та максимальної ємності екстрагента, що забезпечило задані коефіцієнти очищення урану від домішок металів (V, Mo та ін.). Азотнокислотний рафінат після екстракції служив вихідною сировиною для виробництва мінерального добрива – натрієвої селітри.

Изложены результаты исследований физико-химических процессов экстракционной азотнокислотной очистки солей урана, полученных методом осаждения уранилтрилкарбоната аммония (УТКА) из рудных растворов выщелачивания урановых и полиметаллических руд с последующим растворением их в азотной кислоте. Показано, что процесс экстракции на смеси трибутилфосфата (ТБФ) в керосине позволяет получить высокочистую закись-окись урана. Для селективного извлечения примесей процесс экстракции урана из азотнокислой среды проводился смесью ТБФ и ди(2-этилгексил) фосфорной кислоты (Д2ЭГФК) в керосине. Первая концентрация урана 40…50 г/л моделировала процесс десорбции урана, вторая ≤ 100 г/л - процесс растворения закиси-окиси урана. Изучение изотерм экстракции урана позволило определить необходимое число ступеней экстракции для достижения минимального содержания урана в рафинате и максимальной емкости экстрагента, что обеспечило заданные коэффициенты очистки урана от примесей металлов (V, Mo и пр.). Азотнокислотный рафинат после экстракции служил исходным сырьем для производства минерального удобрения – натриевой селитры.