Экстракционный способ очистки сточных вод от урана

флюидная экстракция уран техногенный месторождение

Известен способ извлечения урана из водных растворов экстракцией смесью раствора 1-фенил-3-метил-4-(2-хлорбензил)-пиразолона-5 и ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты в хлороформе. Процесс ведут из сернокислых растворов при рН 1,63. Для извлечения [U6+ 1,138˙10-4 М требуется использование многократного избытка органических реагентов.

Недостатки этого способа возможность осуществлять экстракцию лишь из сернокислых растворов, удорожание процесса из-за применения двух экстрагентов, сложность регенерации последних [1].

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ экстракционного извлечения урана с помощью N,N-диалкиламидов. Экстракцию ведут из азотнокислых растворов, причем максимальное извлечение происходит из растворов 3-4 М HNO3. Концентраця экстрагента в алифатическом углеводороде (например додекане) составляет 1 М, что обеспечивает извлечение урана с коэффициентом распределения 8-9.

Недостатки способа неполная очистка водного раствора от урана (в оптимальных условиях экстракции остаточное содержание урана в водной фазе составляет 3,78˙10-2 г/л), использование концентрированного раствора экстрагента (1 М), т.е. большой расход реагента, а также проведение процесса экстракции из сильнокислых растворов. Последнее обстоятельство ведет к тому, что применение данного способа при очистке от урана сточных вод, имеющих, как правило, близкие к нейтральным значениям рН (6-8), требует дополнительной корректировки (подкисления) среды азотной кислотой [2].

Указанный органический реагент синтезирован по реакции Манниха и предложен в качестве экстрагента бора [3].

Сопоставительный анализ заявляемого способа с известными показал, что использование бис-(2-окси-5-амилбензил)амина для извлечения урана из нейтральных растворов неизвестно, что отвечает критерию "новизна". Анализ известных способов извлечения урана показал, что применение экстракции органическими реагентами для извлечения урана известно, однако использование бис-(2-окси-5-амилбензил)амина при его концентрации в керосине 0,04-0,05 М, рН 5,0-8,5 и Vo:Vв 2:(3-5) в литературе не описано, что позволяет сделать вывод о "существенных отличиях".

Сущность заявляемого способа заключается в следующем. Урансодержащий водный раствор контактируют путем перемешивания в течение 10 мин с 0,04-0,05 М раствором бис-(2-окси-5-амилбензил)амина в керосине при рН 5,0-8,5 и Vo:Vв 2: (3-5). После расслаивания фаз, на что требуется 2-3 мин, их отделяют и анализируют на содержание урана.

Для регенерации экстрагента (для повторного использования) достаточна обработка урансодержащего экстрагента растворами NaOH, Na2CO3 или (NH4)2CO3. В результате экстрагированный уран полностью удаляется из экстрагента.

П р и м е р 1. К 100 мл урансодержащего водного раствора с концентрацией урана 6,5˙10-4 г/л добавляют 66,7 мл 0,04 М керосинового раствора бис-(2-окси-5-амилбензил)амина и перемешивают при рН 5,0 в течение 10 мин. Анализ фаз после их расслаивания и отделения показал, что весь уран переходит в органическую фазу, в которой концентрация металла составила 9,75˙10-4 г/л, т.е. степень извлечения равна 100%

П р и м е р ы 2-5 проводятся аналогично примеру 1 и сведены в таблицу.

Из представленных в таблице данных следует, что оптимальным пределом концентрации экстрагента является 0,04-0,5 М.

Заявляемая концентрация (0,035 М) не обеспечивает полноту извлечения урана, а при более концентрированных растворах 0,06 М), хотя степень экстракции и максимальна, но органическая фаза становится более вязкой, что затрудняет расслаивание фаз. Оптимальным пределом значений рН среды является рН 5,0-8,5, ниже и выше которого степень экстракции уменьшается.

Оптимальным соотношением объемов фаз является интервал Vo:Vв 2:(3-5). При увеличении объема водной фазы понижается степень извлечения урана. При увеличении объема органической фазы возрастает расход экстрагента.

Способ, описанный в прототипе, не позволяет полностью извлечь небольшие количества урана (10-2-10-4 г/л), присутствующие в сточных водах.

Таким образом, использование предложенного экстракционного реагента в оптимальных условиях позволяет полностью извлечь уран из нейтральных сточных вод независимо от их состава без дополнительных операций по корректировке рН (в отличие от прототипа), что упрощает и удешевляет процесс, причем при значительном сокращении расхода реагента (0,04-0,05 М против 1 М в прототипе).

Другие статьи по экологии

Криогенные адсорбционно-каталитические устройства
Для удаления остатков токсичных веществ из емкостей, имеющих один подводящий патрубок, можно рекомендовать адсорбционные вакуумные насосы. Такие насосы служат для удаления газов из замкнутого объема ...

Экосистема дачного участка
Как много времени человек уделяет борьбе с насекомыми, сорняками и другими, по его мнению, чужеродными элементами в саду. Тем не менее, ни один элемент на участке не бывает лишним. Все взаи ...

Адсорберы вертикального типа
Адсорберы вертикального типа обычно используют при небольших потоках подлежащих очистке паровоздушных (парогазовых) смесей, горизонтальные и кольцевые аппараты служат, как правило, для обработки так ...