Министерство образования и науки РФ Национальный исследовательский Томский политехнический университет Физико-технический институт Кафедра химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов Проект цеха ионообменного извлечения урана из карбонатных растворов, производительностью 2250 тонн в год по урану Слушатель Томск 24 января 2013 г. Руководитель, доцент, к.х.н.

Введение. Актуальность Сл.1

Технико-экономическое обоснование Сл.3 Элементный состав руды, % массовый U – 0,31 % FeO – 1,4 % Fe 2 O 3 – 0,6 % SiO 2 – 19,6 % Na 2 O – 0,8 % K 2 O – 1,3 % Al 2 O 3 – 1,4 % CaCO 3 – 36,3 % CaO – 24,4 % MgO – 14,4 % P 2 O 5 – 0,2 % Место постройки цеха Уран находится в форме настурана

Теория процесса ионообменного извлечения урана из карбонатных растворов Сл.2 Уравнение карбонатного выщелачивания: U 3 O Na 2 CO 3 + 0,5О 2 + 3Н 2 O =3 Na 4 [UO 2 (CO 3 ) 3 ] +6 NaOH ( Т = °С, P = атм.) Уравнение ионного обмена: 4 R 4 NCl + Na 4 [UO 2 (CO 3 ) 3 ] = (R 4 N) 4 [UO 2 (CO 3 ) 3 ] + 4 NaCl Уравнение десорбции: (R 4 N) 4 [UO 2 (CO 3 ) 3 ] + 2 Na 2 SO 4 = Na 4 [UO 2 (CO 3 ) 3 ] + 2 (R 4 N) 2 SO 4

Технологическая блок-схема извлечения урана из карбонатных руд Сл.4 пульпа + Na 2 CO г/л пульпа твёрдый остаток осветленный раствор насыщенный ионит десорбат экстракт АУТК регенерированный ионит маточник сорбции Автоклавное выщелачивание Сгущение Сорбция Сернокислотное выщелачивание Десорбция Экстракция Реэкстракция Прокаливание Na 2 SO 4 70 г/л + Na 2 CO 3 10 г/л ТОА + разбавитель (NH 4 ) 2 CO г/л U3O8U3O8

Материальный баланс стадии сорбции Сл.4

Сл.5 (NH 4 ) 4 [UO 2 (CO 3 ) 3 ]632,6 кг/ч H2O H2O31,2 кг/ч Экстракт10775,1 кг/ч Реэкстрагент12096 кг/ч Десорбат24476,92 кг/ч Экстрагент10490,8 кг/ч Насыщенный ионит 17998,04 кг/ч Десорбирующий раствор кг/ч Пульпа 95 т/ч Карбонатный раствор 190 т/ч Осветлённый раствор ,91 кг/ч Ионит17711,7 кг/ч Аппаратурная схема извлечения урана из карбонатных руд Пульпа285 т/ч Обеднённый раствор ,57 кг/ч Насыщенный ионит 17998,04 кг/ч Экстракт10775,1 кг/ч Рафинат24192,62 кг/ч U3O8 U3O8 334,9 кг/ч Отходящие газы 319,8 кг/ч Реэкстракт12380,3 кг/ч Экстрагент10490,8 кг/ч Регенерированный ионит 17713,13 кг/ч Десорбат24476,92 кг/ч ПозицияАппаратКол-во 11Печь1 10Аппарат укрупнения осадка Конусы-реэкстракторы2 8Экстрактор Колонны ПИК Отмывочные колонны Колонны СНК3 4Сгуститель Сборники растворов и смолы Автоклавы Теплообменники- подогреватели

Сорбционная напорная колонна Сл.6 Диаметр колонны - 3 м Высота колонны – 9,9 м Высота слоя ионита - 6,7 м Количество фильтрующих кассет – 8 Диаметр щелей кассет – 0,0005 м Общая фильтрующая поверхность – 4 м 2

Схема размещения оборудования Сл

Автоматизация процесса извлечения урана из карбонатных растворов Сл.9

Себестоимость. Экономические показатели Сл.11 ПоказателиКоличество Объем производства, т/год2250 Капитальные затраты, руб Удельная себестоимость передала, руб./кг224 Критический объём производства, т/год1574 Время окупаемости, годы4 Чистая прибыль, руб Объём здания, м.куб

Выводы Предложена аппаратурно-технологическая схема процесса переработки урановых карбонатных руд; Рассчитан материальный баланс основных стадий, обозначенных в аппаратурно-технологической схеме; Разработана функциональная схема автоматизации процесса ионообменного извлечения урана из карбонатных растворов; Основным аппаратом предложена и спроектирована сорбционная напорная колонна; Рассмотрены вопросы охраны труда и окружающей среды; Рассчитаны основные технико-экономические показатели данного передела, срок окупаемости составил 4 года. Сл.13

Министерство образования и науки РФ Национальный исследовательский Томский политехнический университет Физико-технический институт Кафедра химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов Проект цеха ионообменного извлечения урана из карбонатных растворов, производительностью 2250 тонн в год по урану Слушатель Томск 24 января 2013 г. Руководитель, доцент, к.х.н.