Министерство образования и науки РФ Национальный исследовательский Томский политехнический университет Физико-технический институт Кафедра химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов Проект цеха осаждения пероксида урана из товарных десорбатов, производительностью 1100 т/год по урану Аттестационная работа Томск 24 января 2013 г. Руководитель, доцент, к.х.н. Слушатель

Введение. Актуальность Объёмы добычи урана в мире 2011 году составили 53,5 тыс. тонны урана, что обеспечивает мировые потребности в нем на 85%. Недостающий уран берется из других источников – таких как складские запасы, дообогащение хвостов и др.

Технологические параметры процесса осаждения пероксида урана Элементный состав товарного десорбата, г/л : -- Годовая производительность 1100 тонн в год по урану; -- Производительность по иону UO 2 2+ составляет 151 кг/час; -- Объем подаваемого раствора л/час. U (VI) 50 г/л Fe 3+ 0,025-0,05 г/лMg 2+ 0,01 г/л SiO 2 1,4 г/лNO г/л Al 3+ 0,03 г/лSO 4 2- не более 30 г/л

1)Нейтрализация избыточной кислотности товарного десорбата раствором гидрооксида натрия: 2NaOH + H 2 SО 4 = Na 2 SО 4 + 2Н 2 О 2) Осаждение пероксида урана пероксидом водорода : UО 2 SО 4 + Н 2 О 2 + 2Н 2 О = UО 4 2H 2 О +H 2 SО 4 (Параметры процесса осаждения: степень осаждения урана 99,9%; температурные условия – (в начале процесса осаждения+50 С, в конце процесса С), избыток Н 2 О 2 100% от стехиометрии, рН осаждения 2,9-3,0). 3) Выделяющаяся серная кислота нейтрализуется добавлением гидрооксида натрия до pH=2,9-3,0: 2NaOH + H 2 SО 4 = Na 2 SО 4 + 2Н 2 О Сл.4 Теория процесса осаждения

Технологическая блок-схема переработки урановых руд до U 3 O 8 Сл.5 Подземное сернокислотное выщелачивание Ионный обмен Десорбция NaOH Нейтрализация избыточной кислотности до рН 3,0 Осаждение пероксида урана (степень осаждения 99,9%) Перемешивание, укрупнение осадка Фильтрация Н2О2Н2О2 Маточник осаждения Слив UO 4 nH 2 O Сушка, прокалка U3O8U3O8

Аппаратурно-технологическая схема процесса осаждения пероксида урана Сл.6 1Бак товарного десорбата 2Бак гидрооксида натрия 3Бак пероксида водорода 4Петля нагрева 5Реактор осаждения 6 Аппарат укрупнения осадка 7Конусный отстойник 8Сборная емкость 9Ленточный фильтр 10Прокалочная печь

Агитатор осаждения Сл.7 1)Рабочий объем аппарата = 1,6 м 3 ; 2) Внутренний диаметр: D =1000 мм; 3)Высота = 2,15 м; 4)Скорость движения среды через объем реакционной зоны аппарата: w p = 0,0012 м/с; 5)Параметры пропеллерного перемешивающего устройства: - Диаметр мешалки: D м = 360 мм; - Высота мешалки: h M = 580 мм; - Число оборотов мешалки: n = 400 об/мин. Параметры привода перемешивающего устройства : - Мощность - 5,5 кВт; - Число оборотов об/мин.

Аппаратурно-технологическая схема процесса осаждения пероксида урана Сл.8 1Бак товарного десорбата 2Бак гидрооксида натрия 3Бак пероксида водорода 4Петля нагрева 5Реактор осаждения 6 Аппарат укрупнения осадка 7Конусный отстойник 8Сборная емкость 9Ленточный фильтр 10Прокалочная печь

Материальный баланс осаждения пероксида урана

План размещения оборудования Сл.10 Производственная площадь, занимаемая цехом пероксидного осаждения – 1080м 2 ; объем – м 3.

Автоматизация процесса осаждения пероксида урана Сл.11

Сл.12 Основные технико-экономические показатели

Выводы Сл.14 При использовании в качестве осадителя урана из сернокислотных растворов пероксида водорода наблюдается выход 99,9% и чистота получаемого концентрата 99,3%; Предложена технологическая схема процесса осаждения пероксида урана из товарных десорбатов. Рассчитаны материальный и тепловой баланс процесса пероксидного осаждения производительностью 1100 т/год по урану; Спроектирован агитатор осаждения пероксида урана с рабочим объемом 1,6 м 3 ; Рассмотрены вопросы охраны труда и окружающей среды в процессе осаждения пероксида урана; Рассчитаны основные технико-экономические показатели процесса осаждения пероксида урана, удельная себестоимость передела составляет 436 руб/кг урана.

Министерство образования и науки РФ Национальный исследовательский Томский политехнический университет Физико-технический институт Кафедра химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов Проект цеха осаждения пероксида урана из товарных десорбатов, производительностью 1100 т/год по урану Аттестационная работа Томск 24 января 2013 г. Руководитель, доцент, к.х.н. Слушатель