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

Особенности взаимодействия общества и природы
Хорошо известен афоризм "труд создал самого человека". Но что такое труд, как не постоянное взаимодействие человека с объектами природы в их естественном или преобразованном состоя ...

Озеленение городского парка культуры и отдыха города г. Липецка
1Урбоэкология – (от лат. urbanus – городской), новое направление в экологии, область знания, объектом исследования которой являются человек в урбанизированной среде, человеческие поселения в ...

Технологическая схема механической очистки стоков ЭЛОУ (II система канализации)
Поступающие на участок механической очистки стоки ЭЛОУ проходят последовательно через песколовку, нефтеловушки, радиальные отстойники и направляются на установку флотации стоков II системы участка ...