分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法

2023-06-06 01:17:21 2

專利名稱：分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法
技術領域：
本發明涉及鈾萃取純化技術，具體涉及一種分步反萃取分離有機相中鈾和鈦的方法。
背景技術：
在鈾水冶生產過程中，溶劑萃取純化鈾是使用較為普遍的工藝，溶液中含有鈾與 其它雜質元素，通過萃取而使鈾在有機相中得到富集，而雜質元素仍留存在萃餘水相中，從 而使鈾與雜質元素得到有效分離。但對於某些特定的萃取體系，某些雜質元素會與鈾同時 在有機相中得到富集，從而降低鈾與該雜質元素的分離效果。鈦就屬於這樣的雜質元素，在 經典的淋萃流程中，鈾和鈦會以陽離子的形式一同被萃取到有機相中，如不對有機相中的 鈾和鈦進行有效的分離，鈦就會進入最終鈾產品中，致使產品中鈦含量超過200mg/kg (鈾 基)，不能滿足GBl(^69-88標準中對鈾濃縮物中對雜質元素鈦的限制標準。對同時負載鈾、鈦的有機相，現生產上採用兩種方法進行處理。一是先採用水反萃 取鈦，然後以碳酸鈉或碳酸銨溶液反萃取鈾；二是不經水反萃取鈦，直接採用碳酸鈉或碳酸 銨溶液反萃取鈾。上述兩種對負載鈾、鈦有機相的處理方式存在很大弊端。首先，在採用水反萃取 鈦，再以碳酸鈉反萃取鈾的工藝中，水對有機相中鈦和鈾的反萃取效率極低，有機相中的鈾 和鈦與直接碳酸鈉反萃取法一樣，全部在碳酸鈉反萃取液中富集，並最終進入產品，鈾與鈦 沒有作到有效分離。

發明內容
本發明的目的在於提供一種可將鈦、鈾兩元素在不同反萃取液中分別富集，有效 分離的分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法。實現本發明目的的技術方案一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法，該方法 包括如下步驟(1)以過氧化氫水溶液為反萃取劑，對負載鈾鈦的有機相進行第一次反萃取，將鈦 反萃取至水相；其中，過氧化氫的體積與有機相的體積比為1 (10 100)，過氧化氫的摩 爾數與有機相中鈦的摩爾數之比為(10 50) 1 ；(2)再以碳酸鈉或碳酸銨溶液為反萃取劑，對步驟(1)所得的有機相進行反萃取， 將鈾反萃取至水相；其中，有機相與碳酸鈉或碳酸銨溶液體積比為(1.0 幻1，碳酸鈉 或碳酸銨的摩爾數與有機相中鈾的摩爾數之比為(8 20) 1。如上所述的一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法，其步驟(1)所述的反萃取 級數1級。如上所述的一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法，其步驟(1)所述的反萃取 級數為2 4級。如上所述的一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法，其步驟(2)所述的反萃取級數1級。如上所述的一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法，其步驟(2)所述的反萃取 級數2 4級。本發明的效果在於本發明採用分步反萃取工藝技術，首先以過氧化氫水溶液為反萃取劑，對負載鈾 鈦的有機相進行第一次反萃取，將鈦反萃取至水相；然後再以碳酸鈉或碳酸銨為反萃取劑， 對含鈾有機相進行反萃取，將鈾反萃取至水相。通過該技術的實施，可將鈦、鈾兩元素在不 同反萃取液中分別富集，作到有效分離，其中>95%的鈦和 98%的鈾和 95%的 鈦和< 2%的鈾在反萃取液中富集。(2)負載有機相中的鈾在第二步碳酸鹽反萃取中得到富集，負載有機相中 98%的鈾在反萃取液中富集，鈦鈾比由1. 8 1000降低到0. 08 1000 ；(3)最終產品鈾濃縮物中鈦含量可降至200mg/kg以下或更低，可滿足GB1(^69_88 標準中對雜質元素鈦的要求。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明所述的一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法 作進一步描述。實施例1試驗用1. OOL負載鈾鈦有機相，其鈦濃度為48. Omg/L,鈾濃度為23. 6g/L。採用本發明所述的分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法(1)以過氧化氫水溶液為反萃取劑，對上述負載鈾鈦的有機相進行第一次反萃取， 將鈦反萃取至水相，反萃取級數4級。其中，過氧化氫的體積與有機相的體積比為1 100， 過氧化氫的摩爾數與有機相中鈦的摩爾數之比為100 1 ；(2)再以碳酸鈉溶液為反萃取劑，對步驟(1)所得的有機相進行反萃取，將鈾反萃 取至水相，反萃取級數2級。其中，有機相與碳酸鈉溶液體積比為1.0 1，碳酸鈉的摩爾數 與有機相中鈾的摩爾數之比為20 1。實施例2試驗用1. OOL負載鈾鈦有機相，其鈦濃度為48. Omg/L,鈾濃度為11. 8g/L。採用本發明所述的分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法(1)以過氧化氫水溶液為反萃取劑，對上述負載鈾鈦的有機相進行第一次反萃取， 將鈦反萃取至水相，反萃取級數2級。其中，過氧化氫的體積與有機相的體積比為1 50， 過氧化氫的摩爾數與有機相中鈦的摩爾數之比為12 1 ；(2)再以碳酸鈉溶液為反萃取劑，對步驟(1)所得的有機相進行反萃取，將鈾反萃 取至水相，反萃取級數4級。其中，有機相與碳酸鈉溶液體積比為2 1，碳酸鈉的摩爾數與 有機相中鈾的摩爾數之比為8 1。
實施例3試驗用1. OOL負載鈾鈦有機相，其鈦濃度為48. Omg/L,鈾濃度為11. 8g/L。(1)以過氧化氫水溶液為反萃取劑，對上述負載鈾鈦的有機相進行第一次反萃取， 將鈦反萃取至水相，反萃取級數1級。其中，過氧化氫的體積與有機相的體積比為1 10， 過氧化氫的摩爾數與有機相中鈦的摩爾數之比為10 1 ；(2)再以碳酸銨溶液為反萃取劑，對步驟(1)所得的有機相進行反萃取，將鈾反萃 取至水相，反萃取級數1級。其中，有機相與碳酸銨溶液體積比為5 1，碳酸銨的摩爾數與 有機相中鈾的摩爾數之比為15 1。實施例4試驗用1. OOL負載鈾鈦有機相，其鈦濃度為48. Omg/L,鈾濃度為23. 6g/L。(1)以過氧化氫水溶液為反萃取劑，對上述負載鈾鈦的有機相進行第一次反萃取， 將鈦反萃取至水相，反萃取級數3級。其中，過氧化氫的體積與有機相的體積比為1 80， 過氧化氫的摩爾數與有機相中鈦的摩爾數之比為50 1 ；(2)再以碳酸銨溶液為反萃取劑，對步驟(1)所得的有機相進行反萃取，將鈾反萃 取至水相，反萃取級數1級。其中，有機相與碳酸銨溶液體積比為4 1，碳酸銨的摩爾數與 有機相中鈾的摩爾數之比為20 1。本發明對負載有機相中鈾和鈦的反萃取法是採用兩種反萃取劑對負載鈾和鈦的 有機相進行兩步反萃取，可作到鈾與鈦的有效分離。採用過氧化氫水溶液為反萃取劑，對負載鈾鈦的有機相進行多段反萃取，可實現 鈾、鈦兩種元素的有效分離。在溶劑萃取法生產鈾濃縮物的過程中，存在著鈾鈦共萃取的現象，如不在反萃取 過程對鈾、鈦進行有效的分離，元素鈦將進入鈾產品中，使鈾濃縮物中超過GBl(^69-88標 準中對鈦含量95%鈦反萃取至水相，將鈦鈾比由1.8 1000降低到0.08 1000 ； 然後以碳酸鹽溶液為反萃取劑，將殘留鈾反萃取至水相，將鈦鈾比由1.8 1000降低到 0. 08 1000 ；確保最終產品鈾濃縮物中鈦含量< 200mg/kg (鈾基)，完全滿足GB1(^69_88 中對鈦含量的指標要求。
權利要求
1.一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法，其特徵在於該方法包括如下步驟(1)以過氧化氫水溶液為反萃取劑，對負載鈾鈦的有機相進行第一次反萃取，將鈦反萃 取至水相；其中，過氧化氫的體積與有機相的體積比為1 (10 100)，過氧化氫的摩爾數 與有機相中鈦的摩爾數之比為(10 50) 1 ；(2)再以碳酸鈉或碳酸銨溶液為反萃取劑，對步驟(1)所得的有機相進行反萃取，將鈾 反萃取至水相；其中，有機相與碳酸鈉或碳酸銨溶液體積比為(1.0 幻1，碳酸鈉或碳 酸銨的摩爾數與有機相中鈾的摩爾數之比為(8 20) 1。
2.根據權利要求1所述的一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法，其特徵在於步 驟(1)所述的反萃取級數1級。
3.根據權利要求1所述的一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法，其特徵在於步 驟(1)所述的反萃取級數為2 4級。
4.根據權利要求1所述的一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法，其特徵在於步 驟(2)所述的反萃取級數1級。
5.根據權利要求1所述的一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法，其特徵在於步 驟(2)所述的反萃取級數2 4級。
全文摘要
本發明提供一種分步反萃取分離有機相中鈾鈦的方法。該方法包括如下步驟(1)以過氧化氫水溶液為反萃取劑，對負載鈾鈦的有機相進行第一次反萃取，將鈦反萃取至水相；其中，過氧化氫的體積與有機相的體積比為1∶(10～100)，過氧化氫的摩爾數與有機相中鈦的摩爾數之比為(10～50)∶1；(2)再以碳酸鈉或碳酸銨溶液為反萃取劑，對步驟(1)所得的有機相進行反萃取，將鈾反萃取至水相；其中，有機相與碳酸鈉或碳酸銨溶液體積比為(1.0～5)∶1，碳酸鈉或碳酸銨的摩爾數與有機相中鈾的摩爾數之比為(8～20)∶1。本發明可將鈦、鈾兩元素在不同反萃取液中分別富集，有效分離的有機相中鈾鈦。
文檔編號C22B34/12GK102115820SQ20101060341
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者劉超, 周志全, 張永明, 朱國根, 樊保團, 牛玉清, 王海塔, 舒祖駿, 趙鳳岐, 魏巧生 申請人:核工業北京化工冶金研究院