Способ получения неорганического сорбента для извлечения урана из растворов

3111 чения неорганического сорбента для извлечения урана из растворов, включающий электролиз смеси водных растворов четыреххлористого титана и соли четырехвалентного циркония до достижения атомного соотношения С 1:Ме = = 0,1-0,45, нагревание образовавше 1 гося смешанного золя циркония и титана до достижения вязкости 3-70 сСт, его последующее капельное диспергирование в смесь водного раствора аммиака и водонерастворимой органической жидкости, промывку и сушку при повышенной температуре готового продукта.По данному способу сорбент получают электролизом водного раствора четыреххлористого титана- с концентрацией по ТхО 1 моль/л, в присутствии циркония, добавленного в виде ЕгОС 12 Х Х 8 НО. Полученный таким образом анионодефицитный золь нагревают и капель- но диспергируют в смесь водного раствора аммиака и несмешивающегося с ним органического растворителя. Дан ный сорбент Обладает значительной механической прочностью и хорошими сорбционными характеристиками. Гранулы сорбента имеют форму, близкую к сферической. Механическая прочность таких гранул составляет 400-700 кг/см насыпная плотность 1,05 г/см, предельная емкость по урану составляет, мг/гфпри сорбции из морскойводы 2,0;при сорбции из сложныхсолевых систем 150. Процент извлечения урана из морскойводы. составляет 50% при высоте слоя сорбента 40 см и скорости фильтрации 3,5 м/ч.Указаннаые выше характеристики сорбента позволяют использовать его как в статическом, так и.динамическом режимах, и в режиме псевдокипящего слоя. Однако насыпной вес сорбента недостаточно велик, в связи с чем затруднено использование егопри больших скоростях фильтрования в режиме псевдокипящего слоя, Недостаточная насыпная масса сорбента приводит к потерям сорбента в процессе фильтрования морской воды при больших линейных скоростях потока.1(роме того, при многоцикличном использовании данный сорбент на 20-30 теряет свои первоначальные сорбцион 0004.ные характеристики по отношению курану.Пелью изобретения является получение неорганического сорбента, обладающего стабильными характеристикамипо отношению к урану в многоцикличном сорбционном процессе в режимекипящего слоя.10 Поставленная цель достигается описываемым способом получения неорганического сорбента для извлечения уранаиз растворов, включающем электролизсмеси водных растворов четыреххлористого титана и соли четырехвалентногоциркония в присутствии хлоридов оловаи/или железа в количестве 5-30 мас.%по отношению к суммарному содержаниюциркония и титана до атомного соотно;д шения С 1:Ме = О, 1-0,45, нагреваниеобразовавшегося смешанного золя метищов - до достижения вязкости3-70 сСт, его последующее капельноедиспергирование в смесь водного растр 5 вора аммиака и водонерасгворимой жидкости, промывку и сушку при повышенной гемпературе готового продукта ввиде сферических гранул,Отличительным признаком способа .является то, что электролиз ведутв присутствии хлоридов олова и/илижелезаДругое отличие способа состоитв том, что хлориды олова и/или железавводят в количестве 5"30 мас,% по от ношению к суммарному содержанию циркония и титана. Технология получения сорбента поописываемому способу заключается втом, что ф 1 моль/л (по Т 10) растворы четыреххлористого титана смешивают с солью циркония, например с егоцирконилхлоридом в соотношении 5099 мас.% Т.О, остальное двуокисьциркония (в пересчете на готовый,безводный продукт), затем добавляютхлориды олова и/или железа в вышеприведенном соотношении (5-30 мас.%),проводят электролиз полученной сме си до атомного соотношения С 1:Ме .== 0,1-0,45. Затем полученный аниондефицитный золь нагревают при 40-80 Сдо достижения вязкости 3-70 сСт споследующим капельным диспергировани ем полученного при этом аниондефицитного золя в слой водного раствора аммиака и сразу же в слой водонерастворимой органической жидкости типа ч;веретенного или трансформаторногомасла,Затем полученный сферический гидрогель отмывают от масла и сушат приповышенной температуре (120-150 С)с получением готового продукта в виде.сферических гранул,Электролитическое получение смешанного золя гидратированной двуокиси 10титана с гидратированными окисламициркония, железа и/или олова позволяет получить равномерное распределениекомпонентов во всем объеме гранул,образующихся в процессе капельногодиспергирования. Это приводит к получению сорбента обладающего повышеннойнасыпной массой и равномерным химичес"ким составом. Механическая прочностьсорбента составляет при этом 300- . 20600 кг/смОсновные сорбционные характеристики по отнбшению к уранупрактически не изменяются по сравнениюс известным сорбентом; а их стабильность в многоцикличном сорбционном р 5,процессе возрастает на 20-30%,П р и м е р 1. Проводят электролиз водного раствора четыреххлористого титана с концентрацией поТхО 1 моль/и в присутствии четырехвалентного циркония (добавленного ввиде ЕгОС 3 8 НЕО) в количестве 5 мас,7по отношению к титану, Электролизведут до достижения атомного соотноше:ния С 1:Ие = 0,3 без введения солейметаллов. Полученный эоль нагревают З 5до 70 С для увеличения его вязкостио.и затем капельно диспергируют в концентрированный раствор аммиака. Гранулы геля отмывают от электролитовдистиллированной водой и сушат при150 С, Полученный продукт представрает собой сферические гранулы.диаметром 0,4-1,0 мм с механическойпрочностью 360 кг/см . Насыпной вес .полученного сорбента составляет451,05 г/см .П р и м е р 2, Проводят электролиз раствора хлорида титана аналогич:но описанному в примере 1 с добавкаслми хлорида циркония и железа (истин 50, ный удельный вес Ге О равен 6,4 г/см ) .Полученный сорбент имел состав; ЕгО1,0 мас.%Ге 0 30 мас.%, ТО69 мас.7, Насыпная масса сорбентасоставила 1,35 г/см, 55П р и м е р 3, Согласно методике,приведенной в примере 2, был полученобразец состава: ЕгОг 50 мас.7., Ре О 5 мас.%, Т 10 45 мас,7 Насыпная масса сорбента составила 1,2 г/см .П р и м е р 4 . Согласно методике, описанной в примере 2, получают образец состава, мас,7,: ЕгО 25%, ГеО 15%, ТОз 60%,. Насыпная масса сорбента составила 1,38 г/см .П р и м е р 5, Проводят получение сорбента по примеру 1 с добавкой хлоридов циркония и олова (истинный удельный вес БпО равен 8 г/см)Полученный сорбент имел состав, мас,%: ЕгО 57, ЯпО 157., Т 10 80%Насыпная масса сорбента составила 1,4 Г/СМВ табл. 1 и 2 приведены зависимости насыпного веса полученных по примерам 2 и 5 образцов от содержания в них железа или олова.П р и м е р 6Проводят сравнительные испытания стабильности сорбционных характеристик сорбента, полученного по примеру 5 .(с содержанием двуокиси олова 30 мас.%) и сорбентапрототипа, который является в настоящее время наилучшим в СССР по своим сорбционным свойствам, т.е, базовым объектом. Испытания проводят на модельном урановом растворе, имеющем рН 9,15 и содержащем 2 г/и урана в виде карбонатных комплексов. Регенерацию ведут раствором 1 моль/и азотной кислоты, Быио установлено, что ,в 100 циклах сорбции-десорбции. емкость сорбента полученного по описыУваемому способу., по урану и его физико-химические характеристики .практически не изменяются ио сравнению с ухудшением на 20-30% анаиогичных показателей для сорбента прототипа.Результаты укрупненных испытаний описываемого сорбента в реальных условиях (с использованием воды 1(аспийского моря) показаии, что при времени прокачивания воды со скоростью до 100 м/ч, что соответствует режиму кипящего слоя, обменная сорбционная емкость данного ионита в течение 70 сут. сохраняется на уровне 300 мкг/г, что соответствует ее значению для исходного образца.Технико-экономическая эффективность предложенного способа обусловлена тем что он позволяет при сохраФненни стабильными первоначапьных сорбционных характеристик в 5 раз .повы1110004 сить производительность процесса врежиме кипящего слоя за счет. резкого Т а б л и ц а 1 Содержание РеО,мас.Е 3035 1115 8 а блица 5 1,4 СоставительМ.Курасова Техред М.Моргентал Корректор С. Оекма едак Заказ 2437 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10 Насыпная плотность, г/см Содержание ЯпО,мас,ХНасыпной вес,г/см увеличения скорости пропускания раствора,5 25 30 2 1,31 1,40