Уран ерітінділерін экстракциялық әдіспен өңдеу

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Қ. И. Сатбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық университеті

Металлургия және полиграфия институты

Кафедра Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы

РЕФЕРАТ

Тақырыбы : 11 лекция.

Уран ерітінділерін экстракциялық әдіспен өңдеу

Орындаған: Нұрлыбаев Р. Е

ЯХТ-05-1к 3 курс

Қабылдаған: Оспанова Г. Ш

Алматы 2007 ж

Жоспар

1. Кіріспе

2. Негізгі бөлім.

2. 1 Уран ерітінділерін экстракциялық әдіспен өңдеу.

2. 2 Уран экстракциясы процесінің физика-химиялық бастамасы. Термодинамика экстракциясы.

2. 3 Реэкстракцияның теориялық негіздері.

3. Қорытынды.

4. Пайдаланылған әдебиеттер.

Кіріспе.

Экстракция - бұл жүз жыл бұрын пайда болуына қарамастан заттардың бөлінуі мен тазалануының қолайлы, дамушы әдісі.

Экстракциялық технология жан жақты дами отырып зерттеп, бейорганикалық заттардың экстракция облысына 20 ғасырдың 50 жылдарына байланысты, ол кездері жаңа экстрагенттер синтезделген болатын, технологияға тиянақты жауапты еді.

Органикалық заттардың арасындағы экстракциялық процесс 19 ғасырдан бері қолданылып келеді. 1883 жылы уксус қышқылы экстракциясы этилацетанмен концентрациялық әдісі жазылған. Мұнай өңдеу өнеркәсібі дами отырып, үлкен көлемдегі экстракциялық өндірістің пайда болуына алып келді. Экстракционды процестердің технологиясын жетілдіру үшін осы күрделі процестің термодинамикалық және кинетикалық негіздерін жақсы білу керек.

Уран ерітінділерін экстракциялық әдіспен өңдеу.

Экстракция - бұл. жүз жыл бұрын пайда болуына қарамастан заттардың бөлінуі мен тазалануының қолайлы, дамушы әдісі.

Бейорганикалық заттардың экстракциясы жан жақты дамуды қолға алды: бұл процесті қолдана отырып бейорганикалық заттар мен қышқылдар уран өндірісінде әсер етуші және бұрлауды дамытушы болып табылады. 1930 жылдың соңы мен 1940 жылдың басында уран алу ядролық таза болат қолданып диетилдің эфир нитратын жоғалтады. Экстракциялық технология жан жақты дами отырып зерттеп, бейорганикалық заттардың экстракция облысына 20 ғасырдың 50 жылдарына байланысты, ол кездері жаңа экстрагенттер синтезделген болатын, технологияға тиянақты жауапты еді. Сол кезден бастап сирек кездесетін металдар өндірісінде экстракциялық процестер уран технологиясында алдыңғы орында. Уран содан бастап алдыңғы орынан түскен емес, ядерлік жылу өңдеу өндірісінде.

Экстракциялық процестер сорбциялық, тұнбаға түсуші және де тазалау мен бөлу процестерінің алдында бірқатар артықшылықтары бар: олар жеңіл автоматизацияларды, үлкен мөлшердегі өнімділігімен ерекшелінеді, үздіксіз сызбалардың жасалу мүмкіндігін ашады. Жаңа арзан экстрагенттердің синтезі соңғы жылдардағы түрлі-түсті және сирек кездесетін металдар гидрометалургиясында экстракция жетекші орын ала бастады. Қазіргі таңдағы әр түрлі экстрагенттердің кең спектірлі болуы экстракцияны көптеген бейорганикалық заттардың, мысалы, фосфор, фосфорлы және басқа қышқылдардың өндірісі мен тазалауында қолдануға мүмкіндік береді.

Уран экстракциясы процесінің физика-химиялық бастамасы.

Термодинамика экстракциясы.

Экстракция - бұл заттардың ерітінділерін басқа зат ерітінділерінен алады немесе қатты фазадан. Негізінде су ерітіндісі бір фазалы, ал екінші фаза органикалық қосынды болып табылады. Зат, өзі әрекет етуші экстрактардың қосындысымен қанағаттандыратын олардың фазалық таралуын-экстрагенттер деп атайды. Әрекет ететін заттар әр түрлі формада су ерітінділерінде кездеседі: бастапқысы, қышқылдар тұздар, каатиондар, аниондар, және тағы басқалар. Сондықтан да экстракциялық әрекеттесу әр түрлі кластағы реагкнттерде қолданылады. (нейтралды, анионалмастырғыш, катионалмастырғыш және т. б) немесе олардың қосындылары.

Экстрагенттердің көбіне таралғаны мыналар:

Ди-2-этилгексилфосфор қышқылы (Д2ЭГФҚ) (C4H9O) 2P(O) OH
Изоамин спирті (ИАС ) изо-C5H19OH
Метилизобутилкетан (МИБК) изо-C4H9COCH3
Трибутилфосфат (ТБФ) (C4H9O) 3PO
Дибутилфосфор қышқылы (ДБФК) (C4H9O) 2P(O) OH
Трибурилфосфиноксид (ТБФО) (C4H9) 3PO
Триоктиламин (ТОА) (C8H17) 3N
Тридодециламин (ТДА) (C2H25) 3N
Теноилтрифторацетон (ТТА) C8H5O2F3S
Триоктилфосфиноксид (ТОФО) (C8H17) 3PO
Триэтиламин (ТЭА) (C2H5) 3N

Бейорганикалық және төменмонекулалы органикалық заттарды сұйық қосылыстардан алғанда, органикалық фаза таза араласпаған экстрагент қосылыс болып саналады, бірақ ол практикалык жағынан экстракциялық зат болып саналмайды. Кейбір жағдайда экстракциялық процесс кезінде екі органикалық фаза пайда болады. (экстрагент және сұйықтық арасындағы қабат) Бұл жағдайды тоқтату үшін органикалық фазаға қосымша модификатор қосады (спирт, нейтралдық фосфор, органикалық қосылыстар және т. б) . Экстракциядан кейін алынған сұйықтық пен органикалық фазаны рафинат және экстракт деп атайды.

АҚШ-тағы атомдық техниканың даму кезінде плутон және уранды тазалау үшін метилизобутилкетонды қолданған, экстракционды әдіс ойлап табылды. Бұл әдіс уран мен плутониді азот қышқылынан өте жақсы экстрактайды, сонымен қатар ол сұйық фазада артық заттарды көптеп қолданылады. Экстракцияны тек қшқылмен емес сонымен бірге қышқыл жетпейтін заттармен де жүргізуге болады, оны жүргізуге алюминии нитратын қолдануға болады.

Уран және плутоний арқылы органикалық фазаға кірген артық заттар алюминии нитраты арқылы жуылып сыртқа шығады. Уран мен плутониді бөліп алу үшін ең соңғы рет экстракциялап, темір сульфаты арқылы 3-валентті күйге келтіреді. Плутонидің 1-ші экстракциялап алғаннан кейінгі коэфиценті 8*10 ³ болады. Одан кейін оны қайталап 4-валентті күйге келтіріп екінші кезеңді экстракциялауға азот қышқылының 0, 1 м қосылысының көмегімен жібереді. Содан соң үшінші кезең басталады, онда плутонидің коэфицентінің көтерілуіне экстракция жүреді.

Уранды бірінші кезеңде HNO ₃ - тің 0, 1 м қосылысымен органикалық фазадан алады, содан бұл қосылы уранның концентрациясын көтеріп, 2-3 кезеңдерге жібереді. Бұл әдісті Редокс процесі деп атаған, және бұл әдіс Ханфордтта 1951 жылы заводта қолданылған.

Гексанның ең бірінші қасиеті радияцияға байланысты жоғарғы деңгейдегі тұрақтылығы, бірақ ол төменгі температурадағы жарықты, жоғары деңгейдегі суда ерігіштігі, және HNO ₂ кезінде HNO ₃ -ке тұрақты емес жақтарын өзіне қаратады.

Уранды қосылыстан бөліп алу үшін ең қолайлы экстрагент диэтильгликолдің дибутиль эфирі болып табылыды, бұл әдіс 1952 жылы Уйнскийдегі заводта қолданысқа тап болды. Уран мен плутоний қосылып бутексте экстракталады. Содан соң плутоний жуылу кезінде темір сульфатының көмегімен бөлініп кетеді, ал уран 0, 05 м HNO ₃ қосылысымен экстракталады. Плутоний экстракция кезінде натридің 4-валентті бихроматымен қышқылданып, содан соң 0, 5 м HNO ₃ қосылысында экстракцияланады, кейін оны трибутилфосфатты аффинаждық тазалауға жібереді.

«Керр-Мак-Джи» фирмасының «Широн» заводында уранды экстракциялау үшін Д 2ЭГФК және ТБФ синергетикалық қоспасын пайдаланылады. Экстракцияның алдында 3-валентті темірді шыққан ерітіндіде темірлі стружкамен қалыптастырады. Реэкстракцияны сондай-ақ гидроксид түріндегі темір және титанды отырғызуға келетін сода ерітіндісінің көмегімен жүзеге асырады. Экстрактан аммонидің диуранатын отырғызады.

«Витро-Юрениюм» заводында уранның керосиндағы додецильфосфорлық қышқылда уранның 3 % - тік ерітіндісінің экстракциясына қолданады. Уранның реэкстракциясын тұз қышқылының айдауымен жалғасатын HCL ерітіндісімен жүзеге асырады. Уранды аммонидің диуранаты түрінде отырғызады.

АҚШ-тың кейбір заводтарында уранның сорбциясын пульпалардан жүргізеді. Уранның аламин 336 - мен экстракциясын Австралия, Испания, Португалия, Нигерия зауыттарында да қолданылады. Уран технологиясында металды ерітіндіден алу экстракциясына көп бөлініп жатыр, өйткені ол уранды кендік ерітінділерден және пульпалардан алудың сорбциялық процесімен салыстырғанда көптеген артықшылықтарға ие болып отыр. Қатты сорбенттерге қарағанда қазіргі уақытта қолданып жүрген экстрагеннттер уран бойынша көбірек көлемге ие. Сорбенттің рециркуляциясына қарағанда экстрагенттің рециркуляциясы (регенирациясы) бірнеше есе тез жүреді. Сонымен қатар, экстрагенттер сорбенттерге қарағанда арзанырақ.

Экстракциондық айдау ірі маштабтық өндірісте көрінетін тағы бір артықшылыққа ие. Процесс контактілеу және тек қана сұйық заттарды байланысты болғандықтан оны бақылау оңай, және ол толығымен автоматтандырылған болады. Сорбциялық процесті автоматтандыру қиынырақ.

Өкінішке орай экстрагенттердің көптеген жоғалтылуына қабаттанбайтын эмульсияның пайда болуына байланысты экстракция әдісі пульпада өндіруге жарамсыз, бірақ бұл бағытта ірі зерттеулер жүргізіліп жатыр. Уран технологиясында сұйық экстракция алғаш металды жерде көп кездеспейтін элементтерден тазалауға қолданылды, бұл жағдайда экстрагент ретінде диэтилдік эфир қолданылды. Кейінірек экстракционды процестерді гексон және трибутилфосфатты (ТБФ) қолданумен, сондай-ақ, уранды техникалық фосфор қышқылынан алу үшін уран афинажында қолданды. Соңғы жылдары жаңа экстрагенттер табылды және уранды күкірт қышқылды ерітінділерден алу процестері жетілдірілді. АҚШ-та 1959 жылдан бастап жаңа заводтар тек қана экстракциялық технология бойынша құрылып жатқанын аңғару керек.

Реэкстракцияның теориялық негіздері.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.