阅读说明：本技术 一种从含铀碳酸钠溶液制备u3o8的方法 (Preparation of U from uranium-containing sodium carbonate solution3O8Method (2) ) 是由 周志全 任燕 曹令华 牛玉清 常喜信 邓慧东 赵凤岐 舒祖骏 曹笑豪 叶开凯 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明属于铀矿水冶技术领域,具体涉及一种从含铀碳酸钠溶液制备U<Sub>3</Sub>O<Sub>8</Sub>的方法,包括如下步骤：步骤一、碳酸钠体系高容量树脂吸附；步骤二、无结晶碳铵淋洗；步骤三、双部结晶；步骤四、蒸氨循环技术；采用该工艺过程,制备了品质合格的U<Sub>3</Sub>O<Sub>8</Sub>产品。采用pH调整,提高了树脂吸附的容量,提高了铀浓度,降低了蒸氨处理量；采用该发明推荐工艺参数、以及设备,避免了碳铵淋洗过程床层堵塞、管道堵塞问题。采用双部结晶工艺,提高了结晶效率,晶形良好,提高了结晶除杂效果。采用该工艺实现了无氨、无氯排放,氨全部循环。(The invention belongs to the technical field of uranium ore hydrometallurgy, and particularly relates to a method for preparing U from uranium-containing sodium carbonate solution 3 O 8 The method comprises the following steps: firstly, adsorbing by high-capacity resin of a sodium carbonate system; step two, leaching without crystallization ammonium bicarbonate; step three, double crystallization; step four, ammonia distillation circulation technology; by adopting the process, the qualified U is prepared 3 O 8 And (5) producing the product. The pH adjustment is adopted, so that the adsorption capacity of the resin is improved, the uranium concentration is improved, and the ammonia distillation treatment capacity is reduced; by adopting the method and the device, the problems of bed layer blockage and pipeline blockage in the ammonium bicarbonate leaching process are avoided. By adopting a double-part crystallization process, the crystallization efficiency is improved, the crystal form is good, and the crystallization and impurity removal effects are improved. The process realizes no ammonia and chlorine emission and complete ammonia circulation.)

一种从含铀碳酸钠溶液制备U3O8的方法

技术领域

本发明属于铀矿水冶技术领域，具体涉及一种从含铀碳酸钠溶液制备U₃O₈的方法。

背景技术

目前制备U₃O₈的方法多是从含铀的硫酸溶液中制备，从碳酸钠溶液中制备U₃O₈的技术比较少。

对于铀矿石的碳酸钠碱浸液，有方法直接加入NaOH沉淀得到SDU(重铀酸钠)，若要制备U₃O₈，则将SDU再酸溶氨沉制备成ADU再煅烧得到U₃O₈。该方法除杂效果较差，钠等杂质易超标。

对于硫酸体系，一般可采用树脂吸附。而该体系若采用树脂吸附，存在一定难度。碳酸钠一般可以作为淋洗剂使用，在该体系下直接吸附一般吸附效果并不好。

对于负载铀的树脂采用碳酸铵淋洗，也存在较大的困难。低浓度他酸铵淋洗效果较差，而高浓度碳酸铵淋洗过程铀容易形成AUC晶体(铀的铵盐溶解度比钠盐低)堵塞床层或者管道。一般采用氯化钠淋洗，形成钠盐的淋洗合格液，然后再在淋洗液加氨制备ADU。该法同样存在钠等杂质超标的问题，同时存在大量的含氯废水难以处理、含氨废水难以处理的问题。

发明内容

针对以上不足，本发明的主要目的是提供一种从含铀碳酸钠溶液制备U₃O₈的方法，可以具有较好的除杂效果，从碳酸钠溶液中制备合格铀产品；采用该方法避免含氯废水的问题；采用该方法可以使氨实现循环利用，避免含氨废水的问题；采用该方法可以解决碳酸铵淋洗结晶堵塞的问题。

本发明的技术方案如下：

一种从含铀碳酸钠溶液制备U₃O₈的方法，包括如下步骤：步骤一、碳酸钠体系高容量树脂吸附；步骤二、无结晶碳铵淋洗；步骤三、双部结晶；步骤四、蒸氨循环技术；

所述步骤一，碳酸钠体系高容量树脂吸附，a)将含铀碳酸盐溶液进行溶液调整，加入NaOH或H₂SO₄或CO₂或NaHCO₃或Na₂CO₃，或其他酸碱，调整pH值至9～10.5，通过pH调整，提高在该体系下树脂吸附的容量；

b)采用强碱性树脂对调整溶液中的铀在室温条件下进行吸附，饱和树脂用水洗涤，吸附尾液和洗涤液返回。

所述步骤二、无结晶碳铵淋洗；

对树脂塔进行预热，并保温，使温度稳定某一值t1，并处于35～50℃之间。采用热的碳铵淋洗剂，对树脂进行保温淋洗。淋洗剂预热到t1，淋洗剂中NH₄HCO₃浓度为90～150g/L、(NH₄)₂CO₃浓度为10～50g/L，淋洗采用多塔串联淋洗，串联塔数N1＝3～5；

淋洗采用单塔淋洗剂套用循环淋洗，循环淋洗次数n1＝3～5，每次淋洗剂进入都需要预热t1。

所述步骤三、双部结晶；

a)淋洗合格液自然冷却结晶，生成AUC晶体。过滤后得到AUC晶体和冷却结晶母液；

b)冷却结晶母液加热蒸氨，碳铵分解，铀生成沉淀，固液分离；

c)将沉淀物加入碳铵和AUC晶体，转型生成AUC，控制剩余碳铵≥200g/L，固液分离，AUC母液去返回配制淋洗剂。

步骤四、蒸氨循环技术；

a)冷却结晶母液加热蒸氨，用水吸收得到碳铵溶液，蒸氨残液加入NaOH进行二次蒸氨，二次蒸氨后可根据需要调酸或者不调酸返回；

b)AUC去空气氛煅烧得到U₃O₈，AUC煅烧时烟气需吸收回收其中的碳酸和氨，回收的碳酸铵去淋洗剂配制。

本发明的有益效果在于：

(1)采用该工艺过程，制备了品质合格的U₃O₈产品。

(2)采用pH调整，提高了树脂吸附的容量，提高了铀浓度，降低了蒸氨处理量；

(3)采用该发明推荐工艺参数、以及设备，避免了碳铵淋洗过程床层堵塞、管道堵塞问题。

(4)采用双部结晶工艺，提高了结晶效率，晶形良好，提高了结晶除杂效果。

(5)采用该工艺实现了无氨、无氯排放，氨全部循环。

附图说明

图1是本发明所述的一种从含铀碳酸钠溶液制备U₃O₈的方法中碳酸钠体系高容量树脂吸附方法流程图；

图2是本发明所述的一种从含铀碳酸钠溶液制备U₃O₈的方法中无结晶碳铵淋洗方法流程图；

图3是本发明所述的一种从含铀碳酸钠溶液制备U₃O₈的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图3所示，一种从含铀碳酸钠溶液制备U₃O₈的方法，包括如下步骤：

如图1所示，步骤一、碳酸钠体系高容量树脂吸附；

a)将含铀碳酸盐溶液进行溶液调整，加入NaOH或H₂SO₄或CO₂或NaHCO₃或Na₂CO₃，或其他酸碱，调整pH值至9～10.5，通过pH调整，提高在该体系下树脂吸附的容量。

b)采用强碱性树脂对调整溶液中的铀在室温条件下进行吸附，饱和树脂用水洗涤，吸附尾液和洗涤液返回。

如图2所示，步骤二、无结晶碳铵淋洗；

对树脂塔进行预热，并保温，使温度稳定某一值t1，并处于35～50℃之间。采用热的碳铵淋洗剂，对树脂进行保温淋洗。淋洗剂预热到t1，淋洗剂中NH₄HCO₃浓度为90～150g/L、(NH₄)₂CO₃浓度为10～50g/L，淋洗可以采用多塔串联淋洗，一般串联塔数N1＝3～5；也可以采用单塔淋洗剂套用循环淋洗，一般循环淋洗次数n1＝3～5，每次淋洗剂进入都需要预热t1。

步骤三、双部结晶；

a)淋洗合格液自然冷却结晶，生成AUC晶体。过滤后得到AUC晶体和冷却结晶母液。

b)冷却结晶母液加热蒸氨，碳铵分解，铀生成沉淀。固液分离。

c)将沉淀物加入碳铵和AUC晶体，转型生成AUC，控制剩余碳铵≥200g/L，固液分离，AUC母液去返回配制淋洗剂。

步骤四、蒸氨循环技术；

a)冷却结晶母液加热蒸氨，用水吸收得到碳铵溶液，蒸氨残液加入NaOH进行二次蒸氨，二次蒸氨后可根据需要调酸或者不调酸返回。

b)AUC去空气氛煅烧得到U₃O₈，AUC煅烧时烟气需吸收回收其中的碳酸和氨，回收的碳酸铵去淋洗剂配制。

实施例2：

(1)某含铀碳酸钠溶液为树脂的碳酸盐淋洗液。铀浓度为4g/L，总碳酸根为1mol/L，pH＝9。加入NaOH调整至pH＝10，用201×7树脂对调整后的溶液进行吸附，吸附后树脂容量为54mg/ml，树脂塔排净吸附尾液后，采用水对树脂进行洗涤，洗涤体积为1BV，得到饱和树脂。吸附尾液和洗涤液返回吸附前序工序。

该饱和树脂采用碳酸铵进行淋洗，采用3次套用循环淋洗工艺。淋洗前对树脂塔进行加热并保温在40℃，管道伴热，淋洗剂进料前加热到40℃。淋洗剂浓度为110g/LNH₄HCO₃+30g/L(NH₄)₂CO₃。淋洗合格液进入冷却结晶槽，慢速搅拌降至室温。过滤，得到AUC晶体。溶液铀浓度4g/L，去蒸氨沉铀。在3级反应釜中维持97℃加热，进料连续，得到的铀沉淀物间歇排放，蒸氨残液连续排放，蒸氨残液加入NaOH进行二次蒸氨，二次蒸氨残液返回到吸附前工序。氨气及二氧化碳气体采用吸收塔用水吸收，得到450g/L碳酸铵溶液。

蒸氨铀沉淀物加入氨450g/L碳酸铵溶液，并加入少量的AUC晶体，搅拌转型控制剩余碳酸铵浓度为240g/L。反应完成后过滤得到AUC晶体和AUC母液。AUC母液返回配制淋洗剂。所有的AUC晶体去煅烧炉煅烧生产U₃O₈产品。煅烧的氨气和二氧化碳进入吸收塔吸收。

(2)某含铀碳酸钠溶液。铀浓度为2g/L，总碳酸根为0.8mol/L，pH＝8.5。加入NaOH调整至pH＝9.5，用201×7树脂对调整后的溶液进行吸附，吸附后树脂容量为42mg/ml，树脂塔排净吸附尾液后，采用水对树脂进行洗涤，洗涤体积为0.5BV，得到饱和树脂。吸附尾液和洗涤液返回前序工序。

该饱和树脂采用碳酸铵进行淋洗，采用3塔串联淋洗工艺。淋洗前对树脂塔进行加热并保温在37℃，管道伴热，淋洗剂进料前加热到37℃。淋洗剂浓度为110g/LNH₄HCO₃+20g/L(NH₄)₂CO₃。淋洗合格液进入冷却结晶槽，慢速搅拌降至室温。过滤，得到AUC晶体。溶液铀浓度4g/L，去蒸氨沉铀。在4级反应釜中维持97℃加热，进料连续，得到的铀沉淀物间歇排放，蒸氨残液连续排放，蒸氨残液加入NaOH进行二次蒸氨，二次蒸氨残液返回到前序工序。氨气及二氧化碳气体采用吸收塔用水吸收，得到420g/L碳酸铵溶液。

蒸氨铀沉淀物加入氨420g/L碳酸铵溶液，并加入少量的AUC晶体，搅拌转型控制剩余碳酸铵浓度为220g/L。反应完成后过滤得到AUC晶体和AUC母液。AUC母液返回配制淋洗剂。所有的AUC晶体去煅烧炉煅烧生产U₃O₈产品。煅烧的氨气和二氧化碳进入吸收塔吸收。

(3)某含铀矿石的碳酸钠浸出液。铀浓度为1g/L，总碳酸根为1mol/L，pH＝9。加入NaOH调整至pH＝10，用201×7树脂对调整后的溶液进行吸附，吸附后树脂容量为36mg/ml，树脂塔排净吸附尾液后，采用水对树脂进行洗涤，洗涤体积为1BV，得到饱和树脂。吸附尾液和洗涤液返回浸出工序。

该饱和树脂采用碳酸铵进行淋洗，采用2次套用循环淋洗工艺。淋洗前对树脂塔进行加热并保温在40℃，管道伴热，淋洗剂进料前加热到40℃。淋洗剂浓度为110g/LNH₄HCO₃+30g/L(NH₄)₂CO₃。淋洗合格液进入冷却结晶槽，慢速搅拌降至室温。过滤，得到AUC晶体。溶液铀浓度3.5g/L，去蒸氨沉铀。在4级反应釜中维持95℃加热，进料连续，得到的铀沉淀物间歇排放，蒸氨残液连续排放，蒸氨残液加入NaOH进行二次蒸氨，二次蒸氨残液返回到浸出工序。氨气及二氧化碳气体采用吸收塔用水吸收，得到480g/L碳酸铵溶液。

蒸氨铀沉淀物加入氨480g/L碳酸铵溶液，并加入少量的AUC晶体，搅拌转型控制剩余碳酸铵浓度为260g/L。反应完成后过滤得到AUC晶体和AUC母液。AUC母液返回配制淋洗剂。所有的AUC晶体去煅烧炉煅烧生产U₃O₈产品。煅烧的氨气和二氧化碳进入吸收塔吸收。

(4)某含铀碳酸钠溶液液。铀浓度为10g/L，总碳酸根为1mol/L，pH＝10.5。加入硫酸调整至pH＝10，用201×7树脂对调整后的溶液进行吸附，吸附后树脂容量为36mg/ml，树脂塔排净吸附尾液后，采用水对树脂进行洗涤，洗涤体积为1BV，得到饱和树脂。吸附尾液和洗涤液返回浸出工序。

该饱和树脂采用碳酸铵进行淋洗，采用4次套用循环淋洗工艺。淋洗前对树脂塔进行加热并保温在45℃，管道伴热，淋洗剂进料前加热到45℃。淋洗剂浓度为130g/LNH₄HCO₃+15g/L(NH₄)₂CO₃。淋洗合格液进入冷却结晶槽，慢速搅拌降至室温。过滤，得到AUC晶体。溶液铀浓度5.5g/L，去蒸氨沉铀。在4级反应釜中维持97℃加热，进料连续，得到的铀沉淀物间歇排放，蒸氨残液连续排放，蒸氨残液加入NaOH进行二次蒸氨，二次蒸氨残液返回到浸出工序。氨气及二氧化碳气体采用吸收塔用水吸收，得到480g/L碳酸铵溶液。

蒸氨铀沉淀物加入氨480g/L碳酸铵溶液，并加入少量的AUC晶体，搅拌转型控制剩余碳酸铵浓度为240g/L。反应完成后过滤得到AUC晶体和AUC母液。AUC母液返回配制淋洗剂。所有的AUC晶体去煅烧炉煅烧生产U₃O₈产品。煅烧的氨气和二氧化碳进入吸收塔吸收。