Документ описывает инновационный патент на способ разделения урана и циркония из карбонатных растворов, предлагая осаждение циркония с использованием жидкого стекла, предварительно активированного серной кислотой или сульфатом аммония. Данный метод позволяет сократить продолжительность процесса осаждения вдвое и снизить энергозатраты за счет снижения температуры нагрева. Технический результат заключается в более эффективной переработке урансодержащего сырья для получения оксидов урана ядерной чистоты.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28930
(51) C22B 60/02 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1410.1
(22) 22.10.2013
(45) 15.09.2014, бюл. №9
(72) Дуленин Алексей Петрович; Суркова Татьяна
Юрьевна; Барменшинова Мадина Богембаевна;
Юлусов Султан Балтабаевич; Бейсахметов Дауржан
Алматович
(73) Акционерное общество "Центр наук о земле,
металлургии и обогащения"
(56) Инновационный патент KZ 21714 А4,
15.09.2009
(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УРАНА И
ЦИРКОНИЯ
(57) Изобретение относится к области
гидрометаллургической переработки
урансодержащего сырья и может быть использовано
при получении оксидов урана ядерной чистоты.
Предложен способ разделения урана и циркония
из карбонатных растворов, включающий осаждение
циркония жидким стеклом при нагревании и
механическом перемешивании, при этом осаждение
циркония проводят жидким стеклом,
предварительно активированным серной кислотой
или сульфатом аммония.
Техническим результатом изобретения является
сокращение продолжительности процесса и
снижение энергозатрат.
(19)KZ(13)A4(11)28930

2. 28930
2
Изобретение относится к области
гидрометаллургической переработки
урансодержащего сырья и может быть использовано
при получении оксидов урана ядерной чистоты.
Известен способ разделения урана и циркония в
присутствии карбонатов, включающий добавление
перекиси натрия и перекиси водорода при
кипячении. (Аналитическая химия циркония и
гафния. СВ. Елинсон, К.И. Петров, Москва, Наука,
1965 г.).
Из-за применения дорогостоящих реагентов и
высоких температур осаждение циркония из
промышленных урансодержащих карбонатных
растворов по данному способу не эффективно.
Наиболее близким по технической сущности к
предлагаемому изобретению является способ
разделения урана и циркония из карбонатных
растворов, включающий нагревание раствора и
добавление реагента. Согласно способу
карбонатный раствор нагревают до температуры 65-
75°С, добавляют в него раствор жидкого стекла и
при механическом перемешивании в течение 1 часа
осаждают цирконий. (Инновационный патент KZ
№21714А4, С22В 34/10, С22В 60/02, опубл.
15.09.2009).
Недостатками данного способа разделения урана
и циркония из урансодержащих карбонатных
растворов являются длительность процесса и
соответственно повышенные энергозатраты.
В промышленных урансодержащих карбонатных
растворах содержатся коллоидные взвеси, которые
представлены мельчайшими активными и
неактивными частицами циркония, кварца,
алюминия, кальция и т.д. При осуществлении
процесса осаждения циркония по известной
технологии в химическое взаимодействие с жидким
стеклом будут вступать только активные частицы,
обладающие энергией, достаточной для
осуществления данной реакции, а неактивным
частицам коллоидных взвесей требуется сообщение
дополнительной энергии за счет увеличения
температуры нагрева исходных растворов, что
приводит к увеличению продолжительности
процесса и увеличению энергозатрат.
Задачей изобретения является разработка
способа разделения урана и циркония из
промышленных урансодержащих карбонатных
растворов.
Техническим результатом предлагаемого
изобретения является сокращение
продолжительности процесса и снижение
энергозатрат.
Это обеспечивается в способе разделения урана и
циркония из карбонатных растворов, включающем
осаждение циркония жидким стеклом при
нагревании и механическом перемешивании, при
этом осаждение циркония проводят жидким
стеклом, предварительно активированным серной
кислотой или сульфатом аммония.
Сущность изобретения заключается в
следующем.
В карбонатный раствор, содержащий уран и
цирконий, при механическом перемешивании
добавляют жидкое стекло, предварительно
активированное серной кислотой или сульфатом
аммония.
Проведение по предлагаемому способу
предварительной активации жидкого стекла серной
кислотой или сульфатом аммония позволило в
2 раза сократить продолжительность и снизить
температуру процесса осаждения циркония до 55-
60°С по сравнению с известным способом, что
приводит к снижению энергозатрат.
Ниже приводятся примеры ведения процесса
осаждения циркония из промышленных растворов
по предлагаемому способу.
Пример 1 (активация жидкого стекла раствором
серной кислоты).
Осаждение циркония осуществляли из
промышленных растворов с содержанием, г/л: U-
7,6; Zr-0,27; СO3
2-
/НСO3
-
- 2,8/40,0.
Для активирования использовали жидкое стекло
с плотностью 1,34 г/см3
по ГОСТ 13078-90, которое
разбавляли дистиллированной водой до
концентрации по SiO2 30 г/дм3
, затем добавляли
концентрированную серную кислоту до рН=8-9.
Осаждение циркония из карбонатных растворов
проводили в термостатическом реакторе с
добавлением активированного жидкого стекла при
механическом перемешивании в течение 30 минут и
при нагревании до температуры 55°С.
В растворе после осаждения циркония замеряли
его остаточное содержание и определяли степень
осаждения, которая составила 98,3%.
Пример 2 (активация жидкого стекла раствором
сульфата аммония).
Осаждение циркония осуществляли из тех же
промышленных растворов состава, как в примере 1.
Жидкое стекло с плотностью 1,34 г/см3
разбавляли
дистиллированной водой до концентрации по SiO2
30 г/дм3
, затем добавляли сульфат аммония до
рН=8-9.
Осаждение проводили при механическом
перемешивании и при температуре нагревания
карбонатного раствора до 60°С в течение 0,5 часа.
Степень осаждения циркония составила 98,0%.
Таким образом, использование предлагаемого
способа разделения урана и циркония из
карбонатных растворов, а именно, проведение
предварительной активации жидкого стекла серной
кислотой или сульфатом аммония, позволило
сократить продолжительность процесса осаждения
циркония в 2 раза и уменьшить температуру нагрева
растворов на 10-15°С по сравнению с известным
способом.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1.Способ разделения урана и циркония из
карбонатных растворов, включающий осаждение
циркония жидким стеклом при нагревании и
механическом перемешивании, отличающийся
тем, что осаждение циркония проводят жидким
стеклом, предварительно активированным серной
кислотой или сульфатом аммония.

3. 28930
3
2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что
жидкое стекло активируют серной кислотой или
сульфатом аммония до рН 8-9.
3. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что
осаждение проводят при температуре 55-60°С в
течение 30 минут.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч