Описание технологического процесса экстракции

Полученный на переделе регенерации обогащенный ураном раствор (товарный регенерат) для дальнейшего обогащения и очистки от примесей поступает на передел экстракции-реэкстракции. В результате процессов экстракции-реэкстракции получаются кристаллы аммонийуранилтрикарбоната (АУТК).

Экстракция – процесс извлечения урана из бедных водных растворов с отделением его от сопутствующих элементов в органическую фазу, не смешивающуюся с водой. Применение экстракции позволяет осуществить непрерывный высокопроизводительный технологический процесс, проводимый в сравнительно простых аппаратах. Экстракция урана из сернокислых водных растворов производится смесью экстрагентов: ди-2-этилгексилфосфорной кислоты (Ди-2-ЭГФК) и трибутилфосфата (ТБФ). Использование смеси экстрагентов обусловлено тем, что определенные комбинации двух экстрагентов экстрагируют извлекаемое вещество лучше, чем каждый экстрагент в отдельности (синергетический эффект).

В качестве разбавителя экстрагентов используется углеводородное сырье.

Процесс экстракции осуществляется в экстракторе - горизонтальном смесителе - отстойнике ящичного типа с механическим перемешиванием, состоящим из 11-ти камер.

Отделение экстракции и реэкстракции расположено в здании 2.2
в осях 13 -17; Г – Ж на отметках 0.000; +5,400; + 13,800 и отделено от остальных помещений стенами.

Товарный регенерат из отделения десорбции насосами подается в буферную емкость поз. 275, где подогревается острым паром до температуры 40°С и насосами поз. 277/1,2 подается в 4-ю камеру экстрактора поз. 278. В 9-ю камеру экстрактора насосом поз. 294 из приемного зумпфа поз. 293 подается бедная по урану (после реэкстракции) органическая фаза (органика). Процесс экстракции идет в режиме противотока в камерах с 4-ой по 9-ю. Камеры 1, 2, 3,

10, 11 экстрактора выполняют вспомогательные функции: камеры 2-я и 3-я служат для отмывки насыщенной органики от кислоты; 1-я камера играет роль отстойника для разделения насыщенной органики и промывной воды. 10-я и 11-я камеры служат для улавливания органики из маточников (рафинатов).

Отмывка насыщенной органики от кислоты производится предварительно подогретой до 40 °С технической водой, которая подается в 3-ю камеру экстрактора и, после разделения с органикой в 1-й камере, выходит из экстрактора и объединяется с маточниками.

Маточники после отстаивания в 10-й и 11-й камерах экстрактора для дополнительного улавливания органики самотеком поступают последовательно в отстойник, затем в сборник-ловушку органики поз. 296, откуда насосами
поз. 298/1,2 подаются для утилизации на выщелачивание.

На рисунке 1.3 приведена принципиальная аппаратурная схема

Отмытая от кислоты насыщенная органика из 1-й камеры экстрактора самотеком поступает на реэкстракцию.

Концентрация экстрагентов в органике поддерживается согласно требованиям регламента.

Дозагрузка экстрагентов и разбавителя в процесс производится по мере снижения их концентрации и уменьшения объема органики.

Для хранения и подачи экстрагентов и разбавителя в отделение экстракции служит сооружение 2.35. Оно включает 4 подземные емкости хранения
и 4 монжуса для подачи экстрагентов и разбавителя в реактор поз. 317 отделения экстракции. В реакторе поз. 317 производится отмывка Ди-2-ЭГФК от моногидрата (М-2-ЭГФК) содовым раствором.

Предусмотрена схема фильтрации органической фазы для выделения гелеобразных коллоидных образований, так называемой "бороды", для чего часть органики отбирается в зумпф поз. 270 и насосами поз. 273/1,2 подается на фильтрацию в дисковый пресс - фильтр поз. 295, после которого поступает в приемный зумпф органики поз. 293.

Технологические параметры процесса экстракции:

Товарный раствор:

– плотность – 1,1-1,12 г/см³;

– вязкость – 1,3-1,6 ст.;

– кислотность – 110-150 г/л;

Органическая фаза:

– плотность – 0,81-0,83 г/см³;

– вязкость – 3,5-4,0 ст.

Концентрация экстрагентов:

– Ди-2-ЭГФК – 60-65 г/л;

– ТБФ – 60-65 г/л.

Расход товарного раствора – 15-30 м³/час;

Расход органической фазы – 12-25 м³/час;

Соотношение орг.: вод. – 1: 1,5;

Насыщение органической фазы по урану – 10-16 г/л;

Содержание урана в органической фазе после реэкстракции – 50-200 мг/л;

Содержание урана в маточнике экстракции – 100-500 мг/л;

КПД ступени – 94-98 %.

Технологическая схема экстракции приведена на рисунке 1.4.