CC BY
4
№ 12 (117)
Л
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2023 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЛЮМИНИЯ НА ПРОЦЕСС СОРБЦИЯ УРАНА В ПРОДУКТИВНЫХ РАСТВОРАХ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
Шарафутдинов Улугбек Зиятович
д-р техн. наук, доцент, АО «Навоийский горно-металлургический комбинат», Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: u. sharafutdinov@ngmk. uz
Ражаббоев Ибодулла Муродуллаевич
канд. техн. наук, доцент, Навоийский государственный горно-технологический университет,
Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: _ jahon. [email protected]
Юлдашев Шохрух Шоназар угли
докторант,
Навоийский филиал академия наук Республики Узбекистан,
Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: mryuldashevshohruh@gmail. com
STUDY OF THE INFLUENCE OF ALUMINUM ON THE PROCESS OF SORPTION OF URANIUM IN PRODUCTIVE SOLUTIONS OF INTERGROUND LEACHING
Ulugbek Sharafutdinov
Doctor of Technical Sciences, «Navoi Mining and Metallurgical Company» JSC, Republic of Uzbekistan, Navoi
Ibodulla Razhabboev
Doctor of philosophy, Navoi state university of mines and tecnologies, Republic of Uzbekistan, Navoi
Shohruh Yuldashev
Basic doctoral student, Navoi branch of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Navoi
АННОТАЦИЯ
При сорбционном извлечении урана на анионитах сопутствующие ему примеси ведут себя неодинаково. Так, катионы щелочных и щелочноземельных металлов, а также ионы двухвалентной меди, железа, кобальта и марганца не сорбируются и являются балластными примесями. Ряд анионов, напротив, хорошо сорбируется на анионитах, составляя конкуренцию извлекаемым ионам урана. К ним относятся анионы сульфата, нитрата, хлорида, фторида и фосфата. Эти анионы относят к разряду депрессирующих примесей.
ABSTRACT
During the sorption extraction of uranium on anion exchangers, the impurities accompanying it behave differently. Thus, cations of alkali and alkaline earth metals, as well as ions of divalent copper, iron, cobalt and manganese are not sorbed and are ballast impurities. A number of anions, on the contrary, are well sorbed on anion exchangers, competing with the extracted uranium ions. These include sulfate, nitrate, chloride, fluoride and phosphate anions. These anions are classified as depressant impurities.
Ключевые слова: уран, подземное выщелачивание, депрессанты, алюминий, сорбция, анионит, емкость, раствор, изотерма.
Keywords: uranium, underground leaching, depressants, aluminum, sorption, anion exchanger, capacity, solution, isotherm.
Библиографическое описание: Шарафутдинов У.З., Ражаббоев И.М., Юлдашев Ш.Ш. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЛЮМИНИЯ НА ПРОЦЕСС СОРБЦИЯ УРАНА В ПРОДУКТИВНЫХ РАСТВОРАХ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 12(117). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/16518
№ 12 (117)
Л
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2023 г.
Продуктивный раствор после подземного выщелачивания содержит шестивалентный уран. Современная теория предусматривает существование ряда взаимосвязанных аква и ацидокомплексов, пространственное расположение лигандов в которых предопределяет эффективность процессов сорбции, элюирования или экстракции. Методами спектрофо-томерии, ионного обмена и экстракции определен состав различных комплексных ионов для шестивалентного урана и рассчитаны константы образования этих ионов, которые с учетом точности определения различными методами составляют: К1= 5,0^6,5 для катионов уранила, К2=50^96 для нейтральной молекулы уранилсульфата, Кэ=350^900 для аниона уранил-дисульфата и К4=2500 для аннона уранил-трисульфата [1].
При выщелачивании урана серной кислотой наблюдается частичное растворение многих компонентов рудовмещающих пород, из-за чего много примесей попадает в продуктивный раствор вместе с ураном.
В связи с наличием в руде определенного количества четырехвалентного урана для его окисления в растворы вводят окислители, среди которых процессе подземного выщелачивание применяют трехвалентное железо, хлорат натрия или калия и некоторые другие [2]. Добавка окислителя для руд с повышенным содержанием четырехвалентного урана не всегда обязательна.
При сорбционном извлечении урана на анионитах сопутствующие ему примеси ведут себя неодинаково. Так, катионы щелочных и щелочноземельных металлов, а также ионы двухвалентной меди, железа, кобальта и марганца не сорбируются и являются балластными примесями. Ряд анионов, напротив, хорошо сорбируется на анионитах, составляя конкуренцию извлекаемым ионам урана, их относят к разряду депрессирующих примесей. К таким относятся анионы сульфата, нитрата, хлорида, фторида и фосфата. И, наконец, существуют ионы с повышенным сродством к сильноосновным анионитам, которые, накапливаясь со временем в анионитах, отравляют их, т. е. лишают их способности погло -щать полезные компоненты, в частности уран [3].
Сорбцию урана и сопутствующих примесей изучали по изотермам сорбции. Концентрацию ионов металлов определяли с использованием оптического эмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES, iCAP Pro, Thermo Fisher, США), pH корректировали с помощью рН-метра (Mettler Toledo, SevenEasy, Китай) и концентрацию анионов измеряли с помощью ионной хроматографии (IONUS, Мембрапуре, Германия).
При изучении сорбции алюминия анионитом, как и в случае сорбции марганца [4], из-за отсутствия алюминия в растворах в виде анионов следует ожидать невысоких емкостей ионита по нему. Результаты опытов по сорбции алюминия анионитом BO-020 приводятся в таблице.
Таблица 1.
Зависимость емкости анионита В0-020 по алюминию от равновесной концентрация алюминия в растворе
№ пп Равновесние концентрации алюминия
в р-ре, г/л в анионите, мг/г pH
1 0,106 0,075 1,7
2 0,307 0,12 1,2
3 0,520 0,12 1,22
4 0,763 0,2 1,2
5 1,07 0,21 1,15
6 1,58 0,35 1,18
7 2,02 0,47 1,22
Как видно из таблицы, даже при довольно высокой равновесной концентрации алюминия в растворе 2 г/л. анионит В0-020 довольно слабо сорбирует алюминий
и емкость анионита В0-020 довольно слабо сорбирует алюминий и емкость смолы равна только 0,47 мг/г.
№ 12 (117)
Л
ДА
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2023 г.
U анио^йк
мг
100
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 С мг/г
Up-p ,
мг/л
Рисунок 1. Изотермы сорбции урана на анионите BO-020 при содержании алюминия в растворе:
I-0 г/л, II -0,3 г/л, III-1 г/л
Как видно из рисунка что присутствие иона алюминия в растворе количестве 0,3 г/л снижает емкость анионита ВО-020 по урану. При повышении концентрации иона алюминия в растворе до 1 г/л емкости анионита по урану повышаются. Наличие урана в растворе снижает емкость анионита по алюминию, так, с увеличением содержания урана в растворе с 0,005 г/л до 0,150 г/л емкость смолы по алюминию уменьшается с 0,2 мг/г до 0,06 мг/г.
Изучена сорбция урана и ионов алюминия анио-нитом В0-020 из сернокислых растворов при рН =1,2 в системе компонент - анионит. Ионы алюминия, сорбируются анионитом В0020 в незначительных количествах. Емкость анионита равна 0,47 мг/г. Алюминий, при концентрации его в растворе 0,3 г/л снижает емкость анионита по урану на 10%, а при концентрации 1,0 г/л увеличивает емкость анионита по урану на 12%.
Список литературы:
1. Аликулов Ш.Ш., Курбанов М.А., Шарафутдинов У.З., Ражаббоев И.М., Юлдашев Ш.Ш. Исследования поведения кремнезема и органики в продуктивных растворах подземного выщелачивания урана и их влияния на процесс сорбции урана. Универсум: технические науки. - Москва, 2023. - №2 (4) - С. 22-27.
2. Шарафутдинов У.З., Ражаббоев И.М., Эшонова Г.А., Юлдашев Ш.Ш. Исследования влияния фосфат ионов на процесс получение урана. Универсум: технические науки. - Москва, 2023. - №7 (4) -с.5-9. (02.00.00; № 1).
3. Шарафутдинов У.З., Ражаббоев И.М., Эшонова Г., А., Журакулов А.Р. Исследования влияния нитрат ионов на процесс получение урана. Универсум: технические науки. - Москва, 2023. - №5 (110) - С. 22-27.
4. Eshonova G., Razhabboev I., Kadirova Z., Daminova Sh., Koldarov A., Atamuratova M., Sharafutdinov U. Modeling of competitive sorption of uranium by the В0020 anion-exchange resin. E3S Web Conf. Volume 417, 2023. III International Conference on Geotechnology, Mining and Rational Use of Natural Resources (GE0TECH-2023). https://doi.org/10.1051/e3sconf/202341702019.
