3.2. Описание экстракционного передела.
Азотнокислый раствор уранилнитрата принимается в приемные емкости, откуда направляется на операцию экстракции в ящичный экстрактор. Противотоком подается органическая и водная фаза, состоящая из экстрагента: трибутилфосфата в разбавителе РЭД-3М и исходного азотнокислого раствора. При попадании в смесительную камеру органическая и водная фаза интенсивно перемешиваются, в результате чего уранилнитрат переходит в органическую фазу, в виде UO2(NO3)2 •2ТБФ. Рафинаты после экстракции направляются в накопительные (буферные) емкости, часть рафинатов идет на переработку, а часть идет на подкисление органической фазы. По мере накопления емкости рафинатом осуществляется контроль по содержанию урана, наличию органической фазы, после этого рафинат перекачивается на утилизацию. После экстракции насыщенная органическая фаза направляется на промывку, оттуда - на отстаивание и далее в каскад, где проводится операция реэкстракции раствором карбоната аммония. Образующиеся кристаллы АУТК, отработанный карбонатный маточник и реэкстрагированная органическая фаза поступают в трехфазный сгуститель-отстойник. Отделенная органическая фаза поступает на промывку водой и далее поступает на подкисление рафинатом и вновь направляется на операцию экстракции.
Кристаллы АУТК, осевшие в конусе сгустителя разгружаются в репульпаторы, откуда пульпа кристаллов АУТК направляется на промывку в следующий сгуститель-отстойник. Отмытые кристаллы АУТК разгружаются в репульпаторы, и далее пульпа поступает на обезвоживание в центрифугу.
Отработанный карбонатный маточник из сгустителя перекачивается на утилизацию.
Основной реакцией процесса экстракции является реакция образования сольвата нитрата уранила с трибутилфосфатом:
UO2(NO3)2 + 2ТБФ UO2(NO3)2 2ТБФ
В процессе реэкстракции из данного сольвата путём добавления раствора карбоната аммония высаливаются кристаллы аммонийуранилтрикарбоната:
UO2(NO3)22ТБФ+3 (NH4)2CO3
(NH4)4 [UO2 (CO3)3]+2ТБФ+4NH4NO3
Обезвоженные кристаллы АУТК поступают на прокалку в печи ВГТП-8, для того чтобы перевести уран из шестивалентного состояния в четырех валентный. Разложение АУТК проводится без доступа воздуха, в результате разложение соли образуются газы – восстановители (аммиак, оксиды углерода). После прокалки в печах ВГТП-8 оксид урана смешивается с водой, доводится по плотности и направляется в отделение получения ТФУ. Так же отделение получает двуокись урана из привозной закиси-окиси урана путём её спекания с карбамидом в печах ВГТП-8. В качестве восстановителя выступают газообразные продукты разложения карбамида.
3.3. Схема получения карбонатного раствора.
Наличие бикарбоната аммония в высаливающих растворах карбоната аммония приводит к уменьшению крупности кристаллов АУТК при реэкстракции, увеличению расхода технического карбоната аммония и к уменьшению расслаивания органической и водной фаз из-за выделения углекислого газа в процессе реэкстракции по реакции:
UO2(NO3)22ТБФ+NH4HCO3(NH4)4[UO2(CO3)3] + 2NH4NO3+ 2ТБФ+3H2O+3CO2
Поэтому предусмотрена стадия перевода технического бикарбоната аммония в карбонат аммония, для чего проводится обработка раствора технической соли бикарбоната аммония аммиачной водой по реакции:
NH4HCO3+NH4OH→(NH4)2CO3+H2O
После чего готовый карбонатный раствор подается в отделение экстракционного передела, где доводится до необходимой концентрации и используется в процессе реэкстракции.
