8.5 Англиядағы уран аффинажы
Англия атомдық өнеркәсібіне арналған уранды, Спрингфильд біріккен корольдығының атомдық энергия баскармасының зауытында өндіреді. Бұл зауытта сонымен катар Канаданың, ОАР-дың, Австралияның урандық химиялық концентраттары қайта өнделеді. Алғаш бұл зауытта аффинажды асқын тотықтық тұндыру әдісімен іске асырды. Одан соң асқын тотықтық тұндыру алдында диэтил эфирімен экстракциялау сатысы енгізілді. Қазіргі уақытта үрдіс асқын тотықсыз жүргізіледі, оның орнына жәшік типті араластырғыш-тұндырғышта керосиндегі ҮБФ-ң ерітіндісінің колданылуымен жүргізілетін көп сатылы, үздіксіз экстракциялык әдіс қолданылады. Реэкстракциялауды ыстық сумен жүргізеді. Жалпы, бұнда да, американдық аффинаждық зауыттарындағы үрдістер колданылады.
8.6 Франциядағы уран аффинажы
Франция атом өнеркәсібіне арналған уранды Буштағы зауытта өндіреді. Үрдіс былай орындалады: алдымен уранил-нитраттың концентрленген ерітінділерін (270-350г U/л) алу мақсатында Na2U2О7-Hi HNO3-тe ерітеді. Сонан соң, органикалық еріткіштермен уранды экстракциялайды. Бұл зауытта, экстракциялық әдістің тарихи дамуының барлық сатылары жүзеге асырылды. Үрдісте мынадай экстрагенттерді біртіндеп қолданды: диэтил эфирін тұзсыздандырғыштармен бірге; метилизобутилкетонын (гексон), бұл неғұрлым кауіпсіз, аз жалынданғыш және эфирмен салыстырғанда ұшкыш қосылыс және ҮБФ-ң керосиндегі 40%-дық ерітіндісі. Экстракцияны, биіктігі 5м, бірінен соң бірі орналасқан кондырғылық кұбырларда (Рашиг сакиналары бар) жүзеге асырады. Экстракция үрдісін қарама-қарсы ағында жүргізеді, нәтижесінде құрамы 120-140г U/л экстракт алынады.
Реэкстракцияны үшінші кұбырда, ыстық судың көмегімен жүргізеді. Одан кейін уран асқын тотығын тұндыру жүргізіледі. Бірақ бұл әдіс кейінгі кезде жәй аммиактық тұндырумен алмастырылған. Жалпы үрдіс, қоспалардан тазартудың өте жоғары коэффициенттерімен сипатталады. Мысалы, тазалау коэффициенттері А1 үшін - 9000; Сu үшін - 1900; Ғе үшін - 1800; Na үшін -3600; Ni үшін - 7000.
8.9 - кесте. Буш зауытындағы, соңғы өнім-U308-дегі қоспалардын мөлшері
Элемент |
Мөлшері % |
Элемент |
Мөлшері % |
Fe |
1,5·10-4 |
Cu |
3·10-5 |
Mn |
3·10-5 |
Mo |
3·10-5 |
Ni |
2·10-5 |
B |
жоқ |
Cr |
4·10-5 |
ЖСЭ |
жоқ |
Cd |
2·10-5 |
|
|
Буштағы зауытта өте таза соңғы өнім-уран шала тотық-тотығы алынады (8.8 -кесте).
ҮБФ-ң қолданылуымен жүргізілетін экстракциялық аффинажды Канададағы Порт-Хоуп аффинажды - металлургиялық зауытында пайдаланады.
8.7 Уран аффинажы үшін басқа экстрагенттерді қолдану мүмкіндігі
ҮБФ-ы - уран технологиясындағы аффинаж үшін қолданылатын тиімді және кең қолданылатын экстрагент болып танылды. ҮБФ-ң қолданылуымен жасалынған аффинаждық нобайларды стандартты деп есептеуге болады. Бірақ ҮБФ-тың кемшіліктері де бар:
1) Сұйытылған ерітінділерде уранның таралу коэффициенттерінің төмен болуы, рафинатта уранның минималдық концентрациясын алу үшін экстракцияның көп сатылығының кажеттігі.
8.10 - кесте. Уранның таралу коэффициенттері
№ |
Қосылыс |
D |
1 |
ҮБФ (ВиО)зРО |
0,25 |
2 |
Дибутилбутилфосфонаты (BuO)2 BuPO |
10 |
3 |
Бутилдибутилфосфинаты (BuO) Bu2 PO |
120 |
4 |
Үшбутилфосфинтотығы Bu3 PO |
380 |
Осы қосылыстардың бәрі азот кышқылында да, тұз қышқылында да жақсы жұмыс атқарады.
Экстракция механизмі - соль ваттық, мысалы, алкилфосфинтотықтары үшін UО2(NО3)2·2R3PO типті cольваттардың түзілуі байқалады. Фосфонаттардың ішінде неғұрлым жиі қолданылатыны метилфосфонды қышқылдың диизоамилдық эфирі (ДАМФ)
Бұл қосылыс UО3(NО3)2·2ДАМФ сольватын түзеді. ДАМФ-тың экстракциялық қасиеттері ҮБФ-қа қарағанда неғұрлым артық. Фосфинтотықтардың ішіндегі ең танымалы – үшоктилфос - финтотығы (ҮОФТ) және әртүрлі соған ұқсас неғұрлым күрделі құрылысты қосылыстар.
Алайда, ҮБФ-ты жоғарыдағы қосылыстармен алмастырудың барлық жағдайларында, реэкстракция кезінде туындайтын кейбір қиындықтарды ескеру керек, өйткені бұнда судың орнына соданы немесе аммоний карбонатын қолдануға тура келеді.