[发明专利]一种高澄清度铀溶液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及核化工领域的固液分离技术，具体涉及一种高澄清度铀溶液的制备方法。

背景技术

在核燃料循环过程中，从粗铀浓缩物(黄饼)制备出核级或核电级产品的一系列化工过程称为铀的精制过程。铀的精制分为干法精制与湿法精制，在铀的湿法精制过程中，主要包括固液分离、萃取分离、沉淀结晶、干燥煅烧等几个工序，萃取分离是铀精制流程的核心，如何减少萃取过程中乳化现象的发生是萃取过程多年来进行研究的重点。

铀精制流程萃原液的制备是以铀浓缩物(黄饼)为原料，采用硝酸溶解，得到铀溶解液，再采用过滤工序去除溶解液中的固体物质得到澄清铀溶液。由于国产铀浓缩物(黄饼)的主要成分为重铀酸钠或重铀酸铵，其含有大量的硅及硝酸不溶物杂质，多以悬浮物形式存在。采用普通的过滤方法，则很快会在过滤介质表面形成一层致密的滤层，致使过滤速度很慢，且所得滤液久置后会出现絮状沉淀，极有可能造成后续萃取工序乳化的发生。研究发现，这些悬浮物质是不同聚合状态的硅和其它微小颗粒所组成，采用普通的过滤方法，则很快会形成一层致密的滤层，过滤速度很慢，且滤液久置后会出现絮状沉淀，极有可能造成后续萃取工序的乳化。工业上为防止溶解液中硅的聚集，一是采用在700～800℃将铀浓缩物煅烧的方法，以使不定型硅改性成定型硅，从而避免硅在溶解液中的聚集现象，提高过滤速度和滤液的澄清度。或者是采用将铀溶解液长期静置的方法，使溶液中的硅予以聚集，以悬浮物的形式沉降，其间可加入絮凝剂，依靠絮凝剂的絮凝作用加快硅的聚集，使絮团线度加长，增大沉降速度。然后再分别对上清液和底流分别过滤，滤液为澄清铀溶液，用作萃原液，滤渣返回矿山进行浸出。

上述方法存在着以下不足：

在采用干燥、煅烧的方法使铀浓缩物中不定型硅改性、然后再采用硝酸溶解煅烧产物制备澄清铀溶液(萃原液)的方法中，虽然溶解液的过滤速度较快，萃原液澄清度也较高，但铀浓缩物经700～800℃高温煅烧，不但每吨铀要增加2500元煅烧费用，而且由于铀浓缩物中还含有其它杂质，颗粒松散度较差，部分颗粒存在烧结现象，这部分烧结物会包裹部分的重铀酸钠，在硝酸溶解时很难被溶出，导致滤渣中铀含量在1～2％，铀在滤渣中损失较大。

在对溶解液中悬浮物先沉降后过滤的方法中，虽然节省了煅烧的能耗，但溶解液经长时间(＞48h)的静置，溶液中的底部有悬浮物聚集，对这种底流物料采用浓密的方法仍不能达到固液的有效分离，仍需采用板框压滤机进行分离，不但滤速慢，滤渣含水较高，难以进行洗涤等操作，铀在滤渣中损失较大；上部溶液虽然悬浮物大为减少，但仍含有部分悬浮物，况且颗粒更加细小，与底流物料相比，过滤速度未见明显提升，况且滤液久置后仍有悬浮物出现，难以达到后续萃取工序对萃原液的质量的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高澄清度铀溶液的制备方法，其获得了高澄清度萃原液(滤液固体浓度＜50mg/L)，满足后续萃取工序对萃原液的质量需求，解决了现行萃原液制备技术中所存在的或能耗高、过滤收率低或过滤速度慢、滤液澄清度低、过滤收率低的问题

实现本发明目的的技术方案：一种高澄清度铀溶液的制备方法，其包括如下步骤：

(1)采用硝酸溶液对重铀酸盐固体进行溶解，直至重铀酸盐固体溶解完全，酸溶结束；

(2)在步骤(1)酸溶结束0～24小时以内，在搅拌条件下向步骤(1)所得的铀溶解液中加入硅藻土，硅藻土加入量为每立方米溶解液1～50kg，反应0.5～1小时结束；

(3)然后在步骤(2)结束0～5小时以内，采用板框压滤机过滤铀溶解液，得到硝酸铀酰溶液，该溶液中固体浓度＜50mg/L；其中，板框压滤机的滤布上预先涂覆一层硅藻土，硅藻土涂层厚度在1～2mm，过滤压力0.2～0.6Mpa。

如上所述的一种高澄清度铀溶液的制备方法，其所述的重铀酸盐为重铀酸钠、重铀酸铵、重铀酸镁或重铀酸钙。

如上所述的一种高澄清度铀溶液的制备方法，其步骤(1)的溶解温度为50～100℃。

如上所述的一种高澄清度铀溶液的制备方法，其步骤(1)所用的硝酸浓度质量百分比在40～98％。

本发明的效果在于：

本发明提出一种高澄清度铀溶液的制备方法，该技术采用较经济的手段，获得了高澄清度萃原液(滤液固体浓度＜50mg/L)，满足了后续萃取工序对萃原液的质量需求，解决了现行萃原液制备技术中所存在的或能耗高、过滤收率低或过滤速度慢、滤液澄清度低、过滤收率低的问题。