CC BY
20
УДК 541.183
Н.В. Балановский, О.Н. Мятковская*
Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии, Москва, Россия 115409, Москва, Каширское шоссе, д. 33 * e-mail: [email protected]
ИНТЕРСЕТЧАТЫЕ СОРБЕНТЫ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА ИЗ РАСТВОРОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛИМЕТАЛЛЬНОГО СЫРЬЯ
Синтезированы сильноосновные аниониты (Россион) с развитой структурой внутренней поверхности. Исследована сорбция урана из растворов подземного выщелачивания полиметалльных руд в сравнении с ионитами зарубежного производства. Объемная и весовая емкость сорбентов Россион 62 и 510 больше на 20-80 % емкости смол Ambersep 920, Purolite RFA 600 и 460 при концентрации урана до 140 мг/л. Изотермы имеют более выпуклый характер, особенно при низких концентрациях урана.
Ключевые слова: сильноосновный ионит, синтез, структура, сорбция, уран, емкость, равновесие.
В гидрометаллургии урана широко используются сорбционные процессы [1, с. 205] с применением синтетических ионообменников. В настоящее время в России наблюдается дефицит синтетических смол отечественного производства, необходимых для извлечения этого стратегического металла.
Цель работы - создание и исследование новых полимерных сорбентов, обладающих высокой емкостью и селективностью по урану.
Перспективным методом модификации ионообменных смол является применение в качестве полимерной основы интерсетчатых сополимеров, состоящих из нескольких взаимопроникающих полимерных сеток. Сополимеры интерсетчатой структуры, получаемые повторной, иногда многократной, полимеризацией смеси моно- и дивинильных мономеров, могут сочетать в себе как пористые, с одинаковым или различным
содержанием "сшивки", так и гелевые структуры или их комбинации с различным функциональным составом.
Синтезированы интерсетчатые сильноосновные аниониты с условными рабочими названиями Россион-62 (макропористый) и Россион-510 (микропористый), предназначенные для извлечения урана [2], и проведено их сравнительное опробование для сорбции урана из растворов подземного выщелачивания урансодержащего полиметалльного сырья. Для сравнительного тестирования были использованы смолы АтЬегеер 920, РигаШе РFA 600 и РигаШе РFA 460.
Емкостные характеристики анионитов, полученные при сорбции урана из модельных растворов подземного и кучного выщелачивания, имеющих следующий состав, г/л: 0,371 Fe2+; 0,136 Fe3+; 0,04-1,0 и; 0,3 SiО2; 2,0 а"; 0,6 Шэ"; 8,0 SO42"; рН 1,87, представлены в таблице 1.
Концентрация U в растворе*, мг/л Содержание U в анионитах, мг/г (г/л)
Purolite Dow Россион
PFA 460 PFA 560 Ambersep 920U Р-62 Р-510
30 (40) 35,8 (15,3) 29,0 (12,0) 25,8 (9,2) 43,1 (20,0) 47,0 (20,8)
140 (190) 85,0 (38,2) 72,8 (32,2) 71,3 (24,5) 93,3 (46,0) 96,6 (48,3)
400 (1000) 106,1 (50,5) 86,0 (41,0) 104,1 (35,9) 110,2 (58,2) 105,5(58,6)
* - в скобках указано исходное содержание урана в растворах, мг/л.
Таблица 1. Емкостные характеристики анионитов урана при сорбции из модельных растворов подземного и кучного
выщелачивания
При сорбции урана из растворов, близких по составу к рудным пульпам АО «ППГХО», и проведении экспериментов при иных соотношениях фаз Т : Ж получены сходные значения емкостей анионитов по урану, которые приведены в таблице 2. Для сорбции урана был приготовлен раствор, содержащий, мг/л: 440 и, 1600 Fe ^е3+/ Бе2+ = 1/1), 450 А1, 450 Са, 450 450 СГ, 450 №0з-, 17000 №2804, рН=2,0; V : V = 2500, т = 48 ч. Равновесное содержание урана в растворах 405-414 мг/л.
Как видно из полученных результатов, объемная и весовая емкость интерсетчатых анионитов Россион-62 и Россион-510 на 20-80% превышает емкость зарубежных смол.
Изотермы сорбции урана анионитами Россион-62 и Россион-510 имеют более выпуклый характер по сравнению с изотермами, полученными с использованием смол зарубежного производства, особенно в области малых концентраций урана, что обеспечивает более глубокое извлечение урана и его минимальную концентрацию в сбросных растворах.
Таким образом, синтезированные интерсетчатые сильноосновные аниониты Россион-62 и Россион-510 обладают высокими емкостными характеристиками и могут быть использованы для сорбции урана из растворов выщелачивания урансодержащего многокомпонентного сырья различного типа.
Интерсетчатые аниониты, использованные в этой работе, разработаны и изготовлены при выполнении работ по Соглашению с Минобрнауки № 14.579.21.0100 от «19» августа 2015 г. Уникальный идентификатор проекта КРМБР157915Х0100.
Таблица 2. Емкостные характеристики анионитов при сорбции урана из модельного раствора выщелачивания руды__
Марка анионита Объемная емкость, г/л
Ambersep 920U 36,0
Purolite A500 ROI 39,3
Purolite A560 50,9
Purolite A660 SST 54,6
Россион 62 67,6
Балановский Николай Владимирович, начальник лаборатории синтеза ионообменных материалов Акционерного общества «Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии», Россия, Москва.
Мятковская Ольга Николаевна, старший научный сотрудник Акционерного общества Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии, Россия, Москва.
Литература
1. Лаверов Н.П., Абдульманов И.Г., Бровин К.Г. и др. Подземное выщелачивание полиэлементных руд / Под ред. Н.П. Лаверова. М.: Изд-во АГН, 1998. - 446 с.
2. Патент № 2385885 RU. Пиридиниевый ионит для сорбции урана из растворов и пульп.
Balanovsky Nikolay Ivanovich, Myatkovskaya Olga Nikolaevna*
Leading Research Institute of Chemical Technology, Moscow, Russia. * e-mail: [email protected]
INTER-RETICULAR SORBENTS FOR EXTRACTION OF URANIUM FROM LEACHING SOLUTIONS OF THE COMPLEX RAW MATERIALS
Abstract
The strong base anion exchange resins (Rossion) with a developed structure of the inner surface were synthesized. Uranium sorption from solutions of underground leaching of complex raw materials with the use of these resins compared with foreign-made resins was investigated. The volume and weight capacity of resins Rossion 62 and 510 is more at 20-80 % than the capacity of the resins Ambersep 920, Purolite RFA 600 and 460 at uranium concentrations up to 140 mg/l. Isotherms have a more convex character especially in the low uranium concentrations.
Key words: strong base anion exchange resin, synthesis, structure, sorption, uranium, capacity, equilibrium.
