6.4 Откачка продуктивных растворов

Технологическая схема переработки продуктивных растворов состоит из следующих операций:

1. Сорбцияурана на сорбент АМ-п втечение 57 часов; маточник сорбции после контрольного улавливания сорбента и доукрепления серной кислотой направляется на полигон; поток сорбента, направляемый на последующие операции, при производительности по растворам 220 м³ /ч, с концентрацией по урану ОД кг/м и емкости по урану 18, 5 кг/м, составляет 1, 2 м³/ч. Сорбция осуществляется в двух параллельно работающих колоннах диаметром 3, 1 м. Рабочий объем сорбента в колонне рассчитан из принятой в настоящем проекте высоты конической (2, 3 м) и цилиндрической части (5, 3 м), а также с учетом объемов дренажных стаканов, которые конструктивно входят в объем аппарата, и составляет 44 м³. Продуктивный раствор на сорбцию и маточник сорбции на полигон перекачивается из буферных емкостей вместимостью 200м³. Контрольное улавливание сорбента из маточника сорбции осуществляется в устройстве для улавливания смолы.

2. Донасыщениенасыщенного на сорбции сорбента частью раствора товарного регенерата в течение 19 часов; емкость сорбента по урану после операции составит, по данным «ВНИИХТа», 27, 2 кг/м³. Операция осуществляется в регенерационной колонне диаметром 2, 5 м. Рабочий объем сорбента в колонне рассчитан из принятой в настоящем проекте высоты конической (2, 0 м) и цилиндрической части (5, 6 м), а также с учетом объемов дренажных стаканов, которые конструктивно входят в объем аппарата, и составляет 30 м³.

3. Обезвоживание насыщенного сорбента перед его десорбцией. Растворы после обезвоживания объединяются с продуктивными растворами и направляются на сорбцию урана. Обезвоживание осуществляется в наклонном дренаже. Для смыва налипшей на сетке смолы запроектирована подача продуктивного раствора к дренажу.

Рисунок 5. Устройство колонны СНК-1 и аппаратурная схема сорбции

4. Десорбция урана с сорбента в течение 38 часов при температуре процесса +40°С. Десорбирующий раствор готовится из трех подогретых до температуры +40°С потоков: из маточника конверсии, слива после операции сгущения и фильтрата после операции фильтрации «желтого кека». Объем десорбирующего раствора составляет 2, 7 объема к объему влажного сорбента. Десорбирующий раствор подается в колонны насосами. Товарный регенерат из колонны делится на два потока: 1 объем дозируется по расходомеру в колонну на донасыщение, а остаток (1, 7 объема) поступает на осаждение химконцентрата. Операция десорбции осуществляется в двух колоннах диаметром 2, 5 м.

5. Обезвоживание отрегенерированного сорбента на наклонном дренаже перед конверсией. Для данного дренажа смыв налипшей смолы осуществляется товарным регенератом, и растворы после обезвоживания направляются в гидросборник товарным регенератом.

6. Конверсия сорбента в SO₄^2- форму. Конверсирующий раствор готовится на маточнике донасыщения с доукреплением его серной кислотой до концентрации 50-60 кг/м³; операция осуществляется в аналогичной колонне диаметром 2, 5 м.

Рисунок 8. Аппаратурная схема конверсии

7.  Осаждение химконцентрата раствором гидрооксида натрия в течение 9 часов. По данным «ВНИИХТа» операция проводится без подогрева. Настоящими проектными решениями подогрев осуществляется для того, чтобы слив сгустителя, на котором готовится десорбирующий раствор, был теплый. Такое решение позволяет просто, без встроенных внутрь аппаратов теплообменников, обеспечить необходимую поверхность теплопередачи для обеспечения температуры десорбирующего раствора около +40°С. Операция осаждения химконцентрата проводится в каскаде из аппаратов колонного типа диаметром 1 м, которые имеются в настоящее время на производстве. Учитывая опыт работы реконструируемого предприятия, суммарное время осаждения «желтого кека» принято 9 часов, вместо рекомендуемых «ВНИИХТ» 4-х часов. Осаждение ведется в три стадии, по два аппарата на каждой стадии. Раствор щелочи подается дробно в осадительные колонны. Подача щелочи контролируется по показаниям рН в последних аппаратах каждой из стадий. Перемешивание осуществляется сжатым воздухом. Предполагается имеющиеся колонны оборудовать внутренней трубой перемешивания диаметром 57-89 мм и длиной на 3/4высоты колонны, заваренной снизу, с перфорацией диаметром 8-10 мм по поверхности трубы длиной до 1, 5 м от низа трубы.

8.  Сгущение «желтого кека». Осуществляется в радиальном сгустителе диаметром 2, 5 м. На операцию поступает пульпа с соотношением Ж: Т - 66: 1. Для улучшения сгущаемости добавляется флокулянт Praestol 2530 концентрацией 0, 1%. в количестве 2, 2 г/м³ пульпы (по 100% веществу), что соответствует, ориентировочно, 110 л/сутки 0, 1 % раствора. Слив сгущения направляется в основном, на растворение аммиачной селитры и приготовление десорбирующего раствора. Сгущенный продукт с соотношением Ж: Т = 10: 1 подается на фильтрацию.

9.  Фильтрация сгущенной пульпы, промывка и подсушка кека. Данные операции осуществляются на фильтр прессе К800/50 (производство Чехия), в комплект которого входят: устройство для сжатия мембран; насос подачи исходной пульпы; система для промывки кека; системы контроля и электрическое оборудование. Для промывки кека предусматривается емкость вместимостью 1, 5 м³, что составляет необходимый объем воды (по паспортным данным фильтра) на 1 цикл разгрузки фильтра. Для сжатия мембран предусматривается емкость вместимостью 0, 5 м³ (по паспортным данным фильтра). Для подсушки кека запроектирована подача воздуха к фильтру.

Кек фильтрации (готовый продукт) собирается в воронку и далее конвейером (винтовым) направляется в транспортный упаковочный комплект и отправляется на складирование и дальнейшую реализацию. Для хранения и транспортировки готовой продукции предприятия используются сертифицированные транспортно-упаковочные комплекты ТУК 44/5, ТУК 44/6 и др. (бочки вместимостью 210л).

Фильтрат направляется в емкость, где смешивается с раствором аммиачной селитры, маточником конверсии и направляется на десорбцию.

10. Приготовление растворов реагентов. Для переработки продуктивных растворов готовятся растворы:

· Десорбирующий, представляющий собой раствор аммиачной селитры концентрацией 100 кг/м и серной кислоты концентрацией 10 кг/м³.

· Конверсирущий раствор, представляющий собой раствор серной кислоты концентрацией 50-60 кг/м³.

· Раствор флокулянта, представляющий собой 0, 1% раствор Praestol 2530.

· Раствор 40 % щелочи (NaOH).

Для приготовления раствора аммиачной селитры, щелочи и флокулянта принято их растворение в контактных чанах КЧ-1, 6, вместимостью 1, 6 м³ с запасом раствора на определенное время.

Так раствор аммиачной селитры готовится в трех контактных чанах и при принятом в проекте расходе объем всех трех чанов обеспечит 12-ти часовую подачу реагента. Техническими решениями предусматривается готовить, ориентировочно, 30 % раствор селитры. В один из чанов добавляется по расходомеру (или уровню) теплый раствор (~1, 2 м³) слива сгустителя и высыпается около 400 кг NH₄NO₃, причем сухой продукт рекомендуется добавлять при циркуляции раствора для снижения пылеобразования; и врезку раствора рекомендуется выполнить в зоне нахождения люка. Для начального периода раствор готовится на теплой воде

Раствор щелочи готовится в одном КЧ-1, 6 и при концентрации реагента 40% его запас в аппарате составит почти сутки. Щелочь готовится на воде (горячей или холодной).

Для приготовления 0, 1 % раствора флокулянта также запроектирован КЧ-1, 6, запас составит около 10 суток. Непрерывная подача в сгуститель, ориентировочно, 5 л/ч 0, 1% раствора осуществляется через напорную емкость вместимостью 100 л и дозирующую шайбу.

Конверсирующий раствор готовится в непрерывном режиме путем смешения маточника донасыщения и серной кислоты в емкости. Смешение осуществляется за счет циркуляции насосом. Критерием смешения являются показания рН-метра в емкости, количество расходуемой серной кислоты и эффективность операции конверсии, а именно анализ смолы до и после операции. Смолу на анализ в этом случае можно отбирать из бункеров. В случае неудовлетворительных результатов и при перерасходе серной кислоты можно заменить насос на более мощный, производительностью, сопоставимой с объемом емкости, а именно 25 м³.