УДК: 621.25:54.056:547.26

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ ХИМИЧЕСКОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ МАТОЧНЫХ РАСТВОРОВ СЕРНОКИСЛОТНОГО ПСВ

Авторы: Маркенбаев Ж.Д. || Полиновский К.Д. || Дуйсебаев Б.О. || Санакулов У.К.

Рубрика: Горные работы || Выпуск: №2 (Апрель-Июнь), 2024 год. || Скачать

Ish jarayonning reaktivligini kamaytirish uchun uran sulfat ISY ning uterus eritmalaridan sulfat kislotani kimyoviy qayta tiklash istiqbollarini taqdim etadi. Bachadon eritmalarini demineralizatsiya qilishning standart jarayoni ularni ohak suti bilan qayta ishlash orqali amalga oshiriladi, bu esa chiqindi suv omborlariga kiradigan gips-gidroksid keki shaklida aralashmalarning cho'kishi bilan amalga oshiriladi. Gips-gidroksid kekidan gipsni yuvish va hosil bo‘lgan eritmani ammoniy sulfatga aylantirish taklif etiladi. Ammoniy sulfatni ammiak va sulfat kislotaga aylantirishning turli usullari ko‘rib chiqiladi (termal parchalanish, shu jumladan yordamchi sulfat hosil bo‘lishi, kislotani ushlab turish usuli va boshqalar). Ammoniy sulfatni temir oksidi (3+) va keyinchalik pirohidroliz yoki temir sulfatning avtoklav gidrolizini (3+) sinterlash orqali sulfat kislotani qayta tiklash usuli eng istiqbolli hisoblanadi. Pirohidroliz mahsulotlari sulfat kislota va temir oksidi (3+) bo‘lib, u ammoniy sulfat bilan sinterlashga qaytadi.

 

Tayanch iboralar: sulfat kislota, uranni in-situ yuvish, kimyoviy regeneratsiya, sulfat o‘z ichiga olgan bachadon eritmalari, demineralizatsiya, gips-gidroksid keki, gipsni yuvish, konversiya, ammoniy sulfat, temir sulfat (3+), pirogidroliz, avtoklav gidrolizi.

 

 

 

В работе представлены перспективы химической регенерации серной кислоты из маточных растворов сернокислотного ПСВ урана с целью снижения реагентоёмкости процесса. Стандартный процесс деминерализации маточных растворов осуществляется путём их обработки известковым молоком с осаждением примесей в форме гипсо-гидроксидного   кека, который поступает в хвостохранилища. Предлагается из гипсо-гидроксидного кека производить выщелачивание гипса и полученный раствор конвертировать в сульфат аммония. Рассмотрены различные способы последующей конверсии сульфата аммония в аммиак и серную кислоту (термическое разложение, в т.ч. с образованием вспомогательного сульфата, метод удержания кислоты и др.). В качестве наиболее перспективного рассматривается способ регенерации серной кислоты путём спекания сульфата аммония его оксидом железа (3+) и последующего пирогидролиза либо автоклавного гидролиза сульфата железа (3+). Продуктами пирогидролиза являются серная кислота и оксид железа (3+), который     возвращается на спекание с сульфатом аммония.

 

Ключевые слова: серная кислота, ПСВ урана, химическая регенерация, сульфатсодержащие маточные растворы, деминерализация, гипсо-гидроксидный кек, выщелачивание гипса, конверсия, сульфат аммония, сульфат железа (3+), пирогидролиз, автоклавный гидролиз.

 




Библиографический список

  1. Соколова Г.А., Каравайко Г.И. Физиология и геохимическая деятельность тионовых бактерий. – М.: Наука, 1964. – 334 с.
  2. Очистка стоков от сульфатов (электронный ресурс https://www.vo-da.ru/articles/ochistka-ot-sulfatov/fiziko-himicheskie-metody).
  3. Урусов В.В. Термографическое исследование реакции совместного разложения СаSO4 и СаS, на СаО, SO2 и S2 в процессе переработки фосфогипса на серную кислоту и известь – в кн.: Гипс и фосфогипс: Сборник работ по хим. переработке гипса и фосфогипса // Под ред. акад. С.И. Вольфковича. – Москва: Госхимиздат, 1958. – С. 126-137.
  4. Дуйсебаев Б.О., Садыков М.Ж., Принзин Н.А., Близнюк В.И., Карманов Е.М. Разработка технологии подземного выщелачивания урана с применением электрохимических методов // КИМС. – № 1. 2008. – С. 19-27.
  5. Дуйсебаев Б.О., Садыков М.Ж., Принзин Н.А., Близнюк В.И., Карманов Е.М. Исследование электродиализных процессов при электрохимической обработке урансодержащих растворов // ГИАБ. – Москва, 2009. – С. 392-399.
  6. Позин М.Е. и др. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот), ч. II, Л.: «Химия», 1974. – 768 с.
  7. Сизяков В.М., Нутрихина С.В., Левин Б.В. Технология комплексной переработки фосфогипса конверсионным способом с получением сульфата аммония, фосфомела и новых продуктов // Записки Горного института. СПб. Т. 197 (2012). – С. 239-244.
  8. Холмуродов Ж.Э. Намазов Ш.С. Раджабов Р., Сейтназаров А.Р., Муродов Ж.З. Жидкофазная конверсия природного гипса с помощью раствора карбоната аммония // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022, №9 (102) (электронный ресурс https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14244).
  9. Патент Великобритании № 2557605А (2016) Method of producing high purity gypsum (электронный ресурс https://patents.google.com/patent/GB2557605A/en).
  10. Halstead W.D. Thermal decomposition of ammonium sulphate - Journal of Applied Chemistry 20(4), April 2007: р.129–132 (электронныйресурс https://www.researchgate.net/publication/230370295_Thermal_decomposition_of_ammonium_sulphate.
  11. Патент ВОИС № 2003027018A1 (2002) Chemical and thermal decomposition of ammonium sulphate into ammonia and sulphuric acid (электронныйресурс https://patents.google.com/patent/WO2003027018A1/en).
  12. А.с. СССР № 45919 (1934) Способ получения аммиака и серной кислоты (электронный ресурс https://yandex.ru/patents/doc/SU45919A1_19360229).
  13. Патент ФРГ № 1151492 (1963) Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak und Schwefelsäure aus Ammoniumsulfat und/oder –hydrogensulfat bzw, aus deren Lösungen in Wasser oder Schwefelsaure (электронный ресурс https://patents.google.com/patent/DE1151492B/de).
  14. Ульянов В.П., Булавин В.И., Ульянова И.В. Исследование процесса термической регенерации кислот из смеси азотно-плавиковокислотных и сернокислотных отработанных травильных растворов // Интегрированные технологии и энергосбережение, 2004, №4, с.97-106 (электронный ресурс http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/1866).
  15. Патент РФ № 2560445C2 (2013) Способ производства аммиака и серной кислоты из сульфата аммония (электронный ресурс https://yandex.ru/patents/doc/RU2560445C2_20150820).
  16. Halstead W.D., Laxton J.W. Equilibria in the Fe2(SO4)3/Fe2O3/SO3 system. - Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 1: Physical Chemistry in Condensed Phases (электронный ресурс https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1974/f1/f19747000807).
  17. Эффект Доннана. Мембранное равновесие Доннана (электронный ресурс https://studopedia.su/12_83901_effekt-donnana-membrannoe-ravnovesie-donnana.html).
  18. Патент ВОИС № 2008025166А (2007) Process for producing ammonia and sulfuric acid from a stream comprising ammonium sulfate (электронный ресурс https://patents.google.com/patent/WO2008025166A1/en).
  19. Патент РФ № 2574247С1 (2014) Способ переработки глиноземсодержащего сырья и способ вскрытия глиноземсодержащего сырья при его переработке (электронный ресурс https://yandex.ru/patents/doc/RU2574247C1_20160210).
  20. Хамизов Р.Х, Зайцев В.А., Груздева А.Н. и др. О возможности кислотно-солевой переработки глиноземсодержащего сырья в замкнутом реагентном цикле. – Журнал прикладной химии, 2020, Т. 93, Вып. 7. – С.1024-1032.
  21. Салоников В.А., Савко А.В., Минаковский А.Ф. Исследование процесса образования основных сульфатов железа (III) в системе FeSO4– NH4OH – O2– H2O. Труды БГТУ. Серия 3, Химия и технология неорганических веществ, 2008. – С. 60-64 (электронный ресурс https://elib.belstu.by/handle/123456789/38525).
  22. Basciano L.C. Crystal chemistry of the jarosite group of minerals // L.C. Basciano // Ontario: Queen’s University Kingston, 2008. –184 с.
  23. Маргулис Е.В., ГецкинЛ.С. , ЗапускаловН.А. Исследование гидролитического осаждения железа в системе Fe2(SO4)3 – NH3 – H2O / ЖНХ, 1974. – № 5. – С. 1362-1365.
  24. Китай А.Г., Брюквин В.А., Дьяченко В.Т. и др. Физико-химические исследования основных закономерностей гидролиза сульфата железа (III) в гидротермальных условиях // Цветные металлы, 2011, № 8. – С.125-130 (электронный ресурс https://rudmet.ru/journal/648/article/8214).