УДК: 621.25:54.056:547.26

ПЕРСПЕКТИВЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ МАТОЧНЫХ РАСТВОРОВ СЕРНОКИСЛОТНОГО ПСВ УРАНА

Авторы: Айдуйсенов Б.А. || Полиновский К.Д. || Дуйсебаев Б.О. || Аликулов Ш.Ш.

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

Ish jarayonning reaktivligini kamaytirish uchun uran sulfat ISY ning uterus eritmalaridan sulfat kislotani elektrokimyoviy qayta tiklash istiqbollarini taqdim etadi. O'tgan yillardagi tajriba shuni ko'rsatadiki, bachadon eritmalarini elektrodializ qilish orqali sulfat kislotani qayta tiklashda energiya sarfi jarayonning past samaradorligi tufayli qabul qilinishi mumkin emas, chunki bachadon eritmalari past konsentratsiyaga va natijada past elektr o'tkazuvchanligiga ega. 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-gidroksidli kekdan gipsni yuvish va hosil bo'lgan eritmani yuqori konsentratsiyali (34,3÷36,3%) ammoniy sulfat eritmasiga aylantirish taklif etiladi, undan keyin elektrodializ bilan sulfat kislotani qayta tiklash mumkin. Hisoblash shuni ko'rsatadiki, texnologiyaning ushbu versiyasi elektrodializ uchun energiya sarfini 2 baravar kamaytiradi. Shu bilan birga, iste'mol qilingan elektr energiyasining narxi 86÷88% ga elektrodializ – elementar vodorod va kislorod mahsulotlarining narxi bilan qoplanishi mumkin.

 

Tayanch iboralar: sulfat kislota, uranni in-situ yuvish, elektrokimyoviy regeneratsiya, sulfat o'z ichiga olgan bachadon eritmalari, demineralizatsiya, gips-gidroksid keki, gipsni yuvish, konversiya, ammoniy sulfat, elektrodializ, elektr energiyasini iste'mol qilish.

 

 

 

В работе представлены перспективы электрохимической регенерации серной кислоты из маточных растворов сернокислотного ПСВ урана с целью снижения реагентоёмкости процесса. Опыт прошлых лет показывает, что при регенерации серной кислоты путем электродиализа маточных растворов затраты энергии неприемлемо велики из-за низкого КПД процесса, поскольку маточные растворы имеют низкую концентрацию и, как следствие, низкую электропроводность. 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 раствор сульфата аммония с высокой концентрацией (34,3÷36,3%), из которого затем электродиализом регенерировать серную кислоту. Расчёт показывает, что данный вариант технологии позволит снизить затраты энергии на электродиализ в 2 раза.     При этом стоимость израсходованной электроэнергии может быть на 86÷88% компенсирована стоимостью попутных продуктов электродиализа – элементных водорода и кислорода.

 

Ключевые слова: серная кислота, ПСВ урана, электрохимическая регенерация, сульфатсодержащие маточные растворы, деминерализация, гипсо-гидроксидный кек, выщелачивание гипса, конверсия, сульфат аммония, электродиализ, расход электроэнергии.

 




Библиографический список

  1. Соколова Г.А., Каравайко Г.И. Физиология и геохимическая деятельность тионовых бактерий. – М: Наука, 1964. – 334 с.
  2. Дуйсебаев Б.О., СадыковМ.Ж., ПринзинН.А., Близнюк В.И., Карманов Е.М. Разработка технологии подземного выщелачивания урана с применением электрохимических методов // КИМС. – № 1. 2008. – С. 19-27.
  3. Дуйсебаев Б.О., СадыковМ.Ж., ПринзинН.А., Близнюк В.И., Карманов Е.М.  Исследование электродиализных процессов при электрохимической обработке урансодержащих растворов // ГИАБ, 2009. – С. 392-399.
  4. Аминов Р.З., Байрамов А.Н. Оценка эффективности получения водорода на базе внепиковой электроэнергии АЭС // Водородная экономика, 2016. № 05-06 (193-194). – С. 59-70. https://www.researchgate.net/publication/301330711_Ocenka_effektivnosti_polucenia_vodoroda_na_baze_vnepikovoj_ elektroenergii_AES.
  5. Проектирование технологии и оборудования электрохимических производств: учебно-методическое пособие // Т.Н. Останина, Н.И. Останин, А.Е. Новиков, А.Б. Даринцева, В.М. Рудой, В.С. Никитин. Под общ. ред. Ю.П. Зайкова. Министерство науки и высшего образования РФ, Уральский федеральный университет. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2022. – 160 с.
  6. Прикладная электрохимия (учебник) // Алабышев А.А., Вячеславов П.М., Гальнбек А.А. и др. Под ред. Федотьева Н.П. 3-е изд. – Л.: Химия, 1974. – 535 с.
  7. Богданович А.О., Мерзляков Н.А., Шутова А.И., Останин Н.И. Снижение энергозатрат при электролитическом получении водорода // Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Атомная энергетика: материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной памяти профессора Данилова Н.И. (1945-2015) – Даниловских чтений (Екатеринбург, 10-14 декабря 2018 г.). – Екатеринбург: УрФУ, 2018. – С. 113-116. https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/74836/1/ersps_2018_021.pdf .
  8. Сайт ЗАО «Эталон-Прибор». Таблица электропроводности различных сред. https://etalon-chel.ru/help/raskhodomery/tablica-ehlektroprovodnosti-razlichnykh-sred/?ysclid=lwhh644f77335934980.
  9. Очистка стоков от сульфатов. https://www.vo-da.ru/articles/ochistka-ot-sulfatov/fiziko-himicheskie-metody.
  10. Позин М.Е. и др. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот). Ч. II. – Л.: «Химия», 1974. – 768 с.

 

  1. 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.
  2. 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. – № 9 (102) 2022. https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14244.
  3. Патент Великобритании № 2557605А (2016). Method of producing high purity gypsum. https://patents.google.com/patent/GB2557605A/en.
  4. Обзор инженерных систем ЦОД: Электроснабжение ЦОД: Топливные элементы – осторожное начало? https://alldc.ru/documentation/document/718.html.
  5. Saikia K., Kakati B.K., Boro B., Verma A. Current Advances and Applications of Fuel Cell Technologies // Recent Advancements in Biofuels and Bioenergy Utilization. Singapore: Springer, 2018, pp. 303-337. https://www.researchgate.net/publication/327959869_Current_Advances_and_Applications_of_Fuel_Cell_Technologies.