[發明專利]一種反萃取分離叔胺有機相中鈾和鐵的方法

無效

• 申請號: 201310327675.2
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103397184A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 鐘學明;傅毛生;熊聯明
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C22B3/28
• 分類號: C22B3/28;C22B60/02
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 歐陽沁

技術領域

本發明涉及一種反萃取分離有機相中鈾和鐵的方法，特別是涉及一種以叔胺為萃取劑、以鹽酸與乙酸或乙酸鹽混合物水溶液為反萃劑的分離鈾和鐵的方法。

背景技術

鈾是極其重要的綠色能源原料和戰略物資。鈾在自然界的含量較低，而且通常與伴生有大量的鐵。實際上，鈾和鐵是不易分離的元素對之一。傳統的分離鈾和鐵的方法主要有黃鉀鐵礬沉淀法和P350萃取法。沉淀法的主要缺點是：由于沉淀的吸附而導致鈾的收率隨著料液中鐵的濃度升高而降低，因此當料液中鐵的濃度較高時鈾的收率較低；處理的溫度在90℃以上，能耗較高。P350萃取法的主要缺點是：多次反萃取鐵而導致鈾的收率降低，必須增設撈鈾工藝來提高鈾的收率，工藝較復雜；萃取劑P350的價格較高，分離成本較高。

發明內容

本發明的目的是針對上述傳統分離鈾和鐵的工藝方法所存在等缺點，提供一種通過選擇性反萃取分離負載于叔胺有機相中鈾和鐵的新方法，提高鈾的收率，降低成本。

本發明的目的通過以下方法來實現：?

（1）在盛有負載鈾和鐵的叔胺有機相的萃取器中，加入水溶液中含有0.1?M～0.5?M鹽酸與0.5?M～1.5?M乙酸或乙酸鈉或乙酸銨的反萃取劑。有機相與反萃取劑的體積比為1：1～10：1，反萃取溫度為室溫，充分攪拌混合3～20?分鐘后，靜止分相；分相后，將有機相和水相分開，鈾保留在有機相，鐵被反萃取至水相。

叔胺有機相由叔胺萃取劑和有機醇溶于煤油或磺化煤油配制而成，叔胺可以是N235、Alamine?336、三正辛胺或三異辛胺，有機醇可以是碳原子數為C₆～C₁₁的醇或其混合物。

（2）叔胺有機相中叔胺的體積百分比濃度為5%～35%，有機醇的體積百分比濃度為1%～20%。

與現有方法相比，本發明的優點是：直接從負載鈾和鐵的叔胺有機相中選擇性反萃取鐵而實現鈾和鐵的分離，工藝流程短，分離效果好，金屬離子的收率高，鈾的收率大于97%，鐵的收率大于90%，分離成本低。與黃鉀鐵礬沉淀法相比，本發明具有鈾的收率更高、實用范圍更寬、能耗更低、分離成本更低等優勢。與P350萃取法相比，本發明具有分離效果更好、工藝流程更短、分離成本更低等優勢。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明所述的一種反萃取分離鈾和鐵的方法作進一步描述。

實施例?1：

（1）萃取鈾和鐵

在萃取器中，依次加入25?L?N235、15?L仲辛醇和60?L磺化煤油，攪拌均勻，制得100?L?N235濃度為25%?的萃取有機相。再加入100?L?鹽酸濃度為3.5?M?且含有六價鈾和三價鐵等金屬離子的料液，該料液中六價鈾的濃度為0.3?g/L、三價鐵的濃度為?6?g/L。室溫下充分混合10?分鐘靜止分相后放出水相，將有機相保留在萃取器中。此時，鈾和鐵被萃入N235有機相中。

（2）選擇性反萃取分離鈾和鐵

在盛有100?L負載鈾和鐵的N235有機相的萃取器中，加入50?L?含有0.2?M鹽酸與1.2?M乙酸混合物的反萃取劑水溶液，有機相與反萃取劑的體積比為2︰1。反萃取溫度為室溫，充分攪拌混合5?分鐘后靜止分相。分相后，將有機相和水相分開。鈾保留在有機相，鐵被反萃取至水相，從而實現鈾和鐵的分離。

鈾的收率為98.1%，鐵的收率為93.7%。

實施例?2：

（1）萃取鈾和鐵

在萃取器中，依次加入5?L?Alamine?336、1?L正辛醇和94?L煤油，攪拌均勻，制得100?L?Alamine?336濃度為5%?的萃取有機相。再加入100?L?鹽酸濃度為4.5?M?且含有六價鈾和三價鐵等金屬離子的料液，該料液中六價鈾的濃度為0.1?g/L、三價鐵的濃度為?1.0?g/L。室溫下充分混合10分鐘靜止分相后放出水相，將有機相保留在萃取器中。此時，鈾和鐵被萃入Alamine?336有機相。

（2）選擇性反萃取分離鈾和鐵

在盛有100?L負載鈾和鐵的Alamine?336有機相的萃取器中，加入10?L?含有0.1?M鹽酸與1.5?M乙酸鈉混合物的反萃取劑水溶液。有機相與反萃取劑的體積比為10︰1，反萃取溫度為室溫，充分攪拌混合20?分鐘后靜止分相。分相后，將有機相和水相分開。鈾保留在有機相，鐵被反萃取至水相，從而實現鈾和鐵的分離。

鈾的收率為97.3%，鐵的收率為90.6%。

實施例?3：

（1）萃取鈾和鐵