¹д.т.н. Зеленин В.И., ²Садуакасова А.Т., ²д.т.н. Самойлов В.И.,

²к.т.н. Куленова Н.А., ¹Зяпаева Т.А., ³Дрючкова О.А.

¹Уральский Федеральный университет им. Первого Президента России

Б.Н. Ельцина, Россия

²Восточно-Казахстанский государственный технический университет

им. Д. Серикбаева, Казахстан

³РГП «НЦ КПМС РК» «ВНИИцветмет», Казахстан

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА ИЗ ПОДЗЕМНОЙ ВОДЫ

В данной работе исследован процесс извлечения урана из гидроминерального сырья с использованием сорбента, состоящего из природного шунгита, фосфогипса (отход производства фосфорной кслоты) и гидроксида цинка (получен из нейтрального электролита цинкового производства).

Ранее в работе [1] приведён способ получения сорбентов для извлечения урана из подземной воды в динамических условиях сорбции. Указанный способ получения сорбента заключается в следующем. Механоактивированный шунгит гранулировали при комнатной температуре с использованием в качестве вяжущего материала фосфогипса, прокалённого при 300 °С. В результате получена гранулированная сорбционная композиция (ФГШ), пригодная для сорбции урана в динамических условиях в колоночном варианте. Однако недостатком данного способа является невысокая степень извлечения урана полученным сорбентом (опыт 1 таблицы).

Таблица – Результаты по сорбции урана из подземной воды сорбентом ФГШ и продуктами его модификации в динамическом режиме

№ опыта	Исходная подземная вода			Фильтрат			Извлечение U в сорбент
	СU, мкг/дм^3	объём, дм^3	загрузка U с водой, мкг	СU, мкг/дм^3	объём, дм^3	потери U с фильт-ратом, мкг	мкг	%
1	246	0,5	123	44,40	0,5	22,20	100,80	81,90
2	246	0,5	123	13,22	0,5	6,61	116,39	94,63
3	246	0,5	123	3,21	0,5	1,60	121,40	98,70

Также в работе [1] приведён способ получения сорбционной композиции, состоящей из ФГШ и гидроксидов меди и никеля. Для этого фосфогипс предварительно прокаливали в муфельной печи при 300 °С в течение 1 ч и затем использовали в качестве вяжущего материала. Шунгит и фосфогипс тонко измельчали на вибрационном измельчителе для создания дефектов в кристаллических решётках с целью повышения сорбционной ёмкости. Затем механоактивированные фофогипс и шунгит крупностью -0,02 мм смешивали с водой в массовом соотношении фосфогипс : шунгит : вода, равном 1 : 1 : 1, и полученную смесь гранулировали методом экструзии.

Полученные гранулы, помещали в стеклянный стакан с раствором нитратов меди (II) и никеля с концентрацией меди 16 г/дм³ и никеля 59 г/дм³. Затем гранулы обрабатывали 5 см³ раствора едкого натра с концентрацией 200 г/дм³ в течение 10 мин при комнатной температуре. Далее оставшийся раствор сливали из стакана декантацией, а сорбентс нанесёнными на него гтдроксидами меди и никеля помещали в колонку для сорбции урана из подземной воды в динамических условиях при комнатной температуре. Подземную воду пропускали через слой сорбента со скоростью 7 см³/мин. Результаты опыта (опыт 2 таблицы) показали значительное повышение степени извлечения.

Основным недостатком данного способа получения модифицированной композиции ФГШ является сложность процесса синтеза (наличие двух стадий процесса), использование при этом щёлочи и относительно невысокая степень извлечения урана полученным сорбентом.

В данной работе решалась задача разработки способа получения сорбента для извлечения урана из подземной воды, обеспечивающего упрощение процесса синтеза и повышение степени извлечения урана в сорбент. В результате выполнения данных исследований упрощён процесс получения сорбента, а также повышена его сорбционная ёмкость по урану при сорбции из подземной воды.

Разработанный способ получения сорбента для извлечения урана из подземной воды заключается в синтезе сорбционной композиции, состоящей из механоактивированных шунгита и прокалённого фосфогипса, модифицирующего раствора в массовом соотношении 1:1:1, т. е. гранулирование и модифицирование сорбционной композиции происходит на одной стадии, а в качестве модифицирующиго раствора используется нейтральный электролит с содержанием цинка 31,42 г/дм³.

Полученный гранулированный материал использовали для сорбции урана из подземной воды аналогично опытам 1 и 2 таблицы.

Результаты, полученные в ходе реализации разработанного способа, показаны в опыте 3 таблицы.

Из представленных в таблице данных видно (опыт 3), что ФГШ, при получении которого использовался нейтральный электролит, позволяет практически полностью извлечь уран из использованной для сорбции урансодержащей воды (на ~99 %).

Литература:

1. Садуакасова А.Т, Самойлов В.И., Зеленин В.И., Куленова Н.А. Исследование процесса сорбции урана из подземной воды с использованием шунгита, фосфогипса и продуктов их модификации // Комплексное использование минерального сырья. – 2016. №2. С 51-56.