一种含铀硝酸废液处理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及含铀硝酸纯化技术领域，尤其是涉及一种含铀硝酸废液处理系统及方法，系统包括依次首尾连通的预处理机构、第一级精馏机构和第二级精馏机构，首先，含铀硝酸废液经离心预处处理去除废渣；然后，将所得含铀硝酸清液进行第一级精馏，与减温减压后的饱和蒸汽进行热量交换，部分汽化的水、硝酸以混合气态形式离开第一级精馏机构，作为第二级精馏机构的进料，含铀硝酸清液所含不挥发性的硝酸盐在第一级精馏机构中浓缩富集；进而第二级精馏机构的硝酸、水混合液相，再经过多次部分汽化、多次部分冷凝，轻组分水以水蒸气形态从塔顶流出，重组分硝酸以液态形式从塔底流出，进一步提高了硝酸的回收率，实现了含铀硝酸废液的资源化回收利用。收利用。收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种含铀硝酸废液处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及含铀硝酸纯化
，尤其是涉及一种含铀硝酸废液处理系统及方法。

技术介绍

[0002]铀纯化和铀转化转化包括铀浓缩物的溶解
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溶解液萃取纯化
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浓缩脱硝
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水合还原
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氢氟化
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氟化
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冷凝液化
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产品接收等工序，是我国核燃料循环再利用的重要环节。其中，在溶解液萃取纯化“湿法”工艺中，粗制的硝酸铀酰水相溶液经有机溶剂萃取后，硝酸铀酰进入有机溶剂，不被萃取的金属盐离子杂质、残留的金属铀以及一定浓度的硝酸形成萃余水相，即含铀硝酸废水。这部分废水若直接中和排放处理，不仅会对环境造成巨大破坏，而且还会浪费大量的硝酸、碱资源。
[0003]中国专利技术专利CN201611217555.7公开了一种含铀废液中硝酸回收的工艺方法，主要采用减压精馏的方式回收含铀废液中的硝酸，其中，水蒸气及不凝气体从精馏塔顶部逸出进入塔顶冷凝器，硝酸蒸汽自精馏塔侧面硝酸蒸汽出口进入气相采酸冷凝冷却器。但由定期检测精馏残液中的硝酸浓度和铀浓度结果可知，精馏残液中硝酸浓度仍在8
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12mol/L，由此可见，该工艺方法仍未实现对含铀硝酸废液的资源化回收利用。
[0004]针对该问题，本专利技术提出了一种新型的含铀硝酸废液处理系统及方法，通过双塔减压精馏工艺，对含铀硝酸废水进行无害化处理，可高效回收废液中的硝酸和水，显著降低了铀转化生产成本，符合我国绿色、环保、可持续发展的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种含铀硝酸废液处理系统及方法，进一步提高了硝酸的回收率，实现了含铀硝酸废液的资源化回收利用。
[0006]本专利技术提供一种含铀硝酸废液处理系统，包括预处理机构、第一级精馏机构和第二级精馏机构，其中，所述预处理机构、所述第一级精馏机构和所述第二级精馏机构依次首尾连通。
[0007]作为本技术方案优选地，所述预处理机构包括离心机和清液储罐，所述离心机、所述清液储罐和所述第一级精馏机构依次连通。
[0008]作为本技术方案优选地，所述第一级精馏机构包括第一精馏塔本体、第一塔顶冷凝器、第一再沸器、馏出物液相储罐和釜底液储罐，其中，沿塔顶至塔底的方向，所述第一精馏塔本体上依次开设有第一馏出物出口、第一回流液入口、第一进料口、第一再沸蒸汽入口和第一釜底液出口；所述清液储罐与所述第一进料口连通；所述第一馏出物出口、所述第一塔顶冷凝器、所述馏出物液相储罐和所述第一回流液入口依次连通；所述第一再沸器与所述第一再沸蒸汽入口连通；所述第一釜底液出口与所述釜底液储罐连通。
[0009]作为本技术方案优选地，所述第二级精馏机构包括第二精馏塔本体、第二塔顶冷凝器、第二再沸器、塔顶产品水储罐和硝酸储罐，其中，沿塔顶至塔底的方向，所述第二精馏
塔本体上依次开设有第二馏出物出口、第二回流液入口、第二进料口、第二再沸蒸汽入口和第二釜底液出口；所述馏出物液相储罐与所述第二进料口连通；所述第二馏出物出口、所述第二塔顶冷凝器、所述塔顶产品水储罐和所述第二回流液入口依次连通；所述第二再沸器与所述第二再沸蒸汽入口连通；所述第二釜底液出口与所述硝酸储罐连通；所述塔顶产品水储罐还与所述第一回流液入口连通。
[0010]作为本技术方案优选地，还包括排风机构，所述馏出物液相储罐和所述塔顶产品水储罐分别与所述排风机构连通。
[0011]作为本技术方案优选地，所述第二釜底液出口与所述硝酸储罐之间设置有一液相酸冷却器。
[0012]作为本技术方案优选地，还包括一个或多个冷凝水储罐，所述第一再沸器和所述第二再沸器的冷凝水出口均与所述冷凝水储罐连通。
[0013]作为本技术方案优选地，还包括负压机构，所述负压机构与所述馏出物液相储罐、所述塔顶产品水储罐、所述硝酸储罐、所述第一精馏塔本体和所述第二精馏塔本体分别连通；所述负压机构为水环式真空泵。
[0014]本专利技术还公开了使用上述含铀硝酸废液处理系统处理含铀硝酸废液的方法，具体包括以下步骤：
[0015]S1、对含铀硝酸废液进行离心处理，得到含铀硝酸清液；
[0016]S2、对含铀硝酸清液进行第一级精馏处理，在第一级精馏塔本体中，含铀硝酸清液与上行的蒸汽进行接触传质传热，塔底得到含硝酸盐残液，塔顶的硝酸和水的混合蒸汽经冷凝得到硝酸溶液；
[0017]S3、对硝酸溶液进行第二级精馏处理，在第二级精馏塔本体中，硝酸溶液与上行的蒸汽进行接触传质传热，塔底得到浓缩的硝酸溶液，塔顶的水蒸气经冷凝得到水产品；
[0018]其中，所述含硝酸盐残液中硝酸的浓度为2
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4mol/L；
[0019]所述浓缩的硝酸溶液中硝酸的浓度为12
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14mol/L；
[0020]所述水产品中硝酸的浓度小于0.01mol/L。
[0021]作为本技术方案优选地，步骤S1中，所述离心处理时，采用碟片式离心机，并控制转速为5500
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6000rpm，进料量为2
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4m3/h；步骤S2中，所述第一级精馏处理时，控制塔顶压力为
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70kPa～
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60kPa，塔釜液相的沸点为93℃
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98℃；步骤S3中，所述第二级精馏处理时，控制塔顶压力为
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70kPa～
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60kPa，塔釜液相的沸点为85℃
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90℃。
[0022]本专利技术的含铀硝酸废液处理系统及方法，至少具有以下技术效果：
[0023]1、本专利技术的含铀硝酸废液处理系统包括依次首尾连通的预处理机构、第一级精馏机构和第二级精馏机构，首先，含铀硝酸废液经离心预处处理去除废渣；然后，将所得含铀硝酸清液进行第一级精馏，与减温减压后的饱和蒸汽进行热量交换，部分汽化的水、硝酸以混合气态形式离开第一级精馏机构，作为第二级精馏机构的进料，含铀硝酸清液所含不挥发性的硝酸盐在第一级精馏机构中浓缩富集；进而第二级精馏机构的硝酸、水混合液相，再经过多次部分汽化、多次部分冷凝，轻组分水以水蒸气形态从塔顶流出，重组分硝酸以液态形式从塔底流出，进一步提高了硝酸的回收率，实现了含铀硝酸废液的资源化回收利用；
[0024]2、本专利技术采用双塔减压精馏处理含铀硝酸废水，可将硝酸、水与金属硝酸盐进行有效分离，获得可复用且较为纯净的硝酸、水两个产品，从节约化工原材料方面降低了铀转
化生产成本。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术含铀硝酸废液处理系统的示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含铀硝酸废液处理系统，其特征在于，包括预处理机构、第一级精馏机构和第二级精馏机构，其中，所述预处理机构、所述第一级精馏机构和所述第二级精馏机构依次首尾连通。2.根据权利要求1所述的含铀硝酸废液处理系统，其特征在于，所述预处理机构包括离心机(1)和清液储罐(2)，所述离心机(1)、所述清液储罐(2)和所述第一级精馏机构依次连通。3.根据权利要求2所述的含铀硝酸废液处理系统，其特征在于，所述第一级精馏机构包括第一精馏塔本体(3)、第一塔顶冷凝器(4)、第一再沸器(5)、馏出物液相储罐(6)和釜底液储罐(7)，其中，沿塔顶至塔底的方向，所述第一精馏塔本体(3)上依次开设有第一馏出物出口、第一回流液入口、第一进料口、第一再沸蒸汽入口和第一釜底液出口；所述清液储罐(2)与所述第一进料口连通；所述第一馏出物出口、所述第一塔顶冷凝器(4)、所述馏出物液相储罐(6)和所述第一回流液入口依次连通；所述第一再沸器(5)与所述第一再沸蒸汽入口连通；所述第一釜底液出口与所述釜底液储罐(7)连通。4.根据权利要求3所述的含铀硝酸废液处理系统，其特征在于，所述第二级精馏机构包括第二精馏塔本体(8)、第二塔顶冷凝器(9)、第二再沸器(10)、塔顶产品水储罐(11)和硝酸储罐(12)，其中，沿塔顶至塔底的方向，所述第二精馏塔本体(8)上依次开设有第二馏出物出口、第二回流液入口、第二进料口、第二再沸蒸汽入口和第二釜底液出口；所述馏出物液相储罐(6)与所述第二进料口连通；所述第二馏出物出口、所述第二塔顶冷凝器(9)、所述塔顶产品水储罐(11)和所述第二回流液入口依次连通；所述第二再沸器(10)与所述第二再沸蒸汽入口连通；所述第二釜底液出口与所述硝酸储罐(12)连通；所述塔顶产品水储罐(11)还与所述第一回流液入口连通。5.根据权利要求4所述的含铀硝酸废液处理系统，其特征在于，还包括排风机构(13)，所述馏出物液相储罐(6)和所述塔顶产品水储罐(11)分别与所述排风机构(13)连通。6.根据权利要求4所述的含铀硝酸废液处理系统，其特征在于，所述第二釜底液出口与所述硝酸储罐(12)之间设置有一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马振荣，陈建勇，魏刚，田红安，李子云，丁峰，马晓文，杜长斌，
申请(专利权)人：中核四零四有限公司，
类型：发明
国别省市：