基于重铀酸铵沉淀母液的氨水制备方法技术

基于重铀酸铵沉淀母液的氨水制备方法，应用于基于重铀酸铵沉淀母液的氨水制备系统，所述方法针对铀纯化工艺路线中的重铀酸铵沉淀母液进行回收，制备得到氨水；所述基于重铀酸铵沉淀母液的氨水制备系统，包括固液分离组件、脱氨组件和储槽组件；固液分离组件包括浓密机、板框压滤机和静压过滤机；脱氨组件包括汽提塔、水蒸气发生装置、冷凝器、三通阀A、三通阀B和三通阀C；储槽组件包括沉淀母液储槽、碱液储槽和氨水储槽。本发明专利技术将重铀酸铵沉淀母液中的固定氨转变为游离氨，制备得到氨水，氨水又可返回铀纯化工艺路线中使用，从而降低了铀纯化的生产成本。纯化的生产成本。纯化的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
基于重铀酸铵沉淀母液的氨水制备方法


[0001]本专利技术涉及核工业天然铀纯化
，特别是一种基于重铀酸铵沉淀母液的氨水制备方法。

技术介绍

[0002]天然铀纯化生产(从黄饼
→
核纯级UO2)是核燃料生产的前端，在原子能工业中占有重要地位。铀纯化的工艺路线包含以下步骤：1、黄饼与硝酸反应，制备得到含杂质较高的硝酸铀酰(简称UNH)；2、硝酸铀酰(简称UNH)经过TBP
‑
磺化煤油萃取，微硝酸反萃取，得到核纯级的硝酸铀酰(UNH)；3、硝酸铀酰(简称UNH)与氢氧化铵(NH4OH)反应，制备得到重铀酸铵(简称ADU)；4、重铀酸铵(简称ADU)与碳酸铵((NH4)2CO3反应，制备得到三碳酸铀酰铵(简称AUC)；5、三碳酸铀酰铵(简称AUC)经过滤和煅烧，制备得到核纯级UO2。
[0003]上述工艺路线中，用氨水沉淀硝酸铀酰制备重铀酸铵的工艺(对应上述的第3个小步骤)，从上世纪50年代末沿用至今，其化学反应式为：UO2(NO3)2+NH4OH
→
(NH4)2U2O7↓
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于重铀酸铵沉淀母液的氨水制备方法，其特征是：所述方法应用于基于重铀酸铵沉淀母液的氨水制备系统，所述方法针对铀纯化工艺路线中的重铀酸铵沉淀母液进行回收，制备得到氨水；所述基于重铀酸铵沉淀母液的氨水制备系统，包括固液分离组件、脱氨组件和储槽组件；固液分离组件包括浓密机、板框压滤机和静压过滤机；浓密机溢流出的滤液与板框压滤机连通，板框压滤机排出的滤液与静压过滤机连通；脱氨组件包括汽提塔、水蒸气发生装置、冷凝器、三通阀A、三通阀B、三通阀C和管壳式换热器；汽提塔内部从下至上依次设有塔釜液腔、气液传质腔和氨气腔，汽提塔顶部设有连通至氨气腔的氨气出口，汽提塔底部设有连通至塔釜液腔的塔釜液出口，汽提塔侧壁上设有连通至塔釜液腔与气液传质腔交界处的蒸气入口，汽提塔侧壁上设有连通至塔釜液腔与气液传质腔交界处的塔釜液回流口，汽提塔侧壁上设有连通至气液传质腔与氨气腔交汇处的氨水返流口，汽提塔侧壁上设有连通至气液传质腔的母液碱液入口；水蒸气发生装置与汽提塔的蒸气入口连通；冷凝器上设有气相入口、液相出口和不凝气出口，冷凝器的气相入口与汽提塔的氨气出口连通；三通阀A上设有第一端口、第二端口和第三端口，三通阀A的第一端口与冷凝器的液相出口连通，三通阀A的第二端口与汽提塔的氨水返流口连通，三通阀A的第三端口用于输出氨水；三通阀B上设有第四端口、第五端口和第六端口，三通阀B的第四端口与汽提塔的母液碱液入口连通，三通阀B的第五端口用于接收碱液，三通阀B的第六端口用于接收母液；三通阀C上设有第七端口、第八端口和第九端口，三通阀C的第七端口与汽提塔的塔釜液出口连通，三通阀C的第八端口连通至汽提塔的塔釜液回流口，三通阀C的第九端口用于排出塔釜液；管壳式换热器设在沉淀母液储槽与三通阀C之间，管壳式换热器上设有壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口；管壳式换热器的壳程入口与沉淀母液储槽的出液口A连通，管壳式换热器的壳程出口与三通阀B的第六端口连通，管壳式换热器的管程入口与三通阀C的第九端口连通，管壳式换热器的管程出口上连接有用于排出塔釜液的管道；储槽组件包括沉淀母液储槽、碱液储槽和氨水储槽；沉淀母液储槽上设有进液口A和出液口A，沉淀母液储槽的进液口A与静压过滤机连通，沉淀母液储槽的出液口A与三通阀B的第六端口连通；碱液储槽与三通阀B的第五端口连通；氨水储槽上设有进液口C，氨水储槽的进液口C与三通阀A的第三端口连通；方法步骤如下：S01，去除固相：a、浓密机对硝酸铀酰与氢氧化铵反应后的产物进行初步的固液分离，固相的重铀酸铵排出并进入铀纯化的后续工序中，用于制备三碳酸铀酰铵；液相的沉淀母液通过管道流入板框压滤机中，等待进一步的固液分离；b、板框压滤机对沉淀母液中残留的细晶进行截留，截留后得到的液相成分流入静压过滤机中，等待进一步的固液分离；c、静压过滤机对沉淀母液进行检查过滤，进一步过滤沉淀母液中残留的细晶，使得从静压过滤机排出的沉淀母液中的铀含量＜15mg/L，并且，悬浮物SS＜200mg/L；d、从静压过滤机排出的沉淀母液进入沉淀母液储槽，静置储存3～5个月，使其放射性
强度降低至天然铀水平；S02，固定氨转变为游离铵：a、静置储存后的沉淀母液输入管壳式换热器的壳腔，壳腔中的沉淀母液与管壳式换热器的管腔中的塔釜液换热，升温，再通过三通阀B的第六端口、三通阀B的第四端口和汽提塔的母液碱液入口，进入汽提塔的气液传质腔，向下喷淋；b、碱液储槽中储放的氢氧化钠溶液通过三通阀B的第五端口、三通阀B的第四端口和汽提塔的母液碱液入口，进入汽提塔的气液传质腔，向下喷淋；c、水蒸气发生装置产出的高温水蒸气通过汽提塔的蒸气入口进入汽提塔的气液传质腔，向上流动；d、在汽提塔的气液传质腔中，向上流动的水蒸气与向下喷淋的混合液逆流接触，进行气液传质，发生以下化学反应：NH4NO3+NaOH
→
NaNO3+NH4OH；反应产生的硝酸钠溶液和氢氧化铵溶液向下流动，汇集在塔釜液腔中，形成塔釜液；在汽提塔的塔釜液腔中，氢氧化铵吸热分解，发生以下分解反应：NH4OH
→
NH3↑
+H2O；分解产生的水存留在塔釜液腔中，分解产生的氨气向上流动，依次通过气液传质腔、氨气腔和氨气出口排出到汽提塔外部；基于上述两项反应即实现沉淀母液中的固定氨转变为游离氨；本步骤的a、b、c分步骤同时进行；本步骤的d分步骤中，混合液为氢氧化钠溶液与沉淀母液混合所得；S03，处理塔釜液：对汽提塔的塔釜液腔中的塔釜液进行取样，检测氨氮含量；若[NH4±
N]＜15mg/L，则将三通阀C的第七端口与第九端口连通，汽提塔的塔釜液腔中的塔釜液从汽提塔的塔釜液出口排出，再通过三通阀C进入管壳式换热器的管腔，管壳式换热器管腔中的塔釜液与管壳式换热器壳腔中的沉淀母液进行换热，对沉淀母液进行预热，换热后的塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐儒煜，龚道坤，王育学，蒋树武，徐海军，陈宇航，
申请(专利权)人：中核二七二铀业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：