Спосіб очистки води від урану

1. Спосіб очистки води від урану, який полягає в тому, що попередньо у воду, що містить сполуки урану, вводять реагент, що містить поверхневоактивну речовину (ПАР), потім здійснюють флотацію і збирають пінний продукт зі сполуками урану, винесений на поверхню води бульбашками 3 27261 4 В основу корисної моделі поставлено задачу твердого розчину ТАА у парафіні. Воду флотують створити ефективний спосіб очистки води від таким чином: в нижній шар води подають повітря. урану. Те хнічний результат, що досягається, Бульбашки повітря спливають на поверхню, полягає в тому, що зменшується витрата ПАР, утворюючи пінний продукт, що містить сполуки стає можливою очистка води від урану в широкому урану. Пінний продукт, винесений на поверхню, вилучають механічно за допомогою скребків. Далі інтервалі рН (рН=7¸12). пінний продукт обробляють гарячим розчином Поставлена задача досягається тим, що попередньо у воду, що містить сполуки урану, концентрованої сульфатної кислоти, охолоджують та механічно видаляють твердий розчин вводять реагент, що містить поверхнево-активну триалкіламіну в парафіні. Регенерований твердий речовину, потім здійснюють флотацію і збирають розчин триалкіламіну в парафіні використовується пінний продукт зі сполуками урану, винесений на повторно для приготування реагенту. поверхню води бульбашками повітря. Флотацію Спосіб ілюструється деякими прикладами. здійснюють при рН 7¸12, в якості поверхневоПриклад 1. активної речовини використовують триалкіламін Випробовування способу, що пропонується, (ТАА) у вигляді водної суспензії 18¸22% твердого проводили в Одеському національному розчину ТАА в парафіні в кількості 1,2¸1,4г ТАА на університеті ім. І.І. Мечникова на кафедрі фізичної 1г урану, що міститься у воді. Реагент та колоїдної хімії на лабораторній машині марки Л регенерують із пінного продукту шля хом обробки 136В–ФЛ, яка забезпечує подібність процесу, який гарячим розчином концентрованої сульфатної відбувається у сучасній флотаційній машині. У кислоти, наступного охолодження та механічного камеру лабораторної машини поміщали 1л видалення твердого розчину триалкіламіну в розчину, який містить ацетат уранілу (50мг в парафіні. перерахунку на уран) та сульфатн у кислоту (2г); Загальними ознаками найближчого аналога та рН розчину 7-12 (вплив рН води на ступінь способу, який пропонується, є те, що в обох флотаційного вилучення урану та залишкову випадках попередньо у воду, що містить сполуки концентрацію урану в очищеній воді наведено в урану, вводять реагент, що містить ПАР, потім табл.1). У воду вводили реагент: 1,2-1,4г ТАА здійснюють флотацію і збирають пінний продукт зі (табл.2) у вигляді 2,5% водної суспензії (10-15мл) сполуками урану, винесений на поверхню води 18-22% твердого розчину у парафіні (табл.3). бульбашками повітря. Після 1хв. перемішування розчин флотували Відмінними ознаками способу, який 15хв., пінний продукт зі сполуками урану, пропонується, від найближчого аналога є те, що винесений на поверхню води бульбашками здійснюють флотацію при рН води 7¸12, в якості повітря, збирали скребками. Об'єм пінного реагенту використовують триалкіламін (ТАА) у продукту дорівнював 10–15мл. Після флотації вигляді водної суспензії тонкодиспергованого розчин аналізували на вміст урану і ТАА. Після 18¸22% твердого розчину ТАА в парафіні в процесу очистки води ступінь флотаційного кількості 1,2¸1,4г ТАА на 1г урану, що міститься у вилучення урану дорівнював 99,5%, залишкова воді. Реагент регенерують із пінного продукту концентрація урану в очищеній воді дорівнювала шляхом обробки гарячим розчином 0,25мг/л і була нижчою, ніж ПДК урану у воді концентрованої сульфатної кислоти, наступного водоймищ санітарно-побутового призначення охолодження та механічного видалення твердого (0,6мг/г); присутність ТАА в очи щеній воді не розчину триалкіламіну в парафіні. Навіть після 5виявлена. Для регенерації реагенту з вилученого кратної регенерації реагент може пінного продукту його заливали гарячим (70–80°С) використовува тися повторно, не зменшуючи розчином концентрованої сульфатної кислоти ефективності очистки води від урану. об'ємом 10мл. При цьому парафін плавився і Концентрований розчин урану, утворений після разом в ТАА спливав на поверхню розчину, а уран регенерації реагенту, відправляють на подальшу в концентрованому вигляді залишався у 10мл переробку для утилізації урану. водної фази. Після охолодження системи до Для здійснення способу спочатку готують кімнатної температури твердий розчин ТАА в реагент. Для цього наважку парафіну нагрівають парафіні механічно видаляли з поверхні. до розплавлення і додають певну кількість ТАА, Концентрований розчин урану спрямовували на щоб після охолодження утворився 18¸22% подальшу переробку для утилізації урану. твердий розчин. Після цього нагрівають Для визначення оптимального рН розчинів дистильовану воду до 75-80°С, додають до неї урану проводили досліди при однаковій початковій одержаний твердий розчин у такій кількості, щоб концентрації урану, витраті ТАА, часу флотації і утворилася 2,5% суспензія, проводять температурі. Одержані результати наведені у ультразвукове диспергування твердого розчину табл.1. протягом 5 хвилин за допомогою ультразвукового Як видно із табл.1, максимальний ступінь диспергатора УЗГ13-01/22 за частоти стріктора флотаційного вилучення урану і мінімальна 22кГц та охолоджують до кімнатної температури. залишкова концентрація урану спостерігаються в Після ультразвукового диспергування утворюється інтервалі рН 7¸12 (слід зазначити, що стічні води 2,5% водна суспензія твердого розчину ТАА в дуже рідко мають рН>10). При часі флотації парафіні с середнім розміром частинок 2-3мкм. В більше 15хв. показники флотації практично не воду, яка очищається від урану в кількості змінювались. 10¸50мг/л і має рН 7¸12, вводять реагент у вигляді Для визначення оптимальної витрати водної суспензії тонкодиспергованого 18¸22% тонкодиспергованого 18-22% твердого розчину 5 27261 6 ТАА в парафіні проводили досліди при однаковій Для визначення оптимальної концентрації початковій концентрації урану, рН води, часу твердого розчину ТАА в парафіні проводили флотації. Одержані результати наведені у табл.2. досліди при однаковій початковій концентрації Як видно із табл.2, максимальний ступінь урану, витраті ТАА, рН води і часу флотації. флотаційного вилучення урану (99-99,5%) і Одержані результати наведені в табл.3. мінімальна залишкова концентрація урану в очищеній воді (0,3-0,5мг/л) спостерігаються при Таблиця 3 введенні 1,2-1,4г ТАА на 1г урану, що містився у воді. У порівнянні з прототипом кількість Залежність ступеня флотаційного вилучення урану витраченого ПАР зменшується в 6 разів. При часі та залишкової концентрації урану від концентрації флотації більше 15хв. показники флотації твердого розчину триалкіламіну в парафіні практично не змінювались. Початкова концентрація урану Таблиця 1 50мг/л рН води 7-12 Залежність ступеня флотаційного вилучення урану Витрата ТАА 1,2-1,4г/г урану Концентрація та залишкової концентрації урану від рН води, яка Час флотації 10-15хв. твердого очищується розчину ТАА в Температура -18-20°С Залишкова парафіні, % Ступінь Початкова концентрація урану – 50мг/л концентрація флотаційного Витрата ТАА 1,2-1,4г/г урану урану в вилучення Концентрація твердого розчину ТАА в очищеній воді, урану, % мг/л pH парафіні - 18-22% Час флотації 10-15хв. 4 84,5 7,8 води Температура - 18-20°С 8 86,0 7,0 Ступінь Залишкова 12 90,0 5,0 флотаційного концентрація урану в 16 92,0 4,0 вилучення урану, % очищеній воді, мг/л 18 99,0 0,5 2 17 41,5 20 99,5 0,25 4 22 39,0 22 99,0 0,5 5 30 35,0 24 91,0 4,5 6 70 15,0 28 80,0 10,0 7 99,5 0,25 8 99,5 0,25 Як видно із табл.3, максимальний ступінь 10 99,5 0,25 флотаційного вилучення урану (99-99,5%) і 12 98,5 0,8 мінімальна залишкова концентрація урану в 13 85 7,5 очищеній воді (0,25-0,5мг/л) спостерігаються при 14 82 9,0 використанні 18-22% твердого розчину ТАА в парафіні. При часі флотації більше 15хв. Таблиця 2 показники флотації практично не змінювались. Приклад 2. Залежність ступеня флотаційного вилучення урану Умови ті ж, що в прикладі 1, за винятком того, та залишкової концентрації урану від витрати що розчин, який очищався, містив ацетат уранілу в триалкіламіну кількості 10мг в перерахунку на уран. Після 1хв. перемішування розчин флотували 15хв., пінний Початкова концентрація урану – продукт зі сполуками урану, винесений на 50мг/л поверхню води бульбашками повітря, збирали рН води 7-12 скребками. Об'єм пінного продукту дорівнював 8Концентрація твердого розчину ТАА в 10мл. Після флотації розчин аналізували на вміст Витрата парафіні - 18 - 22% урану і ТАА. Після процесу очистки води ступінь ТАА, г Час флотації 15хв. флотаційного вилучення урану дорівнював 99%, ТАА/г U Температура - 18-20°С залишкова концентрація урану в очищеній воді Ступінь Залишкова дорівнювала 0,5мг/л і була нижчою, ніж ПДК урану флотаційного концентрація урану у воді водоймищ санітарно-побутового вилучення урану, в очищеній воді, призначення; присутність ТАА в очи щеній воді не % мг/л виявлена. Для регенерації реагенту з вилученого 0,4 65,0 17,2 пінного продукту його заливали гарячим (70-80°С) 0,8 82,0 8,0 розчином концентрованої сульфатної кислоти об'ємом 10мл. При цьому парафін плавився і 1,0 94,0 3,0 разом в ТАА спливав на поверхню розчину, а уран 1,2 99,0 0,5 в концентрованому вигляді залишався у водній 1,3 99,5 0,25 фазі об'ємом 10мл. Після охолодження системи до 1,4 99,0 0,5 кімнатної температури твердий розчин ТАА в 1,5 95,0 2,5 парафіні механічно видаляли з поверхні. 2,0 94,0 3,0 7 27261 Концентрований розчин урану спрямовували на подальшу переробку для утилізації урану. Таким чином, запропонований спосіб у порівнянні з прототипом забезпечує високий ступінь очистки води від урану до концентрацій, нижчих за ПДК (0,6мг/л), в широкому інтервалі концентрацій урану у воді, яка очищається (1050мг/л), з одночасним зменшенням витрати реагенту в 6 разів, розширенням області оптимальних рН (рН 7÷12), можливістю регенерації та повторного використання реагенту. ТАА і парафін, які використовуються, є доступними речовинами низької вартості (у роздрібній торгівлі вартість 1кг парафіну складає 12грн.). Суттєво і те, що ТАА не знаходився в очищеній воді після флотації. Спосіб, що пропонується, надається промисловим підприємствам для промислового використання. 8