فروشویی قلیایی- اتوکلاوی کانی‌های مقاوم اورانیم- توریم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران ـ ایران

2 بخش مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، صندوق پستی: 7616914111، کرمان ـ ایران

چکیده

این مقاله­ به مطالعه و بررسی یک روش نوآورانه برای فرآوری کانی­های مقاوم ماسه­های ساحلی دریای عمان از طریق فروشویی قلیایی در اتوکلاو آسیای گلوله­ای، که در آن خردایش و فروشویی کانی­ها به طور هم­زمان انجام می­شود، می­پردازد. این مطالعه با جداسازی انتخابی توریم و اورانیم از طریق فروشویی اتوکلاوی کیک هیدروکسید حاصل، با محلول­های آمونیم کربنات- بی­کربنات ادامه می­یابد. این روش
بر مبنای این حقیقت استوار است که توریم و اورانیم با آمونیم کربنات کمپلکس­های کربنات محلول تشکیل می­دهند، در حالی که لانتانیدها، کربنات­های مضاعف کم محلول پدید می­آورند. فروشویی کامل(98.0%)  کنسانتره­ی کانی­های سنگین و مقاوم حاصل از فرآوری فیزیکی
ماسه­های ساحلی دریای عمان در 150 و °C175، ظرف مدت، به ترتیب، 2.5  و 2 ساعت حاصل شد که طی آن کیک هیدروکسید عناصر اورانیم، توریم و خاکی­های نادر تولید گردید. عملیات فروشویی در اتوکلاو آسیا­ی گلوله­ای در نتیجه­­ی عمل خردایشیگلوله­های فولادی، برداشت مداوم لایه­ی هیدروکسید از سطوح ذرات تحت واکنش، و تماس مداوم سطح کانی با محلول قلیایی تسریع و تشدید گردید. مطالعه­ی فروشویی کربناته­ی انتخابی تحت فشار کیک هیدروکسید با محلول­های کربنات- بی­کربنات در اتوکلاو نشان داد که بازیابی کامل توریم(97.5%)  همراه با بازیابی اورانیم(90.8%)  و جداسازی آن­ها از لانتانیدها در دمای 70 تا °C80 و در مدت 1 تا 2 ساعت به انجام رسید. میزان استخراج لانتانیدها به درون محلول کربنات ناچیز بوده و به طور متوسط از 4.6% فراتر نرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Alkaline Autoclave Leaching of Refractory Uranium-Thorium Minerals

نویسندگان [English]

  • S A. Milani 1
  • A Sam 2
چکیده [English]

This paper deals a with the study of an innovative method for processing the Oman placer ores by alkaline leaching in ball mill autoclaves, where grinding and leaching of the refractory minerals take place simultaneously. This was followed by the selective separation of thorium and uranium from lanthanides by autoclave leaching of the hydroxide cake with ammonium carbonate-bicarbonate solutions. The introduced method is based on the fact that thorium and uranium form soluble carbonate complexes with ammonium carbonate, while lanthanides form sparingly soluble double carbonates. It was found that a complete alkaline leaching of Oman placer ores (98.0%) was attained at 150 and 175°C within 2.5 and 2h, respectively. Oman placer ores leaching was intensified and accelerated in a ball mill autoclaves as a result of the grinding action of steel balls, removal of the hydroxide layer covering ores grains and the continuous contact of fresh ore grains with alkaline solution. The study of selective carbonate processing of hydroxide cake with ammonium carbonate-bicarbonate solutions on autoclave under pressure revealed that the complete thorium recovery (97.5%) with uranium recovery (90.8%) and their separation from the lanthanides were attained at 70-80°C during 1-2h. The extraction of  lanthanides in carbonate solution was low and did not exceed 4.6%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alkaline Autoclave Leaching
  • Uranium-Thorium Refractory Minerals
  • Ball Mill Autoclave
  • Oman Placer

 

  1. 1.    Habashi, Fathi, “A textbook of hydrometallurgy, extractive metallurgy, Quebec, Enr, 65-95, 243-249 (1993).

 

  1. 2.    G.P. Demopouls, “Acid pressure leaching of sulfuric uranium ore with emphasis on radium extraction,”

 

  1. 3.    Aly M. Abdel-Rehim, “An innovative method for processing Ejyptian monazite,” Hydrometalurgy 67, 9-17 (2002).

 

  1. 4.    Sreenivas, T and Rao, K Anand and Rao, M Manmadha and Rajan, K. C and Serajuddin, Md. and Karthikayini, P and Padmanabhan, NPH(2010), Autoclave leaching of refractory uranium minerals, Proceedings of the XI International Seminar on Mineral Processing Technology (MPT-2010), 673-680.

 

  1. 5.    A.K Suri, Innovative process flowsheet for the recovery of Uranium from Tummalapalle Ore, BARC, ISSue No. 317. Nov. Dec (2010).

 

  1. 6.    RJ Verster, and HJH Pieterse, “The use of autoclaves in uranium leach flowsheets,” ALTA 2008 Nickel-Cobalt, Copper & Uranium Conference, June 2008, Perth-Australia.

 

  1. 7.    Abdel-Rehim, A.M., 2005, “A new technique for extracting zirconium from Egyptian zircon concentrate,” Int. J. of mineral Processing. 76, 234-243 (2005).

 

  1. 8.    Gafari M.; Eskandari M., Determination of optimum process of ball mill variables, Bachelor,s Degree Thesis, Bahonar Uni., Zarand Faculty, 42-50 (2008).

 

  1. 9.    M. Eskandari Nasab, S.A. Milani, A. Sam, Thorium-Uranium processing with Gravity, Magnetic and Electrical Separation in Zarigan Ore Deposit, Nuclear Science and Technology, AEOI, No. 40 (2010).

 

10. Liptay, G.(Ed.), Atlas of Thermoanalytical Curves v.,Hung. Acad Sci. Budapest, 106-107 (1975).

 

11. Mirson, G.A. et al., “Alkaline leaching of monazite,” At. Energy. (Moscow) 3(9), 259-264 (1957).

 

Zelikman, A.N. “Metallurgy of rare earths, Thorium and Uranium, Mettalurgy, Moscow (1963).

 

Sinyaver, B.V., “Autoclave process in non ferrous metallurgy, metallurgy of nonferrous metals and gold. Nonfe. Metal Inf. (Moscow), 171-158 (1966).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kaplan, G.E., al., Thorium, its ore Resources, Chemistry and Technology. Atom Publish., Moscow (1960).

 

Tshernayev, I.I., al., Ammonium thorium pentacarbonate. J. Inorg. Chem. Izd-va Akad. Nauk. SSr (Moscow) 6(2), 394 (1961).