Интенсификация сорбции урана из продуктивных растворов на ионообменную смолу ультразвуком
Автор: Кононов А.В., Дуйсебаев Б.О.
Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Рубрика: Обогащение и переработка минерального и техногенного сырья
Статья в выпуске: 1 т.5, 2020 года.
Бесплатный доступ
О сегодняшнего дня интенсификация процессов ионного обмена (сорбция, десорбция, отмывка ионита) была насущной проблемой при получении товарных десорбатов. В настоящей статье представлены материалы исследования влияния наложенного ультразвукового (УЗ) воздействия на процесс сорбции урана из продуктивных растворов на ионообменную смолу действующего рудника подземного скважинного выщелачивания (ПСВ) при производстве урана методом подземного скважинного выщелачивания. Для исследования и оценки эффективности интенсификации процессов ионного обмена наложением ультразвука в цехе переработки продуктивных растворов на одном из рудников АО «НАК «Казатомпром» были проведены работы по интенсификации процесса сорбции урана из продуктивных растворов ультразвуком. Периодически создаваемые УЗ-излучателями импульсы воздействуют на весь рабочий внутренний объем массообменного аппарата. Таким образом, вся масса реагентов находится в движении, и вся поверхность зерен анионита непрерывно очищается в процессе работы УЗ-оборудования. В результате проведенного исследования удалось установить, что УЗ-интенсификация процесса сорбции позволяет: при содержании урана в маточниках сорбции 0,003 г/м3 увеличить скорость сорбции в 6,4 раза; при содержании урана в маточниках сорбции 0,014 г/м3 увеличить скорость сорбции в 1,4 раза; за счет применения УЗ-воздействия получить средневзвешенное увеличение скорости сорбции в 1,3 раза; увеличить полную динамическую обменную емкость ионита по урану в 1,13 раза и при этом не уменьшить величину механической прочности зерен ионита.
Ионный обмен, интенсификация процессов массообмена, ионит, ионообменная смола, сорбция, имплозия, кавитация, диффузия, уз-колебания, продуктивный раствор, уран
Короткий адрес: https://sciup.org/140250753
IDR: 140250753 | DOI: 10.17073/2500-0632-2020-1-12-24
Ultrasonic intensification of uranium sorption from pregnant solutions by ion-exchange resin
Until now, the intensification of ion exchange processes (sorption, desorption, washing of ion exchanger) remains an urgent problem in obtaining commercial strippants. This paper presents the study of ultrasonic (US) effects on the process of uranium sorption from pregnant solutions by ion-exchange resin at operating in-situ leach recovery (“ISR”) uranium production. The study and evaluation of effectiveness of ultrasonic intensifying the ion exchange processes was implemented at one of the mines of NAC Kazatomprom JSC. Ultrasonic pulses periodically generated by emitters produced effects on the whole working space of the mass transfer apparatus. Thus, the whole mass of reagents is kept in continuous motion, and the whole surface of the anion exchanger grains is permanently purified during the ultrasonic device operation. The study findings showed that the ultrasonic intensification of the sorption process allows: increasing the sorption rate by 6.4 times at uranium concentration in the pregnant solutions of 0.003 g/m3; increasing the sorption rate by 1.4 times at uranium concentration in the pregnant solutions of 0.014 g/m3; achieving weighted average increasing the sorption rate by 1.3 times through applying the ultrasonic treatment; increasing full dynamic exchange capacity of the ion exchange resin for uranium in 1.13 times at keeping mechanical strength of the ion exchanger grains.
Список литературы Интенсификация сорбции урана из продуктивных растворов на ионообменную смолу ультразвуком
- Агранат Б. А. Ультразвуковая технология. М.: Металлургия, 1974, 503 c.
- Казанцев В. Ф. Расчет ультразвуковых преобразователей для технологических установок. М.: Машиностроение, 1980.
- Кардашов Г. А., Михайлов П. Е. Тепломассообменные акустические процессы и аппараты. М.: Машиностроение, 1976.
- Колесников Г. Е., Карпенко Л. А. Оптимальное проектирование в задачах химического машиностроения. М.: МИХМ, 1983.
- Ламекин Н. С. Математическая модель диспергирования с учетом кавитации // Теоретические основы химических технологий. 1987. Т. 21.
- Маргулис М. А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция. М.: Химия, 1986.
- Николаев В. Н., Шевцов B. C., Гогом Т. А. Исследование влияния ультразвука на процесс разделения иловой смеси // Сб. науч. тр. М.: МИСИ, 1984.
- Промтов М. А. Машины и аппараты с импульсными энергетическими воздействиями на обрабатываемые вещества. М.: Машиностроение, 2004.
- Пьезокерамические преобразователи. Методы измерения и расчета параметров: Справочник / Под ред. С. И. Пугачева. Л.: Судостроение, 1984.
- Розенберг Л. Д. Источники мощного ультразвука. Фокусирующие излучатели ультразвука. М.: Наука, 1967.
- Тананаев И. Г. Уран: Учеб. пособие для вузов. М.: Изд-во НИЯУ "МИФИ", 2011.
- Теумин И. И. Ультразвуковые колебательные системы. М.: ГНТИ машиностр. лит., 1959.
- Технологический регламент на рабочий процесс переработки растворов подземного выщелачивания с получением готовой продукции в виде оксидов природного урана на руднике ПСВ. УДК 62 (084.11):006.354. МКС 01.100, 2015.
- Фридман В. М. Физико-химическое действие ультразвука на гетерогенные процессы жидкостной обработки материалов // Применение ультразвука в химико-технологических процессах. М., 1960.
- Цыганков Ф. П., Сенин В. Н. Циклические процессы в химической технологии. Основы безотходных производств. М.: Химия, 1988.
- Datta Subhendu K., Shah Arvind H. Elastic Waves in Composite Media and Structures: With Applications to Ultrasonic Nondestructive Evaluation. CRC Press LLC, 2019. 321 p.
- David J., Cheeke N. Fundamentals and Applications of Ultrasonic Waves. CRC Press, 2002. 451 p.
- Hirao M., Ogi H. Electromagnetic Acoustic Transducers: Noncontacting Ultrasonic Measurements us-ing EMATs. Springer Japan, 2017. 382 p.
- Kundu T. Nonlinear Ultrasonic and Vibro-Acoustical Techniques for Nondestructive Evaluation. Springer International Publishing, 2019. 759 p.
- Seak T., Leong H., Manickam S., Gregory J. O. Martin, Wu Li, Muthupandian A. Ultrasonic Production of Nanoemulsions for Bioactive Delivery in Drug and Food Applications. Springer International Publishing, 2018. 446 p.
- Wayne W. Ultrasonic welding of lithium (Li-) ion batteries. ASME Press, 2017. 268 p.
- Wilbur L. Bunch. The effect of ultrasonic sound frequencies on the viscosity of Wyoming asphalt base petroleum. Laramie, Wyoming, 1951, UMI Number: EP23601.
