基于重鈾酸銨沉淀母液的氨水制備系統技術方案

基于重鈾酸銨沉淀母液的氨水制備系統，包括固液分離組件、脫氨組件和儲槽組件；固液分離組件包括濃密機、板框壓濾機和靜壓過濾機；濃密機溢流出的濾液與板框壓濾機連通，板框壓濾機排出的濾液與靜壓過濾機連通；脫氨組件包括汽提塔、水蒸氣發生裝置、冷凝器、三通閥A、三通閥B和三通閥C；儲槽組件包括沉淀母液儲槽、堿液儲槽和氨水儲槽。本發明專利技術針對鈾純化工藝路線中的重鈾酸銨沉淀母液進行回收，將其中的固定氨轉變為游離氨，制備得到氨水，氨水又可返回鈾純化工藝路線中使用，從而降低了鈾純化的生產成本。生產成本。生產成本。

【技術實現步驟摘要】
基于重鈾酸銨沉淀母液的氨水制備系統


[0001]本專利技術涉及核工業天然鈾純化
，特別是一種基于重鈾酸銨沉淀母液的氨水制備系統。

技術介紹

[0002]天然鈾純化生產(從黃餅
→
核純級UO2)是核燃料生產的前端，在原子能工業中占有重要地位。鈾純化的工藝路線包含以下步驟：1、黃餅與硝酸反應，制備得到含雜質較高的硝酸鈾酰(簡稱UNH)；2、硝酸鈾酰(簡稱UNH)經過TBP
?
磺化煤油萃取，微硝酸反萃取，得到核純級的硝酸鈾酰(UNH)；3、硝酸鈾酰(簡稱UNH)與氫氧化銨(NH4OH)反應，制備得到重鈾酸銨(簡稱ADU)；4、重鈾酸銨(簡稱ADU)與碳酸銨((NH4)2CO3反應，制備得到三碳酸鈾酰銨(簡稱AUC)；5、三碳酸鈾酰銨(簡稱AUC)經過濾和煅燒，制備得到核純級UO2。
[0003]上述工藝路線中，用氨水沉淀硝酸鈾酰制備重鈾酸銨的工藝(對應上述的第3個小步驟)，從上世紀50年代末沿用至今，其化學反應式為：UO2(NO3)2+NH4OH
→
(NH4)2U2O7↓
+NH4NO3；反應生成的沉淀母液中含有；反應生成的沉淀母液中含有等離子，宜回收利用，減少資源浪費。
[0004]目前針對上述沉淀母液的回收方法主要用于回收其中的硝酸根和銨根，具體步驟如下：
[0005]1、首先在沉淀母液中加入濃硫酸，使硝酸根變為硝酸，再加熱反應后的溶液，使硝酸變為硝酸蒸汽，最后收集冷凝后的硝酸，得到濃度為40％的硝酸，即實現硝酸根的回收，其化學反應式為：NH4NO3+H2SO4→
HNO3↑
+NH4HSO4；
[0006]2、向上個步驟反應所得的硫酸氫銨溶液中加入石灰乳，將固定態的銨變為游離態的銨，再經過加熱，使游離銨變為氣態氨，最后收集冷凝后的氣態氨，得到濃度低于25％的氨水，即實現銨根的回收，其化學反應式為：NH4HSO4+Ca(OH)2→
NH3↑
+2H2O
↑
+CaSO4↓
。
[0007]上述針對沉淀母液的回收方法,在實際應用中存在以下不足之處：通過添加濃硫酸引入了硫酸根，將硝酸根體系的溶液變更為硫酸根體系的溶液，再通過添加石灰乳，使硫酸根與鈣離子結合生成硫酸鈣沉淀，這相當于在回收硝酸根和銨根的同時，又產生了新的副產品(硫酸鈣沉淀)；由于沉淀母液中本身含有放射性鈾元素，使得反應生成的硫酸鈣沉淀中也不可避免的會含有放射性鈾元素，含有放射性鈾元素的硫酸鈣沉淀無法轉商用出售，也難以做進一步的脫鈾處理。

技術實現思路

[0008]本專利技術的目的是克服現有技術的不足，而提供一種基于重鈾酸銨沉淀母液的氨水制備系統。它解決了目前針對重鈾酸銨沉淀母液的回收方法會產生難以處理的副產品的問題。
[0009]本專利技術的技術方案是：基于重鈾酸銨沉淀母液的氨水制備系統，包括固液分離組件、脫氨組件和儲槽組件；
[0010]固液分離組件包括濃密機、板框壓濾機和靜壓過濾機；濃密機溢流出的濾液與板框壓濾機連通，板框壓濾機排出的濾液與靜壓過濾機連通；
[0011]脫氨組件包括汽提塔、水蒸氣發生裝置、冷凝器、三通閥A、三通閥B和三通閥C；汽提塔內部從下至上依次設有塔釜液腔、氣液傳質腔和氨氣腔，汽提塔頂部設有連通至氨氣腔的氨氣出口，汽提塔底部設有連通至塔釜液腔的塔釜液出口，汽提塔側壁上設有連通至塔釜液腔與氣液傳質腔交界處的蒸氣入口，汽提塔側壁上設有連通至塔釜液腔與氣液傳質腔交界處的塔釜液回流口，汽提塔側壁上設有連通至氣液傳質腔與氨氣腔交匯處的氨水返流口，汽提塔側壁上設有連通至氣液傳質腔的母液堿液入口；水蒸氣發生裝置與汽提塔的蒸氣入口連通；冷凝器上設有氣相入口、液相出口和不凝氣出口，冷凝器的氣相入口與汽提塔的氨氣出口連通；三通閥A上設有第一端口、第二端口和第三端口，三通閥A的第一端口與冷凝器的液相出口連通，三通閥A的第二端口與汽提塔的氨水返流口連通，三通閥A的第三端口用于輸出氨水；三通閥B上設有第四端口、第五端口和第六端口，三通閥B的第四端口與汽提塔的母液堿液入口連通，三通閥B的第五端口用于接收堿液，三通閥B的第六端口用于接收母液；三通閥C上設有第七端口、第八端口和第九端口，三通閥C的第七端口與汽提塔的塔釜液出口連通，三通閥C的第八端口連通至汽提塔的塔釜液回流口，三通閥C的第九端口用于排出塔釜液；
[0012]儲槽組件包括沉淀母液儲槽、堿液儲槽和氨水儲槽；沉淀母液儲槽上設有進液口A和出液口A，沉淀母液儲槽的進液口A與靜壓過濾機連通，沉淀母液儲槽的出液口A與三通閥B的第六端口連通；堿液儲槽與三通閥B的第五端口連通；氨水儲槽上設有進液口C，氨水儲槽的進液口C與三通閥A的第三端口連通。
[0013]本專利技術進一步的技術方案是：濃密機內部設有分離腔，濃密機上端側壁上設有用于排出分離腔上部的澄清液的溢流口；板框壓濾機上設有進液口D和出液口D，板框壓濾機的進液口D與濃密機的溢流口連通，以接收從濃密機排出的澄清液；靜壓過濾機上設有進液口E和出液口E，靜壓過濾機的進液口E與板框壓濾機的出液口E連通，以接收從板框壓濾機排出的濾液，靜壓過濾機的出液口E與沉淀母液儲槽的進液口A連通，以排出靜壓過濾機過濾后的濾液。
[0014]本專利技術再進一步的技術方案是：脫氨組件還包括設在沉淀母液儲槽與三通閥C之間的管殼式換熱器；管殼式換熱器上設有殼程入口、殼程出口、管程入口和管程出口；管殼式換熱器的殼程入口與沉淀母液儲槽的出液口A連通，管殼式換熱器的殼程出口與三通閥B的第六端口連通，管殼式換熱器的管程入口與三通閥C的第九端口連通，管殼式換熱器的管程出口上連接有用于排出塔釜液的管道。
[0015]本專利技術更進一步的技術方案是：濃密機與板框壓濾機之間的管路上設有泵A，板框壓濾機與靜壓過濾機之間的管路上設有泵B；三通閥A的第二端口與汽提塔的氨水返流口之間的管路上設有泵C，三通閥A的第三端口與氨水儲槽之間的管路上設有泵D，三通閥B的第四端口與汽提塔的母液堿液入口之間的管路上設有泵E；三通閥C的第八端口與汽提塔的塔釜液回流口之間的管路上設有泵F；管殼式換熱器的管程出口所連接的管道上連接有泵G。
[0016]本專利技術更進一步的技術方案是：水蒸氣發生裝置與汽提塔的蒸氣入口之間的管路上設有流量控制閥A，堿液儲槽與三通閥B的第五端口之間的管路上設有流量控制閥B，沉淀母液儲槽的出液口A與管殼式換熱器的殼程入口之間的管路上設有流量控制閥C。
[0017]本專利技術與現有技術相比具有如下優點：
[0018]1、其針對鈾純化工藝路線中的重鈾酸銨沉淀母液進行回收，將其中的固定氨轉變為游離氨，制備得到氨水，氨水又可返回鈾純化工藝路線中使用，從而降低了鈾純化的生產成本。
[0019]2、回收流程簡單，操作便捷，不產生難以處理的沉淀物，回收過程產生的副產物硝酸鈉溶液既可用于進一步回收硝酸根，也可在滿足環保要求的前提下排放；處理方式多樣且易于實施。
[0020]以下結合圖和實施例對本專利技術作進一步描述。
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.基于重鈾酸銨沉淀母液的氨水制備系統，其特征是：包括固液分離組件、脫氨組件和儲槽組件；固液分離組件包括濃密機、板框壓濾機和靜壓過濾機；濃密機溢流出的濾液與板框壓濾機連通，板框壓濾機排出的濾液與靜壓過濾機連通；脫氨組件包括汽提塔、水蒸氣發生裝置、冷凝器、三通閥A、三通閥B和三通閥C；汽提塔內部從下至上依次設有塔釜液腔、氣液傳質腔和氨氣腔，汽提塔頂部設有連通至氨氣腔的氨氣出口，汽提塔底部設有連通至塔釜液腔的塔釜液出口，汽提塔側壁上設有連通至塔釜液腔與氣液傳質腔交界處的蒸氣入口，汽提塔側壁上設有連通至塔釜液腔與氣液傳質腔交界處的塔釜液回流口，汽提塔側壁上設有連通至氣液傳質腔與氨氣腔交匯處的氨水返流口，汽提塔側壁上設有連通至氣液傳質腔的母液堿液入口；水蒸氣發生裝置與汽提塔的蒸氣入口連通；冷凝器上設有氣相入口、液相出口和不凝氣出口，冷凝器的氣相入口與汽提塔的氨氣出口連通；三通閥A上設有第一端口、第二端口和第三端口，三通閥A的第一端口與冷凝器的液相出口連通，三通閥A的第二端口與汽提塔的氨水返流口連通，三通閥A的第三端口用于輸出氨水；三通閥B上設有第四端口、第五端口和第六端口，三通閥B的第四端口與汽提塔的母液堿液入口連通，三通閥B的第五端口用于接收堿液，三通閥B的第六端口用于接收母液；三通閥C上設有第七端口、第八端口和第九端口，三通閥C的第七端口與汽提塔的塔釜液出口連通，三通閥C的第八端口連通至汽提塔的塔釜液回流口，三通閥C的第九端口用于排出塔釜液；儲槽組件包括沉淀母液儲槽、堿液儲槽和氨水儲槽；沉淀母液儲槽上設有進液口A和出液口A，沉淀母液儲槽的進液口A與靜壓過濾機連通，沉淀母液儲槽的出液口A與三通閥B的第六端口連通；堿液儲槽與三通閥B的第五端口連通；氨水儲槽上設有進液口C，氨水儲槽的進液口C與三通閥A的第三端口連通。2.如權利要求1所述的基于重鈾酸銨沉淀母液的氨水制備系統，其特征是：濃密機內部設有分離腔，濃密機...

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐儒煜，龔道坤，王育學，蔣樹武，徐海軍，陳宇航，
申請(專利權)人：中核二七二鈾業有限責任公司，
類型：發明
國別省市：