[发明专利]一种反萃取分离叔胺有机相中铀和铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反萃取分离有机相中铀和铁的方法，特别是涉及一种以叔胺为萃取剂、以盐酸与乙酸或乙酸盐混合物水溶液为反萃剂的分离铀和铁的方法。

背景技术

铀是极其重要的绿色能源原料和战略物资。铀在自然界的含量较低，而且通常与伴生有大量的铁。实际上，铀和铁是不易分离的元素对之一。传统的分离铀和铁的方法主要有黄钾铁矾沉淀法和P350萃取法。沉淀法的主要缺点是：由于沉淀的吸附而导致铀的收率随着料液中铁的浓度升高而降低，因此当料液中铁的浓度较高时铀的收率较低；处理的温度在90℃以上，能耗较高。P350萃取法的主要缺点是：多次反萃取铁而导致铀的收率降低，必须增设捞铀工艺来提高铀的收率，工艺较复杂；萃取剂P350的价格较高，分离成本较高。

发明内容

本发明的目的是针对上述传统分离铀和铁的工艺方法所存在等缺点，提供一种通过选择性反萃取分离负载于叔胺有机相中铀和铁的新方法，提高铀的收率，降低成本。

本发明的目的通过以下方法来实现： 

（1）在盛有负载铀和铁的叔胺有机相的萃取器中，加入水溶液中含有0.1 M～0.5 M盐酸与0.5 M～1.5 M乙酸或乙酸钠或乙酸铵的反萃取剂。有机相与反萃取剂的体积比为1：1～10：1，反萃取温度为室温，充分搅拌混合3～20 分钟后，静止分相；分相后，将有机相和水相分开，铀保留在有机相，铁被反萃取至水相。

叔胺有机相由叔胺萃取剂和有机醇溶于煤油或磺化煤油配制而成，叔胺可以是N235、Alamine 336、三正辛胺或三异辛胺，有机醇可以是碳原子数为C₆～C₁₁的醇或其混合物。

（2）叔胺有机相中叔胺的体积百分比浓度为5%～35%，有机醇的体积百分比浓度为1%～20%。

与现有方法相比，本发明的优点是：直接从负载铀和铁的叔胺有机相中选择性反萃取铁而实现铀和铁的分离，工艺流程短，分离效果好，金属离子的收率高，铀的收率大于97%，铁的收率大于90%，分离成本低。与黄钾铁矾沉淀法相比，本发明具有铀的收率更高、实用范围更宽、能耗更低、分离成本更低等优势。与P350萃取法相比，本发明具有分离效果更好、工艺流程更短、分离成本更低等优势。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述的一种反萃取分离铀和铁的方法作进一步描述。

实施例 1：

（1）萃取铀和铁

在萃取器中，依次加入25 L N235、15 L仲辛醇和60 L磺化煤油，搅拌均匀，制得100 L N235浓度为25% 的萃取有机相。再加入100 L 盐酸浓度为3.5 M 且含有六价铀和三价铁等金属离子的料液，该料液中六价铀的浓度为0.3 g/L、三价铁的浓度为 6 g/L。室温下充分混合10 分钟静止分相后放出水相，将有机相保留在萃取器中。此时，铀和铁被萃入N235有机相中。

（2）选择性反萃取分离铀和铁

在盛有100 L负载铀和铁的N235有机相的萃取器中，加入50 L 含有0.2 M盐酸与1.2 M乙酸混合物的反萃取剂水溶液，有机相与反萃取剂的体积比为2︰1。反萃取温度为室温，充分搅拌混合5 分钟后静止分相。分相后，将有机相和水相分开。铀保留在有机相，铁被反萃取至水相，从而实现铀和铁的分离。

铀的收率为98.1%，铁的收率为93.7%。

实施例 2：

（1）萃取铀和铁

在萃取器中，依次加入5 L Alamine 336、1 L正辛醇和94 L煤油，搅拌均匀，制得100 L Alamine 336浓度为5% 的萃取有机相。再加入100 L 盐酸浓度为4.5 M 且含有六价铀和三价铁等金属离子的料液，该料液中六价铀的浓度为0.1 g/L、三价铁的浓度为 1.0 g/L。室温下充分混合10分钟静止分相后放出水相，将有机相保留在萃取器中。此时，铀和铁被萃入Alamine 336有机相。

（2）选择性反萃取分离铀和铁

在盛有100 L负载铀和铁的Alamine 336有机相的萃取器中，加入10 L 含有0.1 M盐酸与1.5 M乙酸钠混合物的反萃取剂水溶液。有机相与反萃取剂的体积比为10︰1，反萃取温度为室温，充分搅拌混合20 分钟后静止分相。分相后，将有机相和水相分开。铀保留在有机相，铁被反萃取至水相，从而实现铀和铁的分离。

铀的收率为97.3%，铁的收率为90.6%。

实施例 3：

（1）萃取铀和铁