[发明专利]水玻璃沉淀回收方法

说明书

本发明涉及水玻璃沉淀回收金属的方法，更具体地讲，该方法将水玻璃引入工艺废物流中，水玻璃与物流中的金属形成基质淤浆，这样形成的水玻璃基质淤浆从工艺物流中分出，然后溶解而释放出水玻璃基质淤浆中溶解的金属而得以回收。之后将水玻璃循环再应用，而金属则进一步加工。

水玻璃法已用来从重铀酸铵（ADU）和直接转化（IDR）法产生的废物流中分出最后的一点铀。

US4，349，513公开了回收液体中铀的方法，其中将水玻璃加入溶液，形成沉淀，该沉淀捕集铀，然后用酸处理沉淀。沥滤的铀以酸溶液得以回收。沉淀经碱金属氢氧化物处理而再生成水玻璃（见图1（A））。

以US4，349，513为基础的现用铀回收水玻璃法将6w/o的硅酸钠（水玻璃）液加入工艺废物中，废物实际上是约6w/o的氨，约1-3w/o氟和约15ppm的铀含于水中。水玻璃沉淀出来形成捕集铀的氟化硅酸盐基质淤浆。氟化硅酸盐淤浆从工艺物流中分出后送到沉降池。

中间加硝酸以使pH达到约2-3，从而使铀以硝酸双氧铀的弱溶液溶解。淤浆滤出，固化并用55加仑鼓排出。稀硝酸双氧铀液送去进行溶剂萃取，其中铀得以回收并提纯。无铀硝酸盐液然后煮沸而回收硝酸并使淤浆固化并经例如掩埋排除。硝酸双氧铀液中的淤浆主要为二氧化硅，在水玻璃淤浆用硝酸沥滤过程中溶解（见图1（B））。

现有水玻璃法还有几方面的缺点。首先，水玻璃淤浆中含有的大量金属和/或铀会随二氧化硅损失。因为对二氧化硅饼的良好洗涤不可靠。二氧化硅饼难以过滤，因为此饼粒径极小（＜5μm）。第二，随着硝酸加入水玻璃淤浆中。会使局部区域的pH＜2。这些局部区域中，饼中游离氟化物与硝酸形成盐酸，而后这又侵蚀并溶解部分二氧化硅。金属和/或硝酸双氧铀液中溶解二氧化硅返送到溶液萃取区，这会在溶剂萃取过程中引发固体堵塞。而且，淤浆将氟离子带入硝酸蒸发器，致使所得工艺 物流成为高度腐蚀性的。结果是必须常换酸回收设备。

这些现有技术方法在水玻璃沥滤中仅提供低浓度的铀，这使大量的硝酸双氧铀要求在溶剂萃取过程中进行加工。最后，改进方法目前生产的沥滤二氧化硅淤浆不可能再溶于浓碱液中，因为沉淀不是反应活性。因此，二氧化硅淤浆必须掩埋排除。

因此，需要开发出一种既经济，又简单的水玻璃沉淀回收法，其中在金属硝酸盐物流中产生较高浓度的无氟化物金属并且不需要掩埋排除废料。

本发明提出比现有技术方法更简单，更经济并且从生态效果更好的水玻璃回收法。更具体地讲，该法将水玻璃引入含金属工艺废物流中，这在物流中的金属周围形成基质并沉淀。高温下向沉淀中加碱，使水玻璃基质或淤浆溶解，从而释放出水玻璃淤浆中的金属和/或铀而得以过滤回收，回收形式为金属氧化物或重铀酸铵，重铀酸钠，氧化铀或氢氧化铀。所得金属固体溶群，而在滤饼中用酸制成金属盐的酸溶液。这种金属液然后在溶剂萃取区进一步处理。硅酸钠液在进行浓度调节而能再用后可循环送到原料罐中。废料含至少5ppm金属。

本发明的目的是提出简便的水玻璃回收金属法。

本发明另一目的是提出金属硝酸盐液，基本上为二氧化硅并且无氟化物。

本发明的另一目的是用碱溶解工艺废物流中的水玻璃并从基质化金属中分离水玻璃，然后用酸溶解含金属料。

本发明另一目的是提出宜于回收铀的水玻璃回收法。

本发明的这些和其它目的见于以下详述。

图1（A）为US4，349，513所述现有方法流程图。

图1（B）为现有方法的流程图。

图2为本发明优选实施方案的流程图。

本发明法可用于任何含金属的工艺废物流，尤其适用于回收放射性金属。为了便于说明，可举含铀废工艺物流，但本发明并不仅限于此。

本发明法宜用于例如ADU或IDR法，这两种方法用UF₆或UO₂（NO₃）₂作原料。ADU法加水到UF₆中，形成U₂O₂F₂。然后将氟化或硝酸双氧铀液与氢氧化铵接触而形成重铀酸铵。从溶液中滤出重铀酸铵并在炉中加工成UO₂。滤液含溶解和粒状ADU和UO₂F₂。

IDR则将UF₆和/或UO₂（NO₃）₂注入炉中，在其中直接还原成UO₂。该工艺废气经过洗涤，产生铀杂质液。