一种降低重铀酸铵产品水份的方法—反复沉淀法
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一种降低重铀酸铵产品水份的方法—反复沉淀法
摘要 在研究降低重铀酸铵产品水份的工艺过程中,通过小试、中试确立了
“反复沉淀法”工艺,并成功应用于生产中,使重铀酸铵产品中水份含量大幅度降低
并达到国家标准,同时又降低了生产成本。
关键词 增大产品颗粒粒度;降低水份;反复沉淀法
重铀酸铵产品水份含量是产品质量重要指标之一,许多矿山生产单位投入了
大量资金和精力,但仍难以达标。采用烘烤手段可使产品水份降低,但却会造成环
境污染。寻求一种既能降低产品水份,又经济实用环保的方法成为当务之急。在
传统一步沉淀法和二步沉淀法[1]基础上,经过数百次反复试验,找到了一种比较
理想的沉淀方法即“反复沉淀法”。该方法是指第一次沉淀澄清后,排放上清液,产
品留在沉淀池中,陈化24小时;反复加入合格液,重复上述步骤,故称为反复沉淀
法。
反复沉淀法是根据晶体生长特性而构想的。晶体的生长包含3个步骤:1)生
成晶核;2)晶粒长大;3)晶粒发生次级变化。晶体的生长需要晶核,适量的晶核是产
品颗粒增大的必备条件。产品留在沉淀池中,继续加入合格液,因为合格液的
pH≈1.0,每一次结晶差、颗粒小的晶体均会被新加入合格液溶解,留下颗粒大的晶
体作为下一次沉淀的晶核,经过反复沉淀、陈化,晶体颗粒长得越来越大,过滤性能
越好。
1 小试
1.1 试验条件
试验所用合格液、沉淀用氨水、试验温度、沉淀条件等均与生产阶段一致,
陈化时间亦为24小时。
1.2 操作步骤
在400ml烧杯中,取200ml合格液,加入氨水沉淀至pH=7.0,澄清,陈化24小时,
排放上清液;再加入200ml合格液,继续加入氨水沉淀至pH=7.0,澄清,陈化24小时,
排放上清液;继续加入氨水沉淀,……,共反复沉淀30次。
1.3 结论
由表1可见,前3次沉淀中沉淀物体积增加,主要是由于前3次沉淀物均被新
加入的合格液所溶解,这与常规生产没有区别,仅是浓度更高。第4次沉淀开始沉
淀物仅有部分被溶解,剩余晶体作为晶核生长成的晶体较大,因此沉淀物体积开始
减少,第7次至第30次沉淀物体积基本保持不变,沉淀物体积百分率为2%。沉淀
物形态的变化和沉降速度的加快说明产品结晶好、颗粒大。在相同体积内,产品
体积减少、上清液体积则增加,故产品中所含水量降低,证明反复沉淀法是可行的。
2 中试
为了验证反复沉淀法在生产中应用的可行性,开始进行扩大试验。
2.1 试验条件
扩大试验在室外一个体积为0.8m3的塑料桶中进行,试验所用合格液、沉淀
用氨水、试验温度、沉淀条件等亦均与生产阶段一致,陈化时间亦为24小时。
2.2 试验数据见(表2)
2.3 试验结果
本次试验共进行了十一次沉淀,沉淀合格液体积为4.40m3,沉淀金属累计
35.63kg,沉淀物体积0.20m3,沉淀物体积百分数4.5%,上清液浓度达到排放标准,
试验结果与小试相差不大,可以在生产中推广应用。
3 在生产中的应用
反复沉淀法在生产中推广应用,共进行了五个批次的统计,沉淀数据见表3。
3.1 降低水份
由于大量的水份自产品中游离出来,产品的湿基含量由原来的19—21%增加
至目前的35—42%,产品水份从过去的60—69.5%降低到目前的30—41.8%。产品
可达到要求。
3.2 产品的压滤
本方法沉淀出的产品颗粒变大、过滤性能增强、湿基含量增加,产品压滤时
间由过去每机次的6—10小时缩短至0.5—1小时;单机次产品重量由过去的
275—300公斤增至345—430公斤。
随着产品湿基含量大幅提高,水份降低,单机产品重量增加,产品压滤次数为
原来的一半。压滤次数减少和压滤时间缩短,既节约了大量电能,也大幅降低了劳
动强度。
3.3 节约生产成本
水份降低,节约了大量电能和运输费用,与原工艺相比节约生产成本5—10%。
4 结论
从小试、中试和多年的生产实践看,反复沉淀法在增大产品颗粒粒度、降低
水份、缩短劳动时间、降低劳动强度、节约生产成本等方面效果显著,是降低重
铀酸铵产品水份的好方法。
参考文献
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