Recuperación de uranio en un extractor de tornillo a contracorriente ultrasónico.

Un procedimiento para eliminar uranio de un cuerpo de material sólido (24) que contiene una concentración de uranio,

comprendiendo el procedimiento:

suministro del cuerpo de material sólido (24);

depósito del cuerpo de material sólido (24) en al menos un extractor ultrasónico (26A, 26B, 26C);

depósito de una cantidad de ácido en el extractor ultrasónico (26A, 26B, 26C);

calentamiento de una camisa del extractor ultrasónico (26A, 26B, 26C);

transporte del cuerpo de material sólido (24) en el extractor ultrasónico (26A, 26B, 26C) y la cantidad de ácido en direcciones a contracorriente entre sí de manera que el cuerpo de material sólido y el ácido entran en contacto entre sí en el interior del extractor ultrasónico calentado (26A, 26B, 26C) mientras el extractor ultrasónico proporciona energía ultrasónica al cuerpo de material sólido y a la cantidad de ácido, en el que la cantidad de ácido retira uranio del cuerpo de material sólido (24);

recogida de la cantidad de ácido y el cuerpo de material sólido en diferentes posiciones en el extractor ultrasónico;

transporte de la cantidad de ácido con el uranio retirado a un mezclador-sedimentador de extracción (78); y

sedimentación del producto de uranio por el mezclador-sedimentador de extracción.

Recuperación de uranio en un extractor de tornillo a contracorriente ultrasónico

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento para recuperación de uranio. Más específicamente, la presente invención proporciona un procedimiento para recuperar uranio a partir de un cuerpo de material usando un extractor de tornillo a contracorriente ultrasónico.

INFORMACIÓN DE ANTECEDENTES

El documento US-5.463.177 desvela un proceso de extracción para extraer uranio de una muestra líquida aplicando energía ultrasónica a un baño que contiene la muestra. El documento JP-10/186.090 desvela un procedimiento para descontaminar residuos metálicos contaminados por UF6 en el que los residuos metálicos se lavan en agua con ondas ultrasónicas.

El documento US-5.098.645 desvela un proceso para reprocesar combustible nuclear gastado, en el que dicho combustible nuclear se disuelve en ácido nítrico en una vasija de contención, en el que dicha vasija se usa como recipiente para eliminación. Puede usarse un mezclador ultrasónico como ayuda para la disolución.

El documento US-2003/0.183.043 desvela un proceso y un aparato para extraer metal y/o metaloides de un material usando extracción con fluidos supercríticos, con la aplicación de ultrasonidos.

Los materiales contaminados, tales como las tierras y las cenizas de un incinerador, plantean numerosos desafíos para la industria de procesamiento de uranio. En las instalaciones de procesamiento de uranio, tierras y cenizas del incinerador pueden contaminarse con diferentes materiales, entre ellos metales pesados, uranio y otros materiales radiactivos. Los materiales de uranio, cuando están presentes en dichos sólidos, pueden estar distribuidos uniformemente por los sólidos o pueden estar concentrados en secciones discretas. La eliminación de materiales de uranio de estos sólidos es especialmente difícil ya que, en la mayoría de los casos, tiene lugar una distribución no uniforme de uranio en bajos niveles de concentración. Las técnicas de tratamiento/separación de materiales que usan una técnica de separación mecánica (es decir, clasificadores) no están equipados para separar uranio a bajas concentraciones y, en consecuencia, no tienen uso práctico en estos casos. Otro inconveniente de los clasificadores de separación mecánica es que estos clasificadores usan grandes cantidades de energía para la cantidad de materiales separados y, por tanto, son inviables en términos económicos.

Los sistemas actuales usados para separar el uranio de los sólidos son también caros debido a otros factores económicos diversos. Los sólidos que están contaminados deben ser eliminados (es decir, excavados) , transportados en camiones a un lugar de tratamiento, tratados y después devueltos al lugar de excavación original para su vertido. Las múltiples etapas de manipulación para limpiar el material sólido incrementan tanto los costes de energía final asociados con el tratamiento como los costes asociados en mano de obra. La manipulación de sólidos contaminados requiere también sistemas especiales de transporte en camión para evitar que los sólidos contaminen el sistema de transporte en camión y el entorno circundante debido a fugas en el sistema de transporte en camión.

Por tanto, existe la necesidad de proporcionar un procedimiento que permita separar el uranio de un sólido base, como, por ejemplo, tierras y/o cenizas de incinerador, con mayor eficacia que las técnicas de separación mecánica actuales.

Existe la necesidad adicional de proporcionar un procedimiento que permita separar el uranio de forma económica del sólido base.

RESUMEN

Por tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento que permita separar 55 el uranio de un sólido base, como, por ejemplo, tierras y/o cenizas de incinerador, con mayor eficacia que las técnicas de separación mecánica actuales.

Los objetivos de la presente invención, que se define mediante las reivindicaciones adjuntas, se consiguen tal como se ilustra y se describe.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una representación esquemática de una configuración que usa un extractor de tornillo a contracorriente ultrasónico para recuperación de uranio a partir de materiales sólidos.

La figura 2 es una vista ampliada del extractor de tornillo a contracorriente ultrasónico para recuperación de uranio ilustrado en la figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

En referencia a la figura 1, se ilustra una configuración 10 que usa un extractor de tornillo a contracorriente ultrasónico para recuperación de uranio. La configuración 10 se usa para tratar sólidos, tales como tierras y/o cenizas de incinerador, que están contaminados con uranio. En la configuración, un alimentador de residuos de combustibles 12 alimenta una cámara de combustión 14 de un incinerador para su disposición final. La cámara de combustión 14 puede alimentarse con una entrada de gas natural 18, u otra fuente de energía combustible tal como gasóleo, como ejemplo no limitativo. Los componentes gaseosos resultantes del proceso de combustión en la cámara de combustión 14 son liberados desde la cámara de combustión 14 por una salida de efluentes gaseosos 16 que, tal como se ilustra, libera los componentes gaseosos generados en la cámara de combustión 14 a la atmósfera. Aunque no se ilustra, pueden producirse etapas de procesamiento adicionales para que los efluentes gaseosos salgan de la cámara de combustión con el fin de reducir la cantidad final de contaminantes descargados a la atmósfera. Dichas etapas de tratamiento pueden ser, por ejemplo, reducción catalítica no selectiva, inyección de urea como tratamientos no limitativos disponibles.

El uranio sólido resultante que contiene componentes derivados del proceso de combustión en la cámara de combustión 14 es un uranio que contiene cenizas 20 cuando los materiales volátiles y combustibles se han eliminado en la cámara de combustión 14 mediante el proceso de combustión. La concentración de uranio en las cenizas que salen de la cámara de combustión 14 puede variar según la cantidad de concentración de uranio añadida originalmente a la cámara de combustión 14. El alimentador de residuos de combustibles 12 puede contener, por ejemplo, un componente de uranio mayor o menor y, como consecuencia, las cenizas resultantes pueden tener una concentración de uranio diversa.

Pueden añadirse sólidos comerciales portadores de uranio 22 por separado o mezclarse con las cenizas de uranio 20 que salen de la cámara de combustión 14 para producir de ese modo un sólido portador de uranio 24 que puede ser separado en un componente de uranio y un componente portador sin uranio. La forma sólida del material puede ser partículas discretas de material, tales como polvo fino o sólidos portadores de uranio. El sólido portador de uranio 24 puede ser suministrado en una primera unidad 26A de un extractor de tornillo a contracorriente ultrasónico para recuperación de uranio 26. El sólido portador de uranio 24 puede ser colocado en la parte inferior de una unidad ultrasónica 26A que está configurada para aceptar materiales sólidos y transportar estos materiales desde la parte inferior de la unidad 26A a la parte superior de la unidad 26A. Tal como se ilustra, las 35 unidades ultrasónicas 26A, B, C pueden ser configuraciones de tornillo mezclador 26 que proporcionan un cambio de altura en los sólidos que entran en la parte inferior de las unidades 26A, B, C. En la parte superior de las unidades ultrasónicas 26A, B, C puede añadirse ácido a la unidad 26A, B, C para permitir que el uranio se separe con precisión de los sólidos sin uranio en el sólido portador de uranio 24. Tal como se ilustra, pueden usarse tres unidades ultrasónicas 26A, B, C individuales en serie para separar el uranio del resto de los sólidos 24. Cada unidad ultrasónica 26A, B, C puede tener una bomba separada 34 que coloca un ácido en la parte superior de la unidad ultrasónica 26A, B, C. El ácido añadido puede ser, por ejemplo, ácido nítrico, como ejemplo no limitativo, para retirar el contenido de uranio de los sólidos 24. La adición de ácido a cada unidad ultrasónica 26A, B, C puede realizarse a partir de la descarga de cualquier unidad ultrasónica anterior, con lo que se reduce al mínimo la cantidad de ácido nítrico usada además de proporcionar una capacidad superior de separación de uranio. La adición de ácido a cada unidad 45 ultrasónica puede estadificarse de manera que los sólidos de uranio de baja concentración entran en contacto con el ácido que está más concentrado con lo que es posible retirar el uranio con mayor eficacia.... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para eliminar uranio de un cuerpo de material sólido (24) que contiene una concentración de uranio, comprendiendo el procedimiento:

suministro del cuerpo de material sólido (24) ;

depósito del cuerpo de material sólido (24) en al menos un extractor ultrasónico (26A, 26B, 26C) ;

depósito de una cantidad de ácido en el extractor ultrasónico (26A, 26B, 26C) ;

calentamiento de una camisa del extractor ultrasónico (26A, 26B, 26C) ;

transporte del cuerpo de material sólido (24) en el extractor ultrasónico (26A, 26B, 26C) y la cantidad de ácido en direcciones a contracorriente entre sí de manera que el cuerpo de material sólido y el ácido entran en contacto entre sí en el interior del extractor ultrasónico calentado (26A, 26B, 26C) mientras el extractor ultrasónico proporciona energía ultrasónica al cuerpo de material sólido y a la cantidad de ácido, en el que la cantidad de ácido retira uranio del cuerpo de material sólido (24) ;

recogida de la cantidad de ácido y el cuerpo de material sólido en diferentes posiciones en el extractor ultrasónico;

transporte de la cantidad de ácido con el uranio retirado a un mezclador-sedimentador de extracción (78) ; y sedimentación del producto de uranio por el mezclador-sedimentador de extracción. 25

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el ácido añadido al extractor ultrasónico es ácido nítrico.

3. El procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que el cuerpo de material sólido (24) es cenizas 30 de incinerador.

4. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además:

tratamiento de la cantidad de ácido con el uranio retirado en una sección de fase acuosa y una sección de fase 35 orgánica del mezclador-sedimentador de extracción (78) .

5. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además: retirada del gas generado en el extractor ultrasónico y transporte del gas a un depurador de efluentes gaseosos del 40 disolvedor (44) ; depuración de los efluentes gaseosos provenientes del depurador de efluentes gaseosos (44) , y liberación de los efluentes gaseosos a la atmósfera. 45