Procedimiento para la producción de una torta amarilla de trióxido de uranio a partir de un precipitado de peróxido de uranio.

Procedimiento para la producción de una torta amarilla de trióxido de uranio a partir de un precipitado de peróxido de uranio.



La presente invención proporciona un procedimiento para la producción de una torta amarilla de trióxido de uranio a partir de un precipitado de peróxido de uranio, estando el precipitado de peróxido en forma de una suspensión de alimentación rica en uranio, de bajo contenido en sólidos, incluyendo el procedimiento las fases de:

a. espesar la suspensión de alimentación para producir un flujo inferior de espesador con un contenido en sólidos en el intervalo del 15 al 50% p/p y un flujo superior deespesador;

b. deshidratar el flujo inferior de espesador para producir una torta de sólidos con un contenido en sólidos de al menos el 50% y un flujo superior de deshidratación; y

c. calcinar la torta de sólidos a una temperatura en el intervalo de 450ºC a 480ºC para producir una torta amarilla de trióxido de uranio calcinada.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/AU2011/000019.

Solicitante: ADELAIDE CONTROL ENGINEERS PTY LTD.

Nacionalidad solicitante: Australia.

Dirección: 10 Peekarra Street Regency Park, South Australia 5010 AUSTRALIA.

Inventor/es: JOBLING,Glenn.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C01G43/01 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C01 QUIMICA INORGANICA.C01G COMPUESTOS QUE CONTIENEN METALES NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES C01D O C01F (hidruros metálicos C01B 6/00; sales de oxácidos de halógenos C01B 11/00; peróxidos, sales de los perácidos C01B 15/00; tiosulfatos, ditionitos, politionatos C01B 17/64; compuestos que contienen selenio o teluro C01B 19/00; compuestos binarios del nitrógeno con metales C01B 21/06; azidas C01B 21/08; amidas metálicas C01B 21/092; nitritos C01B 21/50; fosfuros C01B 25/08; sales de los oxácidos del fósforo C01B 25/16; carburos C01B 31/30; compuestos que contienen silicio C01B 33/00; compuestos que contienen boro C01B 35/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares pero que no tienen propiedades de cambiadores de base C01B 37/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares y de cambiadores de base, p. ej. zeolitas cristalinas, C01B 39/00; cianuros C01C 3/08; sales del ácido ciánico C01C 3/14; sales de cianamida C01C 3/16; tiocianatos C01C 3/20; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; obtención a partir de mezclas, p. ej. a partir de minerales, de compuestos metálicos que son los compuestos intermedios de un proceso metalúrgico para la obtención de un metal libre C21B, C22B; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01G 43/00 Compuestos de uranio. › Oxidos; Hidróxidos.
  • C22B60/02 C […] › C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS.C22B PRODUCCION O AFINADO DE METALES (fabricación de polvos metálicos o sus suspensiones B22F 9/00; producción de metales por electrólisis o electroforesis  C25 ); PRETRATAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS. › C22B 60/00 Obtención de metales que tienen un número atómico mayor o igual que 87, p. ej. metales radiactivos. › Obtención de torio, uranio u otros actínidos.

PDF original: ES-2394247_A1.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producción de una torta amarilla de trióxido de uranio a partir de un precipitado de peróxido de uranio.

Solicitudes relacionadas Esta solicitud de patente internacional reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional australiana 2010900066 presentada el 8 de enero de 2010, cuya memoria descriptiva se incorpora por el presente documento como referencia.

Campo de la invención La presente invención se refiere a la producción de torta amarilla (yellowcake) a partir de menas que contienen uranio, siendo la torta amarilla un producto intermedio (trióxido de uranio (UO3) ) usado para la conversión o el enriquecimiento posterior para formar cantidades comerciales de uranio.

La presente invención se refiere particularmente a aquella parte del procedimiento global que toma un precipitado de a uranio y lo procesa para formar una torta amarilla de trióxido de uranio, y más específicamente se refiere a un procedimiento para la producción de una torta amarilla de trióxido de uranio a partir de un precipitado de uranio que se ha producido mediante el uso de una etapa de precipitación basada en peróxido de hidrógeno.

Antecedentes de la invención La extracción en mina y el procesamiento de menas que contienen uranio generalmente utiliza siempre un proceso de lixiviación (y, por tanto, el uso de un lixiviante, tal como una disolución acuosa de carbonato-bicarbonato o una disolución de ácido) para lixiviar el uranio de su material de ganga acompañante en el yacimiento. Tales operaciones de lixiviación puede llevarse a cabo junto con operaciones de molienda superficial en las que se extrae en mina el uranio (a menudo en canteras) y luego se tritura y se combina antes de la lixiviación, o usando técnicas de lixiviación in situ en las que se introduce el lixiviante en un depósito de mena subterráneo y luego se recupera mediante sistemas de extracción adecuados.

El lixiviante cargado producido durante el proceso de lixiviación se procesa entonces adicionalmente para concentrar el uranio en el mismo. Este procesamiento adicional incluye una variedad de posibles tratamientos químicos, que están determinados habitualmente por las características de la mena específica que está procesándose y también por su método de extracción. Por ejemplo, tal procesamiento adicional podría incluir un proceso de intercambio iónico aniónico o extracción con disolventes. Independientemente del procedimiento adoptado, se produce una disolución de uranio relativamente concentrada, generalmente denominada el “eluato”, que debe tratarse entonces para precipitar un compuesto de uranio, a menudo denominado simplemente “uranio” o un “precipitado de uranio”.

Están disponibles diversas técnicas de precipitación, una de las cuales usa peróxido de hidrógeno, que pueden precipitar una suspensión rica en uranio para el lavado, la deshidratación y el secado/calcinación posteriores para producir un concentrado de uranio seco y estable que puede transportarse de manera relativamente fácil. A este respecto, las instalaciones de conversión aguas abajo para tales concentrados de uranio no están ubicadas invariablemente cerca de los emplazamientos de los yacimientos de uranio, y por tanto el transporte seguro, a menudo a lo largo de grandes distancias, de los concentrados de uranio hace que esta forma seca y estable sea un punto intermedio ideal en el proceso global de producción de uranio.

Por motivos de claridad en esta memoria descriptiva, es necesario definir algunos términos. Éste es particularmente el caso ya que los destinatarios expertos a menudo usarán el mismo término para representar un producto en diferentes fases en el procedimiento.

Por ejemplo, el concentrado de uranio al que se hizo referencia anteriormente como “suspensión rica en uranio”, producida directamente a partir de un proceso de precipitación, se denomina algunas veces en la técnica “torta amarilla”, ya que es la forma seca y estable del concentrado de uranio que existe tras los procesos posteriores de lavado, deshidratación y secado/calcinación. Sin embargo, en la totalidad de esta memoria descriptiva, el término “precipitado de uranio” se usará para describir la suspensión rica en uranio que se produce a partir del proceso de precipitación, y en la que se ha producido el precipitado de uranio mediante el uso de un proceso de precipitación basado en peróxido de hidrógeno, el precipitado posterior obtenido se denominará “precipitado de peróxido”.

El término “torta amarilla” se usará para describir la forma seca y estable del concentrado de uranio producido tras haberse sometido el precipitado de uranio a cualquier proceso de lavado, deshidratación y secado/calcinación posterior que se requiera. A este respecto, también debe apreciarse que la composición de la torta amarilla es variable y depende del yacimiento, el lixiviante, las condiciones de precipitación posteriores, y los procesos de lavado, deshidratación y secado/calcinación posteriores. Puede consistir en una mezcla de, entre otras cosas, varios compuestos de amonio-uranio-oxígeno, y puede adoptar diferentes formas basándose en su composición mayoritaria.

Por tanto, debe apreciarse que una referencia a “torta amarilla” sin más en la totalidad de esta memoria descriptiva de patente no va a limitarse sólo a una forma de torta amarilla. En efecto, la torta amarilla que se basa en peróxido de uranio (UO4.nH2O, donde n puede variar desde 2 hasta 4) está ganando popularidad, y esta torta amarilla se denomina a menudo torta amarilla de “peróxido”. También es posible producir una torta amarilla que está basada en trióxido de uranio, y que se denomina a menudo una torta amarilla de “trióxido”. Por motivos de simplicidad y claridad, en la totalidad de esta memoria descriptiva de patente cuando se hace referencia sólo a “torta amarilla”, está usándose el término para cubrir todas las formas y tipos de torta amarilla, realizándose entonces referencias más específicas a, por ejemplo, “torta amarilla de trióxido” o “torta amarilla de peróxido” cuando es necesario.

El precio pagado por la torta amarilla por las instalaciones de conversión de torta amarilla depende de los niveles de pureza de la torta amarilla (pureza en cuanto a su concentración de, por ejemplo, cualquiera que sea la forma de uranio que se requiere, tal como la concentración del peróxido de uranio) . Por tanto, los productores de una torta amarilla de peróxido generalmente tienen como objetivo maximizar la concentración del peróxido de uranio en la torta amarilla, lo que requiere naturalmente (entre otras cosas) que se minimice el nivel de impurezas en la torta amarilla, y que se minimice el contenido en humedad de la torta amarilla. En cuanto al contenido en humedad, de manera ideal se reducirá a menos de aproximadamente el 1% en peso para cualquier torta amarilla.

Normalmente, los procedimientos que se han adoptado para secar un precipitado de peróxido para formar una torta amarilla de peróxido han requerido grandes cantidades de agua que, dadas las ubicaciones a menudo remotas de los depósitos de mena de uranio, introduce problemas de costes significativos. Estos procedimientos implican generalmente el lavado del precipitado, que está en forma de una suspensión, para eliminar impurezas solubles en aguas no deseadas, seguido por la concentración de la suspensión y la reducción posterior de su contenido en humedad antes de envasarse para la venta como torta amarilla.

El lavado se ha logrado de manera tradicional de varios modos. Por ejemplo, se ha logrado la función de lavado en un filtro prensa o espesador de lavado, evitando la necesidad de la adición de floculante y mejorando el contacto de líquido/producto para la eliminación de impurezas, dando como resultado una torta de sólidos con una alta concentración en sólidos (mayor que aproximadamente el 50%) . La torta de sólidos ha requerido entonces la eliminación de humedad para producir el producto de torta amarilla de peróxido en polvo adecuado para la venta para su procesamiento adicional. Ha habido generalmente dos alternativas que se han usado, concretamente un secador de vacío giratorio y un secador helicoidal continuo, que funcionan ambos a temperaturas razonablemente bajas para calentar el producto hasta aproximadamente 150ºC o inferior, para producir una torta amarilla de peróxido secada.

Sin embargo, al basarse los costes de envío de torta amarilla en muchos países en el volumen en vez de en el peso, la densidad aparente relativamente baja de la torta amarilla de peróxido (en aproximadamente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producción de una torta amarilla de trióxido de uranio a partir de un precipitado de peróxido de uranio, estando el precipitado de peróxido en forma de una suspensión de alimentación rica en uranio, de bajo contenido en sólidos, incluyendo el procedimiento las fases de:

a. espesar la suspensión de alimentación para producir un flujo inferior de espesador con un contenido en sólidos en el intervalo del 15 al 50% p/p y un flujo superior de espesador;

b. deshidratar el flujo inferior de espesador para producir una torta de sólidos con un contenido en sólidos de al menos el 50% y un flujo superior de deshidratación; y

c. calcinar la torta de sólidos a una temperatura en el intervalo de 450ºC a 480ºC para producir una 10 torta amarilla de trióxido de uranio calcinada.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las impurezas solubles en agua en la suspensión de alimentación se lavan de la suspensión de alimentación antes de la calcinación.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que el lavado de las impurezas solubles en agua de la

suspensión de alimentación se produce durante la deshidratación de modo que al menos una parte 15 sustancial de las impurezas solubles en agua salen con el flujo superior de deshidratación.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el procedimiento incluye recircular el flujo superior de deshidratación de vuelta al espesador.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la deshidratación se produce en un filtro prensa, un filtro de presión o una centrífuga.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la deshidratación se produce en un filtro de presión automático que funciona de manera semicontinua.

7. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la deshidratación se produce en una centrífuga.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la torta de sólidos se transfiere

desde la deshidratación a un transportador bidireccional que es capaz de ser controlado para descargar o 25 bien a calcinación o bien de vuelta a deshidratación.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la calcinación se produce en un horno calentado de manera indirecta.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que el horno es un horno giratorio horizontal.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en el que el horno es un horno hermético.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el gas residual procedente de la calcinación se hace pasar a través de un condensador de rociado para enfriar el gas residual y para eliminar polvo del gas residual.

FIGURA 1


 

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