Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

Установка нанофильтрации работает только в ручном режиме. Исходный раствор из емкости подается насосом PL1 на картриджный фильтр с размером пор 5 мк для предварительной очистки от механических взвесей. Далее раствор поступает на вход насоса высокого давления PH1 и подается на три последовательно соединенные нанофильтрационные мембраны. Пермеат и концентрат собираются в соответствующие баки. Для анализа работы УНФ имеются индикаторы давления и потоков растворов, а также пробоотборники, позволяющие делать отбор проб исходного раствора, пермеата и концентрата. Для проведения экспериментов по подбору режимов нанофильтрации на одном из предприятий АО «НАК “Казатомпром”» была отобрана представительная проба десорбата урана, полученного при проведении сорбционного концентрирования растворавыщелачивания. Содержание основных компонентов в десорбате составило: уран — 56,2 г/дм3, нитрат-ион — 15,3 г/дм3, серная кислота — 40,4 г/дм3, механические взвеси — 5,5 мг/дм3. В ходе эксперимента десорбат из емкости исходного раствора подавали сначала на фильтр тонкой очистки, далее в мембранный модуль. Частотным преобразователем устанавливали обороты насоса высокого давления, соответствующие заданному давлению на входе мембранного модуля. Давление на выходе концентрата регулировали специально установленным шаровым краном. Время работы УНФ в непрерывном режиме составило для первой и второй серий экспериментов 19 ч. Первая серия экспериментов была проведена при исходном давлении на мембранном модуле 23 10 5 Па. Пробы пермеата и концентрата отбирали через каждые 3 ч. Результаты работы УНФ при давлении на входе 23 •10 5 Па приведены в табл. 1. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 240-244. Transactions of the Kala Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 240-244. Таблица 1 Показатели нанофильтрации десорбата при давлении на входе 23 10 5 Па Давление, Па Продукт Выход Содержание U, г/дм3 Извлечение U, % на входе на выходе м3/ч % 23 1 0 5 4 1 0 5 Концентрат 0,40 66,75 82,73 98,61 Пермеат 0,20 33,25 2,34 1,39 Десорбат 0,60 100 56,20 100,00 Как видно из полученных результатов, селективность мембраны по отношению к урану составила свыше 98 %, содержание урана вконцентрате по сравнениюс исходнымдесорбатом увеличилось в 1,47 раза. Исходя из того, что увеличение давления на входе в мембранный модуль способствует увеличению выхода пермеата и, как следствие, увеличению степени концентрирования урана в концентрате, вторая серия экспериментов была проведена при давлении, равном 29 10 5 Па (максимальное давление для данного типа мембран составляет 30 10 5 Па). Результаты экспериментов второй серии опытов приведены в табл. 2 . Таблица 2 Показатели нанофильтрации десорбата при давлении на входе 29 10 5 Па Давление, Па Продукт Выход Содержание U, г/дм3 Извлечение U, % на входе на выходе м3/ч % 29 1 0 5 11105 Концентрат 0,38 63,13 82,02 98,61 Пермеат 0,22 36,87 2,89 1,39 Десорбат 0,60 100 56,20 100,00 При давлении на входе в мембранный модуль 29 10 5 Па получены результаты, сопоставимые с первой серией экспериментов. Для повышения содержания урана в получаемом концентрате относительно кислоты была проведена третья серия экспериментов с возвратом части концентрата в питание (рецикл). Выход концентрата, пермеата и рецикл контролировали по показаниям ротаметров. Был задан режим работы УНФ с выходом концентрата, равным выходу пермеата. Время работы установки составило 162 ч, выход рецикла в среднем равен 116 %. Результаты экспериментов третьей серии опытов представлены в табл. 3. © Тюлюбаев З. М., Лексин А. М., Леонова Л. А., 2023 242