IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )


Нет регистрации на форуме? Вам сюда.
3 страниц V   1 2 3 >  
Reply to this topicStart new topic
> Уран из морской воды
AtomInfo.Ru
сообщение 27.12.2015, 16:38
Сообщение #1


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 16 577
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Новость от ORNL.
https://www.ornl.gov/news/ornl-technique-co...ranium-seawater
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Didro
сообщение 28.12.2015, 0:47
Сообщение #2


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 941
Регистрация: 26.8.2011
Пользователь №: 33 445



Можно ничего не придумывать, взяв обычный катионит типа КУ-2-8, и просто на раз в год регенерировать.
Естественное движение воды обеспечит смену воды, а свойства катионита обмена ионов с предпочтением более тяжелых, обеспечит накопление, в регенерируемом растворе будет концентрат более лучший, чем от подземного выщелачивания.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
asv363
сообщение 28.12.2015, 2:55
Сообщение #3


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 4 716
Регистрация: 20.8.2012
Из: Россия, Москва
Пользователь №: 33 670



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 27.12.2015, 16:38) *

Я не химик, однако весьма похожие, (сугубо для меня) статьи публиковались в сборнике:
SCIENCE CHINA Chemistry
2013, 56 No. 11 pp. 1493-1670
Published: 25 October 2013
DOI: 10.1007/s11426-013-4991-9

Принципиальной разницы нет, год 2013.
http://chem.scichina.com:8081/sciBe/EN/vol...lumn_6743.shtml

Сообщение отредактировал asv363 - 28.12.2015, 3:00
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Superwad
сообщение 20.2.2017, 17:24
Сообщение #4


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 421
Регистрация: 24.8.2016
Пользователь №: 34 367



Почитал первую статью.
Вообще, самая большая проблема в том, что ион селективные волокна захватывают слишком мало урана и ведет себя не так, как предполагали ранее. Осталось мелочь - синтезировать ионселективную смолу только для урана smile.gif
А так идея тянется аж из 80 годов из той же Англии.
Вообщем экономика опять вставляет палки в классную идею tongue.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Superwad
сообщение 20.2.2017, 17:32
Сообщение #5


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 421
Регистрация: 24.8.2016
Пользователь №: 34 367



Цитата(asv363 @ 28.12.2015, 2:55) *
Я не химик, однако весьма похожие, (сугубо для меня) статьи публиковались в сборнике:
SCIENCE CHINA Chemistry
2013, 56 No. 11 pp. 1493-1670
Published: 25 October 2013
DOI: 10.1007/s11426-013-4991-9

Принципиальной разницы нет, год 2013.
http://chem.scichina.com:8081/sciBe/EN/vol...lumn_6743.shtml

Короче получен полимер, который нужно выдерживать в море аж 1-2 месяца, ввиду малой концентрации урана в воде и маленькой скорости процесса, и чтобы наскрести что-то, надо очень долго держать - процесс очень медленный. Как по экономике - опять же вопрос. Но судя по тому, что Китай вкладывает в сухопутные месторождения - видимо не очень.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ultranauth
сообщение 20.2.2017, 19:58
Сообщение #6


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 225
Регистрация: 25.12.2013
Пользователь №: 33 893



Часовая презентация по успехам команды DoE в области оптимизации процесса добычи урана из морской воды - развернутое описание новости, с которой начат пост. В результате, оценочно, получено снижение себестоимости процесса в 2-4 раза до стоимости 1 кг урана 300-500$. Найдены значительные "белые пятна" в области процессов селективного связывания абсорбента с ураном в морской воде, что позволяет надеяться на дальнейшее улучшение технологии.

Хочется добавить, что докладчик - химик, и занимался оптимизацией лигандов для селективного связывания урана. В то же время, команда в DoE разнопрофильная и в целом эти усилия заслуживают внимания именно за счет обширности команды (а не узкопрофильного копания).

Сообщение отредактировал Ultranauth - 20.2.2017, 20:02
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Superwad
сообщение 21.2.2017, 10:56
Сообщение #7


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 421
Регистрация: 24.8.2016
Пользователь №: 34 367



Цитата(Ultranauth @ 20.2.2017, 19:58) *
Часовая презентация по успехам команды DoE в области оптимизации процесса добычи урана из морской воды - развернутое описание новости, с которой начат пост. В результате, оценочно, получено снижение себестоимости процесса в 2-4 раза до стоимости 1 кг урана 300-500$. Найдены значительные "белые пятна" в области процессов селективного связывания абсорбента с ураном в морской воде, что позволяет надеяться на дальнейшее улучшение технологии.

Хочется добавить, что докладчик - химик, и занимался оптимизацией лигандов для селективного связывания урана. В то же время, команда в DoE разнопрофильная и в целом эти усилия заслуживают внимания именно за счет обширности команды (а не узкопрофильного копания).

Все это класс, но есть одно НО.
Вы представляете сам процесс получения ионообменной смолой урановой соли?
Вначале ионит отмывается соляной кислотой (если серной - то получим на поверхности нерастворимые соли), после чего его помещают в морскую воду. Где в результате ионного обмена иона водорода на ион урана образуется в воде чистая кислота. Не, конечно, море/океан хороший разбавитель, но представьте себе, если все кинуться из него добывать таким методом. Ну немного карбонаты нейтрализуют, ну углекислоты на это количество выбросится из воды в воздух. Мелочи жизни tongue.gif Да и скорость процесса оставляет желать лучшего (концентрация в воде дает о себе знать - про это я и говорил, в ветке про ЖСР - про выделение мизерных количеств образовавшихся изотопов в реальном времени). Процесс получается сильно периодическим, до непрерывного не дотягивает. Да еще вопрос, как с ресурсом работы данной смолы в воде. Т.е. как поведет себя смола в реальных условия работы в промышленных масштабах. Ну, вообще то, успехов моим коллегам на этой ниве.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Didro
сообщение 21.2.2017, 19:48
Сообщение #8


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 941
Регистрация: 26.8.2011
Пользователь №: 33 445



Смолу как раз серной кислотой регенерируют.
Закисление океана маловероятно, слишком много в нем карбонатов.
Кроме того, более целесообразен вариант "натрий-катионирование".


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Syndroma
сообщение 21.2.2017, 20:55
Сообщение #9


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 305
Регистрация: 23.12.2014
Пользователь №: 34 075



Цитата(Didro @ 21.2.2017, 21:48) *
Закисление океана маловероятно, слишком много в нем карбонатов.

"Закисление океана" — это одна из больших пугалок "зелёных". Увеличение концентрации CO2 в атмосфере приводит к увеличению её и в океане, что в свою очередь увеличивает кислотность. А карбонаты в океане — это, помимо всего прочего, раковины моллюсков и кораллы.
https://en.wikipedia.org/wiki/Ocean_acidification


--------------------
Всё это мелкая рябь на волнах экономических циклов, незаметных на приливах эпох.
8956
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Superwad
сообщение 22.2.2017, 12:12
Сообщение #10


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 421
Регистрация: 24.8.2016
Пользователь №: 34 367



Цитата(Didro @ 21.2.2017, 19:48) *
Смолу как раз серной кислотой регенерируют.
Закисление океана маловероятно, слишком много в нем карбонатов.
Кроме того, более целесообразен вариант "натрий-катионирование".

Везде, где мы делали проект обессоливания воды мы закладывали соляную кислоту - ибо кальций и магний дают сульфаты - а они так "хорошо" растворяются в воде...
Поэтому даже производители рекомендуют солянку. Другое дело она парит. Т.е. уже тб рулит на этом плане.
Серную целесообразно применять там, где нет кальция и магния, либо где концентрация очень мала. В морской воде такое не прокатит.
Натрий не прокатит, так как Натрий хорошо вытеснит уран из смолы, но наоборот не очень получится. Смотрим ряд электроотрицательности ионов в растворе.
Уран водород вытеснит, натрий не сможет. Особенно если концентрация урана в воде будет очень низкая. Водород предпочтительнее. А натрий может еще не пойти, так как его концентрация в воде будет большой.

Сообщение отредактировал Superwad - 22.2.2017, 12:13
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Superwad
сообщение 22.2.2017, 12:16
Сообщение #11


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 421
Регистрация: 24.8.2016
Пользователь №: 34 367



Цитата(Syndroma @ 21.2.2017, 20:55) *
"Закисление океана" — это одна из больших пугалок "зелёных". Увеличение концентрации CO2 в атмосфере приводит к увеличению её и в океане, что в свою очередь увеличивает кислотность. А карбонаты в океане — это, помимо всего прочего, раковины моллюсков и кораллы.
https://en.wikipedia.org/wiki/Ocean_acidification

Знаю, знаю. Только углекислота стремиться перейти в карбонатные соли. А если будет чистая кислота, то будет идти процесс выделения его в атмосферу. Тут надо срочно засеивать водорослями для утилизации углекислоты в местах добычи урана smile.gif А еще, чтобы процесс шел веселее, надо добычу вести в самой горячей воде.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Didro
сообщение 22.2.2017, 21:38
Сообщение #12


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 941
Регистрация: 26.8.2011
Пользователь №: 33 445



QUOTE(Syndroma @ 21.2.2017, 20:55) *
"Закисление океана" — это одна из больших пугалок "зелёных". Увеличение концентрации CO2 в атмосфере приводит к увеличению её и в океане, что в свою очередь увеличивает кислотность. А карбонаты в океане — это, помимо всего прочего, раковины моллюсков и кораллы.
https://en.wikipedia.org/wiki/Ocean_acidification


Известняков куда больше.
Если уж закислять, что куда деть миллиарды тонн сероводорода в донном иле?
Да и упомянутое мной натрий-катионирование не кислит, а меняет уран на натрий.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Didro
сообщение 22.2.2017, 21:41
Сообщение #13


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 941
Регистрация: 26.8.2011
Пользователь №: 33 445



QUOTE(Superwad @ 22.2.2017, 12:12) *
Уран водород вытеснит, натрий не сможет. Особенно если концентрация урана в воде будет очень низкая. Водород предпочтительнее. А натрий может еще не пойти, так как его концентрация в воде будет большой.

Но все дело в концентрации, в смоле все равно будет существенное накопление, в последующей регенерации как раз в смоле натрием и вытеснят накопленный уран, в растворе которого получим лучше чем в традиционных месторождениях.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Superwad
сообщение 23.2.2017, 12:45
Сообщение #14


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 421
Регистрация: 24.8.2016
Пользователь №: 34 367



Цитата(Didro @ 22.2.2017, 21:41) *
Но все дело в концентрации, в смоле все равно будет существенное накопление, в последующей регенерации как раз в смоле натрием и вытеснят накопленный уран, в растворе которого получим лучше чем в традиционных месторождениях.

Для регенерации вопросов нет - натрий очень даже удобен, со свистом будет вытеснять уран.
А вот как в морской воде? Натрия в морской воде очень много, да и уран не очень охотно пойдет меняться на натрий. возможно вся проблема в этом, почему до сих пор процесс очень дорогой. На водороде, скорее всего, процесс пойдет веселее, так как урану вытеснить водород намного проще энергетически, чем вытеснить натрий.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
VBVB
сообщение 23.2.2017, 16:17
Сообщение #15


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 3 038
Регистрация: 16.3.2011
Из: Россия, Краснодар
Пользователь №: 32 291



QUOTE(Superwad @ 21.2.2017, 11:56) *
Все это класс, но есть одно НО.
Вы представляете сам процесс получения ионообменной смолой урановой соли?
...
Процесс получается сильно периодическим, до непрерывного не дотягивает. Да еще вопрос, как с ресурсом работы данной смолы в воде. Т.е. как поведет себя смола в реальных условия работы в промышленных масштабах. Ну, вообще то, успехов моим коллегам на этой ниве.

Совершенно верно.
Как химик-неорганик по базовой специальности тоже с трудом верю в возможность практического выделения урана ионообменными смолами из морской воды.
В свое время пришлось как то с год заниматься попытками практического концентрирования ионов металлов из природных минерализованных скважинных вод на ионнообменных смолах (десяток разных отечественных и импортных смол смол тестировали). Тот еще геморой оказался, хотя даже патент потом сделали.

Практически выходило, что в случае использования выдержки смолы в реальных водах с постоянной тряской на шейкере необходимое время для достижения равновесного коэффициента распределения по ионам 3-d металлов на уровне полусуток-суток. В случае проточного концентрирования через патрон с разными смолами выходило, что нужно пропускать за полчаса до двух-трех десятков литров раствора, чтобы практически иметь осмысленное выделение ионов металла в концентрате промывочном.

Одним словом, можно сделать по проблеме выделения урана из морской воды следующие выводы:
1. Принципиальное выделение урана из морской воды ионнообменными технологиями возможно и относительно технически несложно, но имеет высокую стоимость по куче составляющих процессов.
2. Возможно сконструировать специально оптимизированные ионно-обменные смолы именно селективные для выделения комплексов урана из морских вод. Цена таких смол ориентировочно будет больше на порядок-полтора обычных иононобменных смол.
3. Практическая стоимость выделения урана из морской воды может быть адекватно определена лишь по результатам серии практических экспериментов в реальной обстановке на реальной морской воде. Всякие версии лабораторных экспериментов на модельных растворах или варианты технохимических расчетов, основанных на умозрительных моделях ионообменного переноса и концентрирования, дадут заведомо заниженные цифры по стоимости выделения из морской воды.
4. Нужно разрабатывать комплексные методы выделения урана из морской воды основанные на ее обессоливании для получения питьевой/технической воды с выделением целевых продуктов урана, магния и калия из отходящих рассолов. Только так стоимость выделения урана из морской воды можно попытаться приблизить к цене уранового концентрата от метода подземного выщелачиания .

Сообщение отредактировал VBVB - 23.2.2017, 16:21


--------------------
"чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
Go to the top of the page
 
+Quote Post
VBVB
сообщение 23.2.2017, 16:35
Сообщение #16


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 3 038
Регистрация: 16.3.2011
Из: Россия, Краснодар
Пользователь №: 32 291



QUOTE(Superwad @ 20.2.2017, 18:24) *
Вообще, самая большая проблема в том, что ион селективные волокна захватывают слишком мало урана и ведет себя не так, как предполагали ранее. Осталось мелочь - синтезировать ионселективную смолу только для урана smile.gif

Если у кого-нибудь есть желание попытаться расчетным путем осуществить дизайн высокоселективной смолы для выделения комплексов урана из морской воды, то можно попытаться совместно эту проблему решить.
Есть приличный опыт расчета разных металлокомплексов актинидов (в том числе и уранила) в разном координационном окружении и принципиально понятно в каком направлении можно двигаться.


--------------------
"чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 24.2.2017, 3:03
Сообщение #17


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 340
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Поскольку тема добычи урана всё равно связана с опреснением и концентрацией рассола... вопрос такой: а при масштабном электродиализе нельзя ли воспользоваться разной скоростью диффузии у лёгких и тяжёлых ионов? Рассматривалось ли это?

Если сразу получить обогащение рассола по тяжёлым металлам (их в воде по-любому немного), то экономика добычи получит серьёзный выигрыш.

Дальше, конечно, вопросы количественные... но если, допустим, концентрация повышается в 20 раз, то и закисление после добычи снижается так же, и может вполне в итоге оказаться приемлимым.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
VBVB
сообщение 24.2.2017, 13:30
Сообщение #18


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 3 038
Регистрация: 16.3.2011
Из: Россия, Краснодар
Пользователь №: 32 291



QUOTE(Татарин @ 24.2.2017, 4:03) *
Поскольку тема добычи урана всё равно связана с опреснением и концентрацией рассола... вопрос такой: а при масштабном электродиализе нельзя ли воспользоваться разной скоростью диффузии у лёгких и тяжёлых ионов? Рассматривалось ли это?

Вопрос интересный.

Как то пару раз у знакомых электрохимиков, которые плотно проблемами электродиализной очистки и концентрирования разных растворов занимаются, спрашивал его.
Ответ был такой, что на акваионах металлов с обычными диапазонами атомных масс этот эффект невелик и большинстве ситуаций практического использования вроде как не имеет. Хотя они говорили, что акваионы/металлокомплексы свинца и ртути при электродиализе минерализованных вод можно так отделять.

Тут проблема сложная, поскольку реальный коэффициент диффузии иона в водном растворе отражает движение гидратированного металлокомплекса у которого координационное число, состав лигандов, число молекул воды в координационной оболочке и геометрия комплекса очень сильно могут отличаться при различных составах ионных сред и небольших изменениях температурах. В реальной морской воде уран ведь не в виде акваиона уранила находится, а в виде комбинации нескольких анионных гидроксокарбонатных аквакомплексов. Если осуществить сорбцию кучи ионов металлов из морской воды в анионообменную смолу, а потом соляной кислотой экстракт металлов вымывать, то в зависимости от условий промывки получим комбинацию хлоридных комплексов гидратированного иона уранила в куче хлороаквакомплексов других металлов 3d-элементов. И эту смесь опять надо разделять экстракционным или ионнообменным способом.

Сообщение отредактировал VBVB - 24.2.2017, 13:35


--------------------
"чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Didro
сообщение 24.2.2017, 13:44
Сообщение #19


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 941
Регистрация: 26.8.2011
Пользователь №: 33 445



QUOTE(Superwad @ 23.2.2017, 12:45) *
Для регенерации вопросов нет - натрий очень даже удобен, со свистом будет вытеснять уран.
А вот как в морской воде? Натрия в морской воде очень много, да и уран не очень охотно пойдет меняться на натрий. возможно вся проблема в этом, почему до сих пор процесс очень дорогой. На водороде, скорее всего, процесс пойдет веселее, так как урану вытеснить водород намного проще энергетически, чем вытеснить натрий.


Как раз обилие натрия дает основание для использования смолы уже им насыщенным, т.к. если брать свежую, то будет все тоже самое - натрий заместит водород и все тоже натрий-катионирование пойдет.
В смоле со временем пойдет накопление более тяжелых металлов, урана всяко более 1%, то значительно больше чем в месторождениях.
Вопрос только в длительности.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Didro
сообщение 24.2.2017, 13:45
Сообщение #20


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 941
Регистрация: 26.8.2011
Пользователь №: 33 445



QUOTE(Татарин @ 24.2.2017, 3:03) *
Поскольку тема добычи урана всё равно связана с опреснением и концентрацией рассола... вопрос такой: а при масштабном электродиализе нельзя ли воспользоваться разной скоростью диффузии у лёгких и тяжёлых ионов? Рассматривалось ли это?


При строительстве Крымской АЭС предварительное обессоливание до испарителей именно электродиализом.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post

3 страниц V   1 2 3 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 27.5.2017, 14:49
Rambler's Top100