湿法磷酸提铀(extraction of uranitlm from wetprocess phosphoric acid)

从含铀湿法磷酸生产过程中副产回收铀的过程。含铀的磷酸盐矿用硫酸分解制取磷酸时，矿石中的铀有70％～90％和磷同时溶出，过滤除去硫酸钙后，可获得含铀的磷酸溶液。含铀的磷酸盐矿是铀的重要资源，现已查明世界含铀的磷酸盐矿的铀储量达5～10Mt。世界上从含铀湿法磷酸生产过程中副产回收的铀占铀总产量的5％。

早在20世纪40年代末，美国布洛克森化学公司(Blockson chemical company，BCC)和道屋化学公司(Dow Chemical Co)研究用还原沉淀和溶剂萃取从含铀的湿法磷酸溶液中副产回收铀的方法。60年代末，美国又研究成功用两步萃取制取核纯三碳酸铀酰铵(AuC)的方法。中国在60年代初开始研究湿法磷酸提铀的方法，70年代初两步萃取法投入工业生产。此外，许多国家还研究了用离子交换法及液膜萃取法从含铀的磷酸溶液中回收铀的方法。

两步萃取法 主要包括磷酸预处理、第一步萃取、第二步萃取三个环节，最终制得核纯Auc产品。湿法磷酸提铀的原则流程见图。

磷酸预处理首先将湿法磷酸的温度由328～333K冷却至303K。在冷却过程中，湿法磷酸中的CaSO4、Na2SiF6因过饱和而沉淀析出，并与磷酸中夹杂的固体颗粒一起在澄清槽中沉降。为使固体沉降完全，需往澄清槽内加入少量絮凝剂(见絮凝)。过滤后的滤液流过活性炭吸附柱，除去磷酸中的腐植酸类有机物。经过预处理得到的澄清液可作为溶剂萃取的水相料液，其中含P2O5约30％，含铀0．1～0．5g／L，杂质离子主要是铁、铝、钼、硫酸根和氟等。

第一步萃取 磷酸和铀酰离子有很强的络合能力，能与有机相中的铀萃合物竞争，使铀的分配比降低。单独使用中性或酸性磷酸酯萃取剂都不能有效地萃取铀，而改用它们的混合物时，由于有协同萃取效应，而获得好的萃取效果。工业上主要由二一(2一乙基己基)磷酸(D2EHPA)和三正辛基氧膦(TOPO)混合物及煤油组成的有机相。也有用辛苯基磷酸酯(OPAP)、辛基焦磷酸(OPPA)作萃取剂的。当用D2EHPA一TOPO时，只能萃取六价铀，而湿法磷酸中的铀主要呈四价状态，需加入氧化剂使四价铀氧化成六价状态。

经过预处理的湿法磷酸溶液，用0．5mol／L D2EHPA和0．125mol／L TOPO的煤油有机相，用4～6级?昆合澄清器逆流萃取时，铀萃取率为90％～95。载铀有机相用含Fe²⁺ 15～30g／L，的8mol／L磷酸进行三级逆流反萃取，由于二价铁离子将有机相中的六价铀还原成四价铀，使铀进入反萃取液中。反萃取液中的铀浓度为10g／L左右。

第二步萃取 为了得到高纯铀产品，反萃取液用过氧化氢或氯酸钠将四价铀再氧化成六价铀，然后用0．3mol／L D2EHPA和0．075mol／L TOPO的煤油有机相进行第二次萃取。载铀有机相用293～298K温度的水进行三段洗涤除去杂质，特别是洗去夹带的P2O5。洗涤后的载铀有机相，用碳酸铵溶液反萃取，然后结晶制成碳酸铀酰铵产品，从湿法磷酸提取铀的总回收率为89％～91％。

                                                                                                      工业磷酸(P2O5  30%)

离子交换 为解决溶剂萃取过程中产生的乳化、有机溶剂夹带损失等问题，及从未澄清的磷酸中回收铀，人们正在研究用离子交换从湿法磷酸中提取铀的方法。经过试验的有采用在不同的D2EHPA与TOPO摩尔比的溶剂中浸渍过的球状含溶剂树脂和含氨基膦酸功能基团的大孔聚苯乙烯一二乙烯苯共聚物螯合离子交换树脂。螯合离子交换树脂能吸附四价和六价铀离子，并可直接从333K温度的浓磷酸溶液中吸附铀，从而节省磷酸预处理费用。

液膜萃取 美国埃克森(EXXON)公司发明并发展的液膜萃取法(见膜分离)，已应用于从湿法磷酸中提铀。液膜由D2EHPA—TOPO和稀释剂组成，内相由常规的反萃取剂组成，并加表面活性剂形成乳状液。液膜萃取用的磷酸料液不需冷却，也不必除去可溶性有机物，萃取过程中产生的乳化块只有溶剂萃取法的1／4～1／5。