نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مجید حاجی حسینی ¹
• محمدرضا پورجاوید ¹
• احسان ذوالفنون ¹
• سید رضا یوسفی ¹
• محمد رضایی ¹
• سارا طبیب زاده دزفولی ¹
• حمزه حسین پور ²
• توران ربیعی سامانی ²

¹ پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران- ایران

² مرکز تکنولوژی هسته‌ای اصفهان، شرکت فاتسا، کدپستی: 81664111، اصفهان - ایران

چکیده

به منظور فروشویی قلیایی اورانیم از پسماند جامد، از محلول حاوی کربنات استفاده می‌­شود. زمان، دما و سرعت هم­‌زدن (پارامترهای مستقل) و غلظت کل کربنات، نسبت کربنات به بی­کربنات و نسبت حجم شوینده مایع به وزن پسماند جامد (L/S) (پارامترهای وابسته) از جمله پارامترهای مؤثر در فرایند فروشویی هستند. بهینه‌­سازی پارامترهای مستقل به شیوه یک متغیر در زمان (OVAT) انجام گرفت و پارامترهای وابسته نیز با کمک نرم‌­افزار MINITAB و با استفاده از روش طراحی آزمایش مختلط مرکزی در وجه (FCCD) به صورت هم­‌زمان بررسی شدند. پودر پسماند جامد توسط EDAX، SEM و XRD آنالیز گردید و آنالیز عنصری نمونه­‌ها نیز پس از انحلال کامل توسط ICP-OES صورت پذیرفت. مدت زمان 5_/0 ساعت، سرعت چرخش هم‌زن 150 دور بر دقیقه، دمای اتاق، غلظت‌­های 09_/0، 01_/0 و 1_/0 مولار (به ترتیب) برای کربنات و بی­کربنات سدیم و کل کربنات، همراه با نسبت‌­های 9_/1 و 20 (به ترتیب) برای نسبت کربنات سدیم به بی‌کربنات سدیم و L/S شرایط بهینه بودند. تکرارپذیری فروشویی پسماند جامد با انجام 4 آزمایش بررسی و مقادیر 2±2_/94 و 6_/1±15_/4 به ترتیب برای متوسط درصد لیچ و جامد باقی‌مانده به­‌دست آمدند. متوسط عیار اورانیم نیز 02_/0±09_/2 بود.

کلیدواژه‌ها

• اورانیم
• فروشویی قلیایی
• طراحی آزمایش

عنوان مقاله [English]

Optimization of uranium alkaline leaching from the solid waste sample containing high fluoride and nitrate by response surface methodology experimental design

نویسندگان [English]

• M. Haji Hosseini ¹
• M.R. Pourjavid ¹
• E. Zolfonoun ¹
• S.R. Yousefi ¹
• M. Rezaee ¹
• S. Tabibzadeh Dezfouli ¹
• H. Hoseinpoor ²
• T. Rabiei Samani ²

¹ Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box:11365-8486, Tehran-Iran

² Isfahan Nuclear Technology Center, Fatsa Company, Postal Code: 81664111, Isfahan - Iran

چکیده [English]

Carbonate solution is used for the alkaline leaching of uranium from solid waste. Time, temperature, stirring speed (independent parameters) and total carbonate concentration, carbonate to bicarbonate ratio, and the ratio of liquid eluent volume to solid waste weight (L/S) (dependent parameters) are effective parameters in the leaching process. Independent parameters were optimized using the one variant at time (OVAT) method and the dependent parameters were evaluated simultaneously with the use of MINITAB software and using the face central composite design (FCCD) method. The solid waste powder was analyzed by EDAX, SEM, and XRD, and elemental analysis of samples was performed by ICP-OES after complete dissolution. Duration time of 0.5 hours, the stirrer rotation speed of 150 rpm, room temperature, concentrations of 0.09, 0.01, and 0.1 M for sodium carbonate, bicarbonate, and total carbonate, respectively, with a ratio of 9.1 and 20 for the ratio of sodium carbonate to sodium bicarbonate and L/S, respectively, were optimal conditions. Reproducibility of solid waste leaching was obtained by performing 4 experiments and the values of 94.2±2 and 4.15±1.6 were obtained for the average percentage of leach and solid residue, respectively. The average uranium grade was 2.09±0.02.

کلیدواژه‌ها [English]

• Uranium
• Alkaline leaching
• Experimental design