Экономичность процессов ионного обмена, как уже указывалось, в значительной степени зависит от их аппаратурного оформления. Успешное внедрение непрерывного бесфильтрационно-сорбционного способа, разработанного Б. Н. Ласкориным, во многом обусловлено удачным аппаратурным оформлением. Это был большой шаг вперед по сравнению с распространенной ранее технологией, использующей сорбционные колонны периодического действия типа «фильтров», «контейнерный способ», колонны с псевдосжиженным («кипящим») слоем сорбента, колонны типа «Инфилко» и др.

Однако инженерная мысль идет вперед и предлагает ряд новых конструкций с учетом разнообразия и специфики объектов гидрометаллургической переработки. В СССР разрабатывают так называемые пульсационные колонны с распределительными тарелками типа КРИМЗ, которые в некоторых случаях обеспечивают (для пульп средней плотности и быстрых процессов) большую удельную производительность при существенно меньшей загрузке смолы и меньшем объеме аппаратов. Кроме того, они не имеют дренажных сеток, что упрощает их эксплуатацию.

       Для переработки концентрированных растворов и регенерации (десорбции) смол предложены и на ряде предприятий действуют пневмопульсационные колонны со сплошным слоем ионита. Это так называемые колонны КНСПР с напорным столбом ионита (рис. 60). Предложены барабанно-шнековые транспортные пульсационные колонны ПСК-Т со взвешенным слоем сорбента и распределительными тарелками КРИМЗ. Колонны КНСПР применяют даже в тех условиях, когда плотности смолы и пульпы почти равны; Однако их недостаток в необходимости использования труднодоступной дренажной системы, расположенной под слоем ионита. ПСК-Т проще в обслуживании, требуют меньшей загрузки ионита, но для их хорошей работы необходимо значительное различие плотности пульпы и смолы, т. е. требуется, чтобы сорбент тонул или всплывал в растворе. Конечно, ПСК-Т пригодны для переработки лишь относительно жидких пульп, что также представляет собой существенный недостаток.

Таким образом, основная тенденция развития оборудования для ионообменной технологии урана - это разработка аппаратов непрерывного действия типа пачуков, а также колонн со сплошным слоем сорбента и пульсационных колонн различных типов со взвешенным слоем ионита и специальной насадкой.

Развитие ионообменных процессов явилось важным этапом прогрессивного развития технологии урана. Применение таких процессов представляет собой первое отступление от обычных чисто гидрометаллургических методов, основанных, как правило, на осадительной технологии.

Преимущества ионообменного метода перед всеми вариантами ранее применявшейся осадительной технологии бесспорны: большая степень концентрирования урана, например с 0,1 до 15—20 и даже 30—40 г/л; чистота регенерата и, следовательно, селективность по отношению к урану, позволяющая получить богатые и чистые урановые химические концентраты; возможность применения для переработки пульп, что дает огромный технологический и экономический эффект. Таким образом, в целом имеется высокоэкономичный метод, который позволяет получать продукт высокого качества с использованием незначительного количества промежуточных операций.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. От чего зависит емкость и степень насыщения ионообменной смолы?
2. Поясните конкурирующее действие анионов при ионообменной сорбции урана из растворов (сернокислых, карбонатных).
3. Укажите влияние основных факторов на ионообменную сорбцию урана из растворов.
4. Охарактеризуйте поведение основных примесей при сорбционном методе их переработки.
5. Дайте примеры аппаратурного оформления ионообменных процессов извлечения урана. В каких конкретных случаях целесообразно применение того или иного типа аппарата?
6. Что такое «сорбционное выщелачивание»? Сущность оказываемого им эффекта и его влияние на научно-экономические показатели процесса.
7. Охарактеризуйте непрерывный бесфильтрационный способ сорбционного извлечения урана из пульп.