Влияние воды на эффективность сверхкритической CO2 экстракции урана из природных минералов

Abstract

Приведены экспериментальные данные по исследованию влияния воды на эффективность сверхкритической флюидной экстракции углекислым газом (СФЭ-CO2) комплексов урана из природных минералов при давлениях углекислого газа до 20,0 МПа и температурах до 45°С. Экспериментально показано, что зависимость эффективности экстракции от количества воды имеет пиковый характер, т.е. при определенных давлении и температуре эффективность экстракции максимальна. Определены условия, при которых достигается максимальная эффективность СФЭ-CO2 комплексов урана. Предложена двухуровневая модель для описания СФЭ - СО2 экстракции воды. Модель имеет хорошее качественное и количественное соответствие с экспериментальными данными. Предложена двойная двухуровневая модель для описания СФЭ - СО2 экстракции комплекса урана в присутствии воды. С использованием двойной модели аналитически описано наблюдаемое в эксперименте уменьшение эффективности экстракции комплекса урана с увеличением количества свободной воды. В рамках двойной модели подтверждено, что максимальная эффективность экстракции достигается для количества воды, полностью связанной комплексом урана, и соответствующего ее пределу растворимости в сверхкритическом СО2. Предложенные модели позволили оценить величины вероятностей индуцированных переходов в двухуровневых системах.

Keywords

• сверхкритический углекислый газ
• сверхкритическая экстракция
• уран
• вода
• трибутилфосфат
• двухуровневая система