عنوان اختراع: ترسيب نمك هاي اورانيل درمحيط هاي آبي با طراحي وساخت راكتور رسوبگيري زمينه فني: صنايع مشكل فني و اهداف: [در فراوري اورانيوم ، پس از انجام عمليات كانه آرايي، عمليات ليچينگ بر روي كانسنگ حاوي كاني هاي مذكور صورت گرفته و نهايتاً محلولي كه اصطلاحاً ليچ ليكور گفته مي شود بدست مي‌آيد. رسوب گيري از اين محلول داراي اهميت زيادي است، وعوامل تاثير گذار در فرايند رسوبي نمك هاي اورانيل عبارتند از: PH اسيد زني ، دما ، زمان ماند، زمان حرارت دهي، زمان اسيدزني وخنثي سازي، نسبت SO4/U ، سرعت ميكسر، خلوص مواد مصرفي، خلوص محلول رسوب گيري ، عيار محلول رسوب گيري ، PH نهايي، جنس راكتور رسوب گيري، جنس پايپينگ مواد ورودي وتانك ته نشيني رسوب . كنترل هر يك از عوامل رسوب گيري موجب خلوص محصول و مناسب بودن آن به منظور استفاده در مراحل بعدي چرخه مي شود. صرفنظر از مشخصات فني ارائه شده محصول در استانداردASTM C967 باتوجه به ناخالصي هاي محلول مورد استفاده ، هزينه هاي اقتصادي، ساده و پيچيده بودن قسمت عملياتي وشيميايي، روش رسوب گيري را متفاوت و اختصاصي مي كنند. در طراحي راكتور رسوبگيري اين پارامترها به گونه اي در نظر گرفته شده كه فرايند رسوبي كيك زرد، علاوه بر محصول با خلوص بالا،خوب فيلترشدن، ته نشيني راحت ، مواد اوليه در دسترس با مشخصه مطلوب كه دراينگ سريعي داشته باشد را تعميم دهد. به طور مثال در امريكاي شمالي، روش ترسيبي كه بيشتر رايج هست، استفاده از هيدروكسيد آمونيوم و در سال هاي اخير از محلول شيري MgO و رسوب پراكسيدي كه جانشين روش هاي قديمي شده است. موضوع اصلي مورد توجه در طراحي اين سيستم اين است كه ويژگي محصول نهايي را بهبود مي بخشد به گونه اي كه كنسانتره با خلوص بالا ومشخصات فيزيكي مطلوب،كريستال چگال ( dense ) كه شامل ناخالصي ها نباشد، به آساني فيلتر ، شسته و خشك شود. سپس كيك زرد براي حل در اسيد نيتريك به پالايشگاه فرستاده مي شود و به روش استخراج با حلال يا ساير روش هاي خالص سازي فراوري مي شود تا UF4 خالص بدست آيد واين محصول(نمك سبز) براي تهيه فلز اورانيوم بكار مي رود.. مزيت اين روش ترسيب نسبت به روش سيستم ترسيب آمونياكي و ديگر سيستم ها دراين است، با ابداع و بكارگيري اين سيستم جديد ترسيب همراه با ساخت راكتور جديد ، مراحل حذف CO2 ، مرحله زمان ماند ، مرحله خنثي سازي ، مرحله هسته زايي ، مرحله رشد بلور و مرحله تثبيت به صورت همزمان انجام مي شود . مهمترين مزيت اين سيستم در اين است كه سيستم به گونه اي طراحي شده كه از عامل رسوبي ، خنثي سازي و معرف حذف CO2 به صورت يك مرحله افزايشي استفاده نمي شود و تمام مراحل در درون خود محلول انجام و تمام واكنش ها در راكتور داخل محلول به صورت self- Reaction انجام مي شود. در سيستم ترسيب جديد از هيچ ماده شيمايي مانند اسيد و باز در فرايند رسوبي استفاده نمي شود وآلودگي محيطي ناشي ازمواد خصوصأ آمونياك حذف مي شود. به جاي مواد افزودني از هوا استفاده مي شود، مكانيسم عمل به گونه اي است كه مراحل حذف CO2 ، خنثي سازي، هسته زايي ورشد بلور همزمان انجام مي گيرد وكمپلكس ADU (كيك زرد)تشكيل مي شود. بدليل اينكه فرايند پير سازي در هوا به كندي رخ مي دهد و با افزودن دماي محلول، فرايند رسوبي تسهيل مي شود، اين رسوب به سادگي فيلتر مي شود و يون هاي مزاحم راجذب نمي كند. بنابراين كنسانتره محصول مطابق با استاندارد C967 ASTM داراي درجه خلوص و درصد بازيابي اورانيوم بسيار مطلوب است. در بكار گيري اين روش ترسيب ميتوان نشان داد كه انتقال مقياس آزمايشگاهي به صنعت بسيار ساده و صرفه اقتصادي زيادي دارد. همچنين در ايران اولين بار بصورت پيوسته نمك هاي اورانيل را مي توان به كمك اين روش ترسيب داد.

مروزه دو مبحث توليد انرژي و جلوگيري از اتمام منابع حياتي كره زمين از اهميت بالايي برخوردار هستند به صورتي كه تحقيقات فراواني بر روي منابع پاك توليد انرژي و همچنين بازيافت عناصر گرانبها به چرخه صنعت شده است. در اين اختراع براي اولين بار با استفاده از امواج مايكروويو(به عنوان منبع انرژي پر بازده) نانوكامپوزيت g-C3N4/SnO2 با استفاده از اوره به عنوان پيش ماده كربن نيتريد و روكش سيم مسي به عنوان پيش ماده قلع سنتز گرديد كه كاربردهاي فراواني در حوزه انرژي ، نفت و محيط زيست دارد. حذف گوگرد موجود در نفت خام يك مسئلة مهم در صنايع نفت و صنايع وابسته به آن است كه محصول حاضر توانايي حذف تركيبات گوگردي از فرآورده هاي نفتي را دارا است. علاوه بر مورد ذكر شده،سيستم طراحي شده براي سنتز نانوكامپوزيت ذكر شده به گونه اي است كه منجر به بازگشت فلز مس به زنجيره صنعت مي شود در اين تحقيق براي اولين بار صفحات گرافيتي كربن نيتريد به همراه نانوذرات اكسيد قلع از پيش ماده ارزان قيمت اوره و پسماند الكترونيك از طريق تابش مايكروويو به محلول تهيه شده اند. براي سنتز اين ماده مقادير مناسب سيم مسي روكش دار در اسيد هيدروكلريك حل گرديده و پس از خارج كردن سيم با افزودن محلول آمونياك به ظرف حاوي يون‌هاي قلع و اوره به عنوان سوخت و پيش ماده كربن نيتريد عمليات تابش مايكرويو به محلول تهيه شده انجام شد. پس از اتمام سنتز و شست و شوي پودر حاصل، نمونه ها در آون تحت دماي 180 درجه به مدت 48 ساعت حرارت داده شدند. در فرآيند گوگردزدايي، مقداري مشخص از پودر كربن نيتريد به همراه نانوذرات اكسيد قلع در 20 ميلي ليتر نفت خام به مدت 24 ساعت قرار داده شد و سپس پودر به كمك سانتريفيوژ 5000 دور بر دقيقه و مدت زمان 10 دقيقه از نفت جدا گرديد و درصد گوگرد نفت باقي مانده پس از عبور از فيلتر مورد آناليز قرار گرفت.

با توجه به معادلاتي كه در بالا آمده است. دستگاه مورد نظر به صورتي كه قابل استفاده و قابل مشاهده براي كاربر باشد طراحي و ساخته شده است. تست اين دستگاه نيز با موفقيت انجام شد كه به ميزان بالايي با معادلات و جواب هاي معادلات تطابق داشت. اين دستگاه براي سرعت چرخشي 3round/sec طراحي شده كه سرعت مناسبي براي مشاهده مي باشد. در عين حال فرض هاي ساده سازي شده را نيز زير پا نگذاشته است. در عين حال حداكثر دامنه ي دستگاه در حالت نقطه ي عمل 4 سانتي متر است كه فرض دامنه ي كم براي ساده سازي معادلات را ارضاي مي كند. فنرهاي استفاده شده از جنس استيل بوده و داراي سختي 60 مي باشند كه اندازه ي آن از روش هاي طراحي فنر در هندبوك ها استخراج شده است. از قابليت هاي اين دستگاه مي توان به قابليت تعويض فنرها و اضافه كردن جرم به آن نام برد كه در اين صورت مي توان سيستم را در حالات كاري ديگر نيز بررسي كرد. همان طور كه در شكل (2) مشاهده مي شود دستگاه از دو فركانس طبيعي مي گذرد كه دستگاه طراحي شده نيز تا درصد خوبي اين بي نهايت شدن در دو فركانس طبيعي را نشان مي دهد البته در حالت واقعي اين دامنه بي نهايت نمي شود و تنها تا مقدار زيادي بالا مي رود.