AT209872B - Verfahren zur Gewinnung von Urankonzentraten - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Gewinnung von Urankonzentraten 
Zur Gewinnung der in den Rohphosphaten vorkommenden geringen Mengen Uran wurden bereits mehrere Verfahren vorgeschlagen. So ist es z. B. bekannt, dass das Uran aus den schwefel- sauren Aufschlusslösungen von Phosphaten mit
Hilfe von Estern der Phosphor- bzw. Pyrophos- phorsäure, die in Lösungsmitteln wie Benzin oder Petroleum gelöst sind, unter Komplex- bildung selektiv extrahiert werden kann. Andere bekannte Verfahren beruhen darauf, dass bei der
Ammonisierung von mittels Schwefelsäureauf- schluss gewonnener   sogenannter nasser"Phos-   phorsäure das Uran zusammen mit den Ver- unreinigungen abgeschieden wird. 



   Alle diese Verfahren lassen sich aber auf die
Gewinnung von Uran aus Salpetersäureauf- schlüssen von Rohphosphaten nicht mit Erfolg anwenden. 



   Es wurde nun gefunden, dass es überraschender- weise möglich ist, das Uran auch aus Salpetersäureaufschlüssen von Rohphosphaten auf einfache Weise in guter Ausbeute zu gewinnen, wenn man das Uran in der sauren Aufschlussmasse in die vierwertige Stufe überführt und mit den Alkalisalzen oder dem Ammoniumsalz des Nitroso-phenylhydroxylamins bei Temperaturen unter   150 C   fällt. 



   Ferner wurde gefunden, dass   derUran-Nitroso-   phenylhydroxylaminkomplex in einer Reihe von organischen Lösungsmitteln gut löslich ist. Auf dieser neuen Erkenntnis baut sich eine besonders bevorzugte Abtrennung des Komplexes aus der salpetersauren Aufschlussmasse auf. 



   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Gewinnung von Urankonzentraten aus salpetersauren Aufschlussmassen von Rohphosphaten durch Reduktion des Urans zur vierwertigen Stufe und anschliessende Fällung als Nitroso-phenylhydroxylaminKomplex, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fällung des Urans aus der salpetersauren Aufschlussmasse mit den Alkalisalzen oder dem Ammoniumsalz des Nitrosophenylhydroxylamins bei Temperaturen unterhalb   150 C,   vorzugsweise unter 0  C vorgenommen wird und der   Uran-Nitrosophenylhydroxylamin-Komplex   anschliessend als Niederschlag abgetrennt oder mit organischen Lösungsmitteln extrahiert wird.

   
Die Fällung des Urans mit den Alkalisalzen oder dem Ammoniumsalz des Nitrosophenyl- hydroxylamins kann trotz der aus wirtschaftlichen
Gründen meist hohen Salpetersäurekonzentration direkt aus der unverdünnten Aufschlussmasse erfolgen. Unerwarteterweise verläuft diese dabei so vollständig, dass auch in so geringen Konzen- trationen vorliegendes Uran, wie es bei Roh- phosphataufschlüssen der Fall ist, damit erfasst werden kann. 



   Da nur das vierwertige Uran mit den Salzen des Nitroso-phenylhydroxylamins gefällt werden kann, muss das Uran vor der Fällung in die vier- wertige Stufe übergeführt werden. Die Re- duktion kann mit Reduktionsmitteln wie bei- spielsweise Eisenspänen, Zinkgranalien oder auch
Natriumthiosulfat vorgenommen werden. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Reduktion unmittelbar vor der Fällung bei Temperaturen von unter 15  C, vorzugsweise unter 0  C er- wiesen, wobei insbesondere die Anwendung von Natriumdithionit   (NaOJ als   Reduktionsmittel zu empfehlen ist. 



   Es wurde ferner festgestellt, dass eine Vorneutralisation der sauren Aufschlussmasse beispielsweise mit Ammoniak bis zur Erreichung eines pH-Wertes von etwa 1, 4 das erfindungsgemässe Verfahren günstig beeinflusst, da auf diese Weise die Menge an Reduktionsmittel herabgesetzt werden kann. Verwendet man für diese Vorneutralisation gasförmiges Ammoniak, das mit Luft beispielsweise im Verhältnis   1 : 10   bis 1 : 50 verdünnt ist, so kann ein Mitfällen von Dicalciumphosphat während der Vorneutralisation weitgehend vermieden werden. Zweckmässigerweise soll während der   Vomeutralisation   für eine gute Durchmischung des Reaktionsgutes beispielsweise durch intensives Rühren, Sorge getragen werden. 



   Die für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens benötigte Menge an Salzen des Nitroso-phenylhydroxylamins hängt weitgehend von der Zusammensetzung des jeweiligen Rohphosphates ab und muss zweckmässigerweise in den einzelnen Fällen durch Versuche ermittelt werden. Allgemein ist festzuhalten, dass stets eine grössere Menge an Salz des Nitroso-phenylhydroxylamins eingesetzt werden muss, als zur 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
Fällung des in der   Auischlusslösung   vorhandenen Urans nötig wäre, da auch andere in der Lösung vorliegende Metallionen wie beispielsweise Eisen, Vanadin zum Teil ausgefällt werden, und daher ebenfalls Nitroso-phenylhydroxylamin verbrauchen.

   So müssen beispielsweise bei einem Pebblephosphat, das rund 160 g Uran pro Tonne enthält, etwa 0, 8 kg Alkali- oder Ammoniumsalz des Nitrosophenylhydroxylamins pro Tonne Rohphosphat zur Anwendung kommen, um eine 95%ige Uranausbeute zu erzielen. 



   Die Abtrennung des durch die Nitrosophenylhydroxylamin-Behandlung entstandenen Niederschlages kann häufig durch einfache Filtration vorgenommen werden. Manche Rohphosphate enthalten jedoch Verunreinigungen, beispielsweise Ton, die den Filtrationsvorgang störend beeinflussen. In solchen Fällen ist die Anwendung eines Filterhilfsmittels, beispielsweise von Glaswolle, angezeigt. Die Schwierigkeiten bei der Filtration können aber gänzlich umgangen werden, wenn man erfindungsgemäss den UranNitrosophenylydroxylamin-Komplex mit Hilfe von organischen Lösungsmitteln wie beispielsweise Petroleum, Benzol, Xylol, Toluol, Äther oder Trichloräthylen extrahiert. Diese Verfahrensvariante ist besonders zu empfehlen, da sie gleichzeitig eine weitere Reinigung bzw. 



  Anreicherung des Urans mit sich bringt. 



   Der durch Filtration von der salpetersauren Aufschlussmasse abgetrennte Niederschlag stellt ein Urankonzentrat dar, das ohne Schwierigkeit nach einem der bekannten Verfahren, beispielsweise durch Verglühen zu Uran weiterverarbeitet werden kann. Das nach Extraktion in organischer Phase vorliegende Uran kann ebenfalls in einfacher Weise, beispielsweise durch Reextraktion mit starken Säuren in der Wärme und Fällung als Hydroxyd, gewonnen werden. 



   Es ist jedoch auch möglich, einen erheblichen Anteil des Nitrosophenylhydroxylamins auf einfache Weise zurückzugewinnen, wenn man den Uran-Komplex, gleichgültig ob er als Niederschlag oder in organischer Phase vorliegt, vor der Weiterverarbeitung mit alkalischen Mitteln wie NaOH, KOH oder   NHg   unter Luftabschluss zerlegt. Nach Abtrennung des dabei als Hydroxyd anfallenden Urans kann die als Filtrat erhaltene wässerige Lösung des entsprechenden Nitroso-   phenylhydroxylaminsalzes   direkt für eine neuerliche Uranfällung eingesetzt werden. 



   Der von Uran befreite salpetersaure Phosphat-   aufschluss   kann nach üblichen Verfahren auf Düngemittel weiterverarbeitet werden. 



   Das Ammoniumsalz des Nitroso-phenylhydroxylamins (Cupferron) wurde bisher lediglich für die analytische Bestimmung von Schwermetallen u. a. auch von Uran verwendet. Es war 
 EMI2.1 
 unter den erfindungsgemässen Bedingungen zur   grosstechnischen Fällung von Uran aus salpetersauren Aufschlusslösungen eignet, die bei einer   extrem niederen Urankonzentration aus wirtschaftlichen Gründen eine hohe   Säure- und   Fremdstoffkonzentration aufweisen, wie sie in der analytischen Chemie niemals vorkommt. 



   Beispiel 1: 100kg rohes Pebblephosphat mit   32, 2% P20s-Gehalt   und 0, 016% Uran wurden in einem Behälter mit 2201   45%iger HN03   bei   600 C   während 1 Stunde unter Rühren aufgeschlossen. Nach Abtrennen des Ungelösten wurde die Aufschlusslösung auf   00 C   abgekühlt und das Uran mit Natriumdithionit zur vierwertigen Stufe reduziert. Da das vorliegende Eisen dabei mitreduziert wird, konnte der Verlauf des Prozesses mit Hilfe der Berliner-Blaureaktion genau verfolgt werden. Darauf wurde die Lösung unter intensivem Rühren mit 271   3% iger   wässeriger Lösung des Ammoniumsalzes des Nitrosophenylhydroxylamins versetzt, wobei ein brauner voluminöser Niederschlag ausfiel. Etwa 40 min nach der Fällung wurde der Niederschlag filtriert und mit etwas Wasser nachgewaschen. 



   Der erhaltene Niederschlag stellt ein Gemisch aus dem Nitroso-phenylhydroxylamin-Komplex des Urans und dem eines Teiles der in der salpetersauren Lösung vorliegenden andern Metalle, wie Aluminium, Vanadin u. dgl., dar. Er enthielt über 96% der im Phosphat vorliegenden Uranmenge in sehr stark konzentrierter Form (etwa   15% Uran).   
 EMI2.2 
 Salpetersäure aufgeschlossen. Nach Abtrennung der unlöslichen Anteile durch Filtration wurde die erhaltene klare Lösung bei Raumtemperatur mit   NH3-Luft-Gemisch   im Verhältnis l : 50 unter lebhaftem Rühren sehr vorsichtig unter Vermei- 
 EMI2.3 
 
4 vorneutraIisiert,dithionit bis zum Verschwinden der BerlinerblauReaktion reduziert.

   Anschliessend wurden unter intensivem Rühren 271   3% ige   wässerige Lösung des Ammoniumsalzes desNitroso-phenylhydroxylamins zugesetzt und damit das gesamte Uran und ein Teil der andern in der   Aufschlusslösung   vorliegenden Metallionen gefällt. Nach 40 bis 50 min wurde der Niederschlag aus der Mutterlauge im Gegenstrom mit Petroleum bei einer Temperatur von 5 bis   100 C   extrahiert, wobei der Urankomplex quantitativ in die organische Phase überging. 



   Das Uran wurde nun aus der organischen Phase durch Reextraktion mit starker Salpetersäure in der Wärme und durch Fällung als Hydroxyd gewonnen. Die Ausbeute lag bei 94-97%. Die praktisch uranfreie salpetersaure Phosphatlösung wurde auf Düngemittel weiterverarbeitet. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Gewinnung von Urankonzentraten aus salpetersauren Aufschlussmassen von Rohphosphaten durch Reduktion des Urans zur vierwertigen Stufe und anschliessende Fällung <Desc/Clms Page number 3> als Nitroso-phenylhydroxylamin-Komplex, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällung des Urans aus der salpetersauren Aufschlussmasse gegebenenfalls nach Vorneutralisation bis zu einem pH-Wert von etwa 1, 4, mit dem Ammoniumsalz oder den Alkalisalzen des Nitroso-phenylhydroxylamins bei Temperaturen unterhalb 15O C, vorzugsweise unter 0 C, vorgenommen wird und der Uran-Cupferronkomplex anschliessend als Niederschlag abgetrennt oder mit organischen Lösungsmitteln extrahiert wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorneutralisation der salpetersauren Aufschlussmasse durch Einleiten von mit Luft verdünntem Ammoniak vorgenommen wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen l und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das in der gegebenenfalls vorneutralisierten salpetersauren Aufschlussmasse vorliegende Uran unmittelbar vor der Cupferronfällung bei Temperaturen unterhalb 150 C, vorzugsweise unter 0 C zur vierwertigen Stufe reduziert wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Reduktionsmittel Natriumdithionit verwendet wird.