DE1118769B

DE1118769B - Verfahren zur Gewinnung von Uran in Form seiner Verbindungen

Info

Publication number: DE1118769B
Application number: DEG27994A
Authority: DE
Inventors: Clifford J Lewis; James L Drobnick
Original assignee: General Mills Inc
Current assignee: General Mills Inc
Priority date: 1958-09-22
Filing date: 1959-09-19
Publication date: 1961-12-07
Also published as: GB884611A; FR1236310A; US3156524A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

G 27994 IVa/12n

ANMELDETAG: 19. SEPTEMBER 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 7. DEZEMBER 1961

Es ist bekannt, Uran aus seinen Erzen mit einer wäßrigen Säurelösung, z. B. Schwefelsäure, auszulaugen, um eine Lösung herzustellen, die Uran in Form von Uranverbindungen enthält. Es ist weiterhin bekannt, die Uranverbindungen aus dieser Lösung mit einer nicht wäßrigen Aminlösung zu extrahieren und diese aus der organischen Phase mittels einer wäßrigen Lösung zu eluieren. Das gewöhnlich in derartigen Erzen neben Uran vorliegende Molybdän gelangt gleichfalls in die Säurelösung und von dieser in den Aminextrakt. Hierbei bildet das Molybdän mit dem Amin einen Komplex, der unlöslich ist und an der Trennungslinie zwischen dem Amin und der wäßrigen Lösung, mit der die Uranverbindungen aus dem Aminextrakt entfernt werden, auftritt. Die Anwesenheit bringt zwar das Verfahren nicht vollständig zum Stillstand, doch müssen diese Feststoffe entweder während des Verfahrenszyklus entfernt werden, oder sie sind verloren. Bei der Entfernung dieser Feststoffe innerhalb des Zyklus geht zudem ein Teil des Amins verloren, wodurch erhöhte Kosten entstehen.

Es wurde nun gefunden, daß das Auftreten des unlöslichen Molybdän-Ämin-Komplexes dann verhindert werden kann und diese Trennlinien-Feststoffe nicht im Aminextrakt erscheinen, wenn man dafür sorgt, daß das Molybdän in Form des Molybdats vorliegt. Hierdurch kann das Verfahren wirksam und rationell durchgeführt werden.

Bei der Auslaugung des Erzes mit einer starken Mineralsäure, ζ. Β. Schwefel- oder Salzsäure (wegen ihres geringen Preises wird Schwefelsäure bevorzugt), werden hauptsächlich Uran-, Molybdän-, Eisen- und Aluminiumverbindungen gelöst. Nach der Flüssigkeits-Flüssigkeits-Extraktion der Säurelösung mit einem Amin liegen in dem Extrakt Uran- und Molybdänverbindungen vor. Statt wie bisher diesen Extrakt direkt mit einer wäßrigen Lösung in Kontakt zu bringen, die gewöhnlich aus mit Schwefelsäure angesäuertem Natriumchlorid besteht, wodurch sich Uranverbindungen leicht aus der organischen Phase eluieren lassen, und das Molybdän aus diesen Aminreagenzien durch eine wäßrige Natriumcarbonatlösung zu entfernen, behandelt man nach der Erfindung den Aminextrakt mit einem Oxydationsmittel, um das Molybdän in der mit dem Amin keine unlöslichen Komplexe bildenden Molybdatform zu halten. Hierdurch umgeht man die bisherige, Nachteile bringende Technik, einen kleinen Teil der uranfreien organischen Phase durch eine Natriumcarbonatlösung zu leiten, die das Molybdän entfernt, der darauf zur Rückführung in das Verfahren mit dem Hauptstrom des Reagenzes vereinigt wird.

Verfahren zur Gewinnung von Uran
in Form seiner Verbindungen

Anmelder:

General Mills Inc.,
Minneapolis, Minn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Beil und A. Hoeppener, Rechtsanwälte,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. September 1958 (Nr. 762 424)

Clifford J. Lewis, Lakewood, CoL,

und James L. Drobnick, Golden, Col. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

Für die Zwecke der Erfindung kann eine Vielzahl von Oxydationsmitteln verwendet werden. Ein wirksames und wenig kostspieliges Mittel ist wäßriges Wasserstoffperoxyd. Das uranhaltige Aminreagenz kann mit einer verdünnten wäßrigen Wasserstoffperoxydlösung, z. B. einer etwa 1,5 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxyd enthaltenden Lösung, gewaschen werden. Diese wäßrige Waschlösung aus Wasserstoffperoxyd kann wiedergewonnen und mit frischem Wasserstoffperoxyd wieder verwendet werden, wobei die Lösung ständig etwa bei dieser Konzentration gehalten wird.

Nachdem das uranhaltige Aminreagenz von Uran befreit ist, kann es mit einem nur kleinen Teil der organischen Phase, der zur Entfernung des Molybdäns abgenommen wird, wieder dem Verfahren zugeführt werden. Im allgemeinen dienen diesem Zweck 20 Volumprozent des zurückgeführten Aminreagenzes oder weniger. Es ergab sich, daß 5 Volumprozent des zurückgeführten Aminreagenzes wirksam genug sind, um den Molybdängehalt für zahlreiche Zyklen niedrig genug zu halten. Im allgemeinen werden jedoch Mengen von etwa 10 Volumprozent bevorzugt.

Es ergab sich, daß das Verfahren in der. Praxis

am wirksamsten so durchgeführt wird, daß eine Mehrstufenextraktion und -eluierung durchgeführt und im allgemeinen nach dem Gegenstromprinzip gearbeitet wird.

109 748/323

1 11 δ 769

Beispiel

In diesem Beispiel wurde eine Flüssigkeit mit der folgenden Zusammensetzung verwendet:

U_SO_S 1,85 g,l

Mo 0,058 g'i

Elektromotorische Kraft 400 Millivolt

PH-Wert 1,2

Das verwendete Amin war ein tertiäres Alkylamin, in dem die Alkylreste aus geradkettigen Kohlenwasserstoffresten mit hauptsächlich 8 und 10 C-Atomen und einem kleineren Anteil an Alkylresten mit 12 C-Atomen bestanden. Diese Alkylreste leiteten sich von den gemischten C₈-, C₁₀- und C₁₂-Säuren des Kokosöls ab. Das Aminreagenz bestand zu 87,5 Gewichtsteilen aus Kerosin, 10 Gewichtsteilen aus Diisobutylketon und 2,5 Gewichtsteilen aus dem erwähnten tertiären Alkylamin. Die Extraktion wurde in fünf Stufen mit einem Volumenverhältnis von organischem Extraktionsmittel zur sauren Auslaugflüssigkeit von 1:3, die Wasserstoffperoxydwäsche des uranhaltigen Aminreagenzes in zwei Stufen mit einer l,5gewichtsprozentigen Wasserstoffperoxydlösung, die einen (mit Schwefelsäure eingestellten) p_H-Wert von 1,0 aufwies, und die Entfernung der Uranverbindungen in drei Stufen mit einer lmolaren Natriumchloridlösung, die mit Schwefelsäure auf einen p_H-Wert von 1,0 eingestellt wurde, durchgeführt. Die Entfernung der Uranverbindungen wurde mit einem Volumenverhältnis von Aminreagenz zu Eluierungsmittel von 4:1 betrieben. Das Verfahren wurde während einer Reihe von Zyklen kontinuierlich betrieben; 20 Volumprozent des uranfreien Aminreagenzes wurden abgenommen und das Molybdän daraus entfernt, wodurch der Molybdängehalt der organischen Phase auf einem Minimum gehalten wurde. Zu dieser Entfernung diente eine lOgewichtsprozentige wäßrige Natriumcarbonatlösung. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

I	II	III	IV
Anzahl			H₂ Oa-Verbrauch
Arbeitszyklen des organischen	U₃O₈ in der uran freien Lösung	Mo im Trialkylamin	je Zyklus (kg H₂ O₂ je kg TJ₃ O₈ in der
Reagenzes			Beschickungs-
	(g/l)	(g/l)	fliissigkeit)
1	0,026	0,251	0,043
2	—	0,412	0,048
3	0,051	0,512	0,095
4	0,048	0,562	0,087
5	0,026	0,602	0,026
6	0,028	—	0,045
7	0,023	0,772	0,052
8	0,009	0,782	0,044
9	0,023	0,837	0,033
10	—	—	0,040
11	—	0,716	0,037
12	—	—	0,034

Die Zahlen in Spalte II zeigen, daß die Wasserstoffperoxydwäsche die Eigenschaften des U₃O₈ im Hinblick auf seine Entfernung aus der organischen Lösung nicht wesentlich verändert. Ohne die Wasserstoffperoxydwäsche könnte das Verfahren bei mehr als 0,4 g/l Mo im Aminreagenz nicht durchgeführt werden, ohne daß sich eine unlösliche dritte Phase bildete. Die Zahlen der Spalte II geben an, daß bei Anwendung einer Wasserstoffperoxydwäsche die Mo-Konzentration auf mehr als 0,8 g/l ansteigen kann, ohne daß sich die dritte Phase bildet.

Der aus Spalte IV ersichtliche geringe Wasserstoffperoxydverbrauch " zeigt, daß das Verfahren auch industriell angewendet werdea kann, ohne daß sich die Gewinnungskosten des U₃O₈ wesentlich erhöhen.

Nach dem Beispiel wurde zur Eluierung des Urans eine Natriumchloridlösung verwendet; andere anorganische Salze, wie Natriumsulfat, Natriumnitrat und die entsprechenden Kalium- und Ammoniumsalze, können jedoch ebenfalls verwendet werden. Diese Lösungen sind im allgemeinen sauer. Sie können sogar so sauer sein, daß sich der p_H-Wert 0 nähert.

Vom Standpunkt der Rentabilität und der Leichtigkeit der Handhabung her gesehen, ist Wasserstoffperoxyd das bevorzugte Oxydationsmittel; andere Oxydationsreagenzien, wie Natriumchlorat, Ammoniumpersulfat und Chlor, können jedoch auch verwendet werden.

Das Entfernen des Molybdäns aus dem abgenommenen Teil des Aminreagenzes wird vorzugsweise mittels der Natriumcarbonatlösung erreicht. Jede alkalische Lösung jedoch, deren p_H-Wert über 7 liegt, kann ebenfalls verwendet werden. Derartige Lösungen können die der Alkalimetallhydroxyde oder -carbonate oder Erdalkalimetallhydroxyde sein; wichtig ist lediglich ihr hoher p_H-Wert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Gewinnung von Uran in Form seiner Uranverbindungen aus einer Molybdän enthaltenden Uransalzlösung, Extraktion der U- und Mo-Verbindung mit Hilfe eines Amins und Eluierung der U-Verbindung aus der organischen Phase, dadurch gekennzeichnet, daß man die in der organischen Phase enthaltene Mo-Verbindung durch Zusatz eines Oxydationsmittels in der Molybdatform hält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Oxydationsmittel Wasserstoffperoxyd verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Chem. Centralblatt, 1957, S. 6562: »Uranerzuntersuchungen« von Smith und Dull.