DE1295534B - Verfahren zur Trennung von Uran und Thorium aus einer diese Stoffe enthaltenden Loesung - Google Patents

Verfahren zur Trennung von Uran und Thorium aus einer diese Stoffe enthaltenden Loesung

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DE1295534B
DE1295534B DEC35056A DEC0035056A DE1295534B DE 1295534 B DE1295534 B DE 1295534B DE C35056 A DEC35056 A DE C35056A DE C0035056 A DEC0035056 A DE C0035056A DE 1295534 B DE1295534 B DE 1295534B
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Description

1 2
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur ist sehr schwierig und erfordert große Mengen von Trennung von Uran und Thorium aus wäßrigen Lösun- Salpetersäure, gen von Uranyl- und Thoriumnitrat. Mit dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung
Es ist bereits bekannt, unter Verwendung von werden diese Nachteile vermieden. Es können auch organischen Lösungsmitteln, ζ. B. Tributylphosphat, 5 bei Anwesenheit anderer Salze wäßrige Lösungen von Uranyl- und Thoriumnitrat aus wäßrigen Lösungen Uranyl- und Thoriumnitrat behandelt werden, in zu trennen, die im allgemeinen nicht mehr als 2% denen die Mengen von Uran und Thorium alle mög-Thoriumnitrat, bezogen auf Urannitrat, enthalten. liehen Werte haben können; das Verfahren ist ins-
Bei diesen bekannten Verfahren ist es üblich, die besondere interessant, wenn das Verhältnis von Trennung unter Durchführung der folgenden Arbeits- io Thorium, bezogen auf Uran, in den Nitratlösungen gänge vorzunehmen. über 2 % liegt.
Bei einem Verfahren zum Trennen von Uran und
— Extraktion des in die organische Phase über- Thorium aus wäßrigen Lösungen von Uranylnitrat gehenden Urans mit Tributylphosphat, und Thoriumnitrat durch Extraktion mit einem in „r , j . , π, .. . T.. 15 einem organischen Medium gelösten Lösungsmittel,
— Waschen der organischen Phase mit einer Losung wie Tribu\ lph hat! besteht die Erfindung darin, von Salpetersaure oder Uranylnitrat oder reinem daß m£m £» unmöglichst gesättigte omanische Wasser, mit der aus der organischen Phase alle phage entwed ^ ^J Salpetersäurelösung oder Verunreinigungen, darunter das Thorium wieder ^ Salpetersäure angesäuerten Uranylnitratherausgezogen werden die bei der ersten Extrak- ao j w ^ zur K fexbild mit T*horium tion aufgenommen wurden, fähige Ionen in geringen Mengen enthält. Die Menge
— Behandlung der organischen Restphase mit ent- der zugesetzten Ionen wird dabei so bemessen, daß das härtetem oder destilliertem Wasser, wobei sich Thorium gebunden, die Menge des in der Lösung voreine wäßrige Lösung von kernreinem Uranylnitrat, handenen Urans jedoch nicht vermindert wird.
d. h. mit einem für Kernreaktionen geeigneten 25 Die Erfindung sieht ferner vor, der Uranylnitrat-Reinheitsgrad, ergibt. lösung als zur Komplexbildung mit Thorium fähige
Ionen Sulfat-, Phosphat-, Oxalat- oder Fluoridionen
Es ist ferner bekannt, Lösungen von Uran- und zuzusetzen. Gemäß einem weiteren Merkmal der Er-Thoriumnitrat, die mehr als 2% Thorium enthalten, findung erfolgt der Zusatz der Ionen in Mengen zu behandeln. In diesem Fall muß man den Gehalt der 30 zwischen etwa 50 und 100 mg/1. Lösung an Thoriumnitrat auf einen ausreichend ge- Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Salpeterringen Wert bringen, um die obenerwähnte Behänd- säure-Waschlösung eine Normalität von etwa 2 η hat. lung durchführen zu können. Hierzu fällt man ent- Verwendet man als Waschlösung eine mit Salpeterweder den größeren Teil des Thoriumnitrats in Form säure angesäuerte Uranylnitratlösung, so beträgt von Thoriumsalzen, z. B. des Sulfates oder Oxalates, 35 deren Normalität erfindungsgemäß etwa 0,5 n. aus, die bei Anwesenheit von Uranylnitrat unlöslich An Hand der Zeichnung, auf der schematisch die
sind, oder aber man extrahiert zunächst den größeren einzelnen Stufen dargestellt sind, wird das Verfahren Teil des Urans und geringe Mengen nur des Thoriums, im folgenden näher erläutert.
wobei die Extraktion mit Hilfe eines organischen Die erwähnten wäßrigen Nitratlösungen werden in
Lösungsmittels vorgenommen werden kann. 40 der Weise hergestellt, daß man konzentrierte Salpeter-
Es ist klar, daß beide Behandlungen kostspielig sind, säure auf Mineralien, z. B. Thorianit oder Uran-
da sie beträchtliche Investitionen erfordern und große thorianit, einwirken läßt. Die so erhaltenen Lösungen, Mengen an Reaktionsmitteln und Energie benötigen. die man meist als »Konzentrate« bezeichnet, enthalten Bei der erstgenannten Behandlung muß man zwischen 25 und 150 g Uran und zwischen 300 und
zunächst durch Filtration den Thoriumniederschlag 45 100 g Thorium pro Liter.
abtrennen und dann waschen, worauf er, um das Was die Extraktion mit Tributylphosphat anbelangt,
Thorium abzutrennen, weiterbehandelt werden muß; ist festzustellen, daß die Anwesenheit von Thoriumim zweitgenannten Fall muß man (in Hinblick auf die nitrat die Extraktion des Urannitrats, das in die oben beschriebene Extraktionsbehandlung) das ge- organische Phase übergeht, die das Tributylphosphat samte Urannitrat, das in der organischen Phase gelöst 50 enthält, unterstützt. Je größer die Konzentration der ist, in die wäßrige Phase überführen, wobei das Tho- wäßrigen Phase an Thoriumnitrat ist, desto besser ist rium mitgeführt wird. Dies erfordert die Verwendung infolgedessen die Extraktion des Urannitrates durch großer Mengen von Wasser, das man wiederum durch die organische Phase.
Verdampfen konzentrieren muß, wenn man die Hand- Es sei erwähnt, daß andere Nitrate, z. B. Aluminium-
habung großer Mengen der wäßrigen Phase vermeiden 55 nitrat und die Nitrate der Alkalimetalle ebenso wie will. Dies kann auch dadurch erfolgen, daß man das Salpetersäure selbst, wenn man sie den erwähnten Uranat aus der wäßrigen Phase ausfällt und es in Hin- Konzentraten zusetzt, ebenfalls die Extraktion des blick auf die Extraktionsphase darauf wieder löst. Urannitrats verbessern können. Die anderen Nitrate Es sind auch andere Verfahren zur Trennung von sind jedoch weniger interessant, da sie in sehr reiner Uran und Thorium bekanntgeworden, die im wesent- 60 Form nicht im Handel sind.
liehen darin bestehen, das gesamte Thorium, das in den Die Konzentration an Tributylphosphat der Exwäßrigen Ausgangslösungen enthalten ist, in Form traktionslösung liegt im allgemeinen zwischen 10 und des Phosphates oder Sulfates vor der Extraktion des 45%. Der Grad der Extraktion dieser Lösungen von Urans mit Hilfe einer Lösung von Tributylphosphat Tributylphosphat vergrößert sich mit ihrer Konzenauszufällen. Diese Verfahren sind insofern nachteilig, 65 tration, während sich ihre Selektivität mit abnehmenals ein nicht vernachlässigbarer Teil von Uran mit den der Konzentration vergrößert.
Sulfat- oder Phosphationen reagiert und infolgedessen Wenn man stark konzentrierte wäßrige Lösungen
in der wäßrigen Phase verbleibt; die Wiedergewinnung von Uranylnitrat behandeln muß, benutzt man Lö-
3 4
sungen von Tributylphosphat mit verhältnismäßig in die wäßrige Phase über, während das Uran infolge
hoher Konzentration. Ist dagegen die Konzentration der Anwesenheit der Salpetersäure oder des Uranyl-
der Lösungen an Uranylnitrat gering, so wird man nitrats in der Waschlösung in der organischen Phase
Lösungsmittel benutzen, deren Konzentration an verbleibt. Selbst bei Abwesenheit von mit Thorium
Tributylphosphat weniger hoch ist, um eine bessere 5 Komplexe bildenden Ionen erhält man schon eine
Selektivität und ein größeres Volumen der organischen bemerkenswerte, jedoch veränderliche Reinigung der
Phase und infolgedessen einen besseren Kontakt organischen Phase. Die Mengen an Thorium, die in
zwischen der organischen Phase und der wäßrigen der organischen Phase verbleiben, können manchmal
Phase zu haben. bis unter 100 Teile pro Million (ppm), bezogen auf
Es ist im allgemeinen schwierig, Extraktionslösungen io Uran, absinken; häufig erreicht man Werte von meh-
mit sehr hoher Konzentration an Tributylphosphat reren hundert Teilen pro Million, bezogen auf Uran,
zu benutzen, insbesondere im Hinblick auf die Ver- und man kann in diesem Fall das erzeugte Uran nicht
größerung der Viskosität. mehr als kernrein bezeichnen (der Ausdruck kernrein
Die Konzentration an Tributylphosphat der Ex- entspricht im allgemeinen einem Gehalt an Thorium
traktionslösung wird somit in Abhängigkeit von der 15 oder anderen Verunreinigungen von 50 oder 100 ppm,
Konzentration an Urannitrat der zu behandelnden bezogen auf Uran). Es scheint, daß diese Restmengen
wäßrigen Lösung bestimmt. an Thorium in der organischen Phase verbleiben, weil
Die anderen Faktoren, die die Extraktion beein- das Tributylphosphat teilweise durch die Salpetersäure
flüssen, insbesondere die Zahl der Behandlungsstufen, hydrolisiert wird, wobei sich geringe Mengen von
werden in gleicher Weise vom Fachmann für jeden 20 Dibutylphosphat und Monobutylphosphat bilden, die
einzelnen Fall festgelegt. Man erhält, was die Extrak- die Restmengen an Thorium komplex binden. Die
tion von Uran anbelangt, Ausbeuten, die oberhalb komplexbildenden Ionen, die oben erwähnt wurden,
99,9 % liegen. haben eine sehr große Affinität zum Thorium. Infolge
Die organischen Phasen aus dieser Extraktion der Anwesenheit dieser Ionen in der Waschlösung
weisen eine Konzentration an Uran auf, die in der 25 gemäß vorliegender Erfindung ist es somit möglich,
Nähe der Sättigung liegt, wobei der Gehalt an Tho- das Thorium von seinen organischen Komplex-
riumnitrat unterhalb 0,5%, bezogen auf den Uran- verbindungen mit Dibutyl- und Tributylphosphat zu
gehalt, liegt. lösen und stabilere Komplexe zu bilden, die in die
Bei der zweiten Verfahrensstufe gemäß der Erfin- wäßrige Phase übergehen. Man könnte auch die
dung unterwirft man die organische Phase, die man in 30 Mengen der komplexbildenden Ionen, die in der
der oben beschriebenen Weise erhalten hat, einer Waschlösung vorhanden sind, vergrößern, jedoch liefe
Wäsche mit einer wäßrigen Lösung von Salpetersäure man dann Gefahr, einen Teil des Urans, das in der
oder mit durch Salpetersäure angesäuertem Uranyl- organischen Phase enthalten ist, komplex zu binden,
nitrat. Die Waschlösung enthält weiterhin zur Korn- was zur Folge hätte, daß zunächst einmal die orga-
plexbildung mit Thorium neigende Ionen in derartig 35 nische Lösung weniger Uran enthielte und daß zum
geringen Mengen, daß diese Konzentration der or- anderen Thorium aus der wäßrigen Phase wieder in
ganischen Phase an Uran nicht vermindert wird, die organische Phase überginge,
wobei die Konzentration ebenfalls soweit wie möglich Auf dem Schema ist mit A die wäßrige Ausgangs-
an der Sättigungsgrenze liegt. Die erwähnten komplex- phase bezeichnet, die die Uranyl- und Thoriumnitrate
bildenden Ionen können Sulfationen, Phosphationen, 40 enthält. Diese wäßrige Phase wird bei B, womit
Oxalationen und Fluoridionen sein. schematisch eine Extraktionseinrichtung bezeichnet
Benutzt man als Waschlösung Salpetersäure, so ist, die z. B. aus Batterien von Dekantiergefäßen
beträgt seine Normalität meist etwa 2 η aus Gründen besteht, der Extraktion durch Tributylphosphat unter-
der Wirtschaftlichkeit. Man könnte jedoch auch höher worfen, so daß einerseits eine organische Phase, die
konzentrierte Lösungen, beispielsweise 4 bis 5 n-Lösun- 45 mit C bezeichnet ist und deren Konzentration an Uran
gen benutzen. sehr nahe der Sättigung liegt (die Konzentration an
Im Gegensatz dazu setzt man, wenn als Wasch- Thorium ist unterhalb 0,5%» bezogen auf Uran) und
lösung Uranylnitrat dient, häufig die Konzentration andererseits eine wäßrige Phase entsteht, die sozusagen
an Uranylnitrat auf einen Wert von ungefähr 125 g/l das gesamte Thoriumnitrat und Spuren von Uranyl-
fest, wobei die Normalität an Salpetersäure etwa 0,5 η 50 nitrat enthält; diese wäßrige Phase ist auf dem Schema
beträgt; dieser Wert hat in zahlreichen Fällen gute mit K bezeichnet.
Ergebnisse ergeben. Die organische Phase C wird in einer Wascheinrich-
Bei Verwendung von Waschlösungen auf der Basis tung, die z. B. aus Mischscheidern und Dekantiervon Uranylnitrat hat sich die Anwesenheit von SaI- gefäßen besteht und mit D bezeichnet ist, gewaschen, petersäure als notwendig erwiesen, um Ausfällungen 55 um das restliche Thoriumnitrat herauszulösen; dies an der Berührungsfläche von organischer und wäßriger geschieht mittels einer wäßrigen Lösung von Salpeter-Phase zu vermeiden, wo auch mechanische Übergänge säure und/oder Uranylnitrat, die mit Thorium zur von Tropfen von einer Phase in die andere auftreten Komplexbildung neigende Ionen, wie oben erwähnt, könnten. in geringen Mengen enthält.
Der Gehalt der Waschlösung an komplexbildenden 60 Benutzt man eine Uranylnitrat enthaltende Waschionen liegt im allgemeinen zwischen 50 und 100 mg/1 lösung, so ist es wirtschaftlich, einen Teil des verLösung; mit derartigen Werten hat man sehr gute fahrensgemäß erhaltenen Uranylnitrats zu verwenden, Ergebnisse erzielt. das man im Kreislauf führt.
Die Arbeitsweise der Waschlösung läßt sich wie Am Ausgang der Einrichtung D erhält man einerseits
folgt erklären: Sobald man die organische Phase, die 65 eine organische Phase, die nur noch Uranylnitrat
praktisch an Uran gesättigt ist und geringe Mengen enthält (Bezugszeichen E) und andererseits eine wäß-
Thorium enthält, mit der Waschlösung in Berührung rige Waschlösung /, in die das restliche Thoriumnitrat
bringt, geht das Thorium von der organischen Phase übergegangen ist, das aus der organischen Phase C
herausgezogen wurde, sowie eine gewisse Menge von aus der organischen Phase kommenden Uranylnitrats.
Die wäßrige Phase J wird im Kreislauf geführt und in die Einrichtung B mit der Lösung A gegeben, während die organische Phase Ein eine Reextraktionsanlage P geleitet wird, die mit destilliertem oder enthärtetem warmem Wasser beaufschlagt wird, wodurch die Reextraktion begünstigt wird; am Ausgang derselben erhält man einerseits eine wäßrige Lösung C von Uranylnitrat, das kernrein ist, und andererseits 10 Setzung gewaschen: die Lösung von Tributylphosphat, die man erneut für eine neue Extraktion in den Kreislauf gibt, nachdem sie gegebenenfalls mit Karbonat gewaschen wurde, um die Zerfallstoffe des Tributylphosphats, d. h. Dibutylphosphats und Monobutylphosphats, das sich 15 gebildet hat, herauszunehmen. Auf diese Weise wurde das Uranylnitrat erhalten; im folgenden wird erläutert, wie man das Thorium aus der wäßrigen Phase K gewinnt.
In einer Extraktionseinrichtung L, die aus Einrichtungen, wie z. B. Mischern und Dekantiergefäßen besteht, behandelt man die wäßrige Phase K mittels Tributylphosphat, wobei man eine organische PhaseM, die das Thoriumnitrat und das Uranylnitrat enthält, das in der Phase K enthalten war, sowie eine wäßrige Phase P erhält, die insbesondere Salpetersäure sowie die Verunreinigungen aus A und die komplexbildenden Ionen, die aus der Waschbehandlung in der Einrichtung D stammen und die Salpetersäure enthält, die in der Waschlösung enthalten war, die in der Vorrichtung D benutzt wurde.
Die wäßrige Phase P kann verworfen werden, während die organische Phase M in einer Einrichtung, z. B. einer Extraktionseinrichtung N, die aus Trenn- und Mischbatterien besteht, einer Behandlung mit enthärtetem Wasser unterworfen wird, so daß eine wäßrige Lösung O von Thoriumnitraten und restlichem Uranylnitrat entsteht.
Durch Verdampfen und Kristallisieren trennt man Man behandelt diese Lösung mit Tributylphosphat, das mit »White Sprit« auf 33 Volumprozent verdünnt ist, in einer Batterie mit acht Misch- und Dekantiergefäßen. Nach der Extraktion des gesamten Urans der wäßrigen Uranyl- und Thoriumnitratlösung wird die so erhaltene organische Phase, die 135 g Uran pro Liter enthält, in einer Batterie mit fünf Misch- und Dekantiergefäßen behandelt und im Gegenstrom mittels einer wäßrigen Lösung folgender Zusammen-
Dichte 1,175
Säuregrad 2 n-Salpetersäure
Gehalt an Uran 80 g/l
Schwefelsäure 100 mg/1
dabei ist das Volumenverhältnis von wäßriger und organischer Phase ungefähr 0,20.
Man extrahiert dann bei 6O0C mit enthärtetem Wasser die gewaschene organische Phase und erhält eine Lösung von Uranylnitrat mit sehr hoher Reinheit und folgenden Eigenschaften:
Dichte 1,120
Säuregrad 0,05 n-Salpetersäure
Gehalt an Uran 85 g/l
Gehalt an Thorium 0,8 mg/1
Die anderen Elemente sind in Spuren vorhanden, und zwar in Mengen unterhalb der Empfindlichkeitsgrenzen spektrographischer Verfahren.
35 Ausführungsbeispiel 2
Bei der industriellen Herstellung von Uran- und Thoriumsalzen großer Reinheit, ausgehend von Uranschließlich das Uranylnitrat von dem Thoriumnitrat 40 Thorianiterzen, die vorher getrocknet und gemahlen und erhält Thoriumnitratkristalle von großer Reinheit. wurden, löst man diese beim Siedepunkt in Salpeter-
Das restliche Uranylnitrat wird im Kreislauf geführt und der wäßrigen Phase A zugegeben.
Ausführungsbeispiel 1
Bei der Behandlung eines Uranerzes mit Salpetersäure erhält man nach Abfiltrierung der unlöslichen Bestandteile die folgende Lösung:
Dichte 1,528
Säuregrad 1,30 n-Salpetersäure
Gehalt an
Uran 100 g/l
Thorium 165 g/l
Blei 7,15 g/l
Eisen 10,3 g/l
Phosphaten 7,5 g/l (als P2O5)
Siliziumdioxyd 300 mg/1
Sulfaten 600 mg/1 (als SO3)
Oxyden von Seltenen
Erden 500 mg/1
säure auf und erhält nach Abfiltrieren der unlöslichen Bestandteile der Säurebehandlung eine unreine Lösung von Nitraten, die 40 bis 50 g Uran pro Liter, 150 bis 250 g Thorium pro Liter sowie zahlreiche Verunreinigungen, wie Eisen, Blei, Radium, Seltene Erden usw., enthält.
Man unterwirft diese Lösung unter gleichen Bedingungen den Trenn- und Reinigungsbehandlungen für das Uran, wie sie im Beispiel 1 beschrieben wurden.
Die wäßrige Lösung der Nitrate, der das Uran
entzogen wurde und die das gesamte Thoriumnitrat enthält (wäßrige Phase K), wird nun einer Extraktion mit Tributylphosphat unterworfen, das auf 45 Volumprozent mit Dodekan verdünnt ist, wobei das Volumenverhältnis von organischer zu wäßriger Phase gleich 1,8 ist.
Nach Extraktion mittels Wasser (in der Vorrichtung N) mit einem Volumenverhältnis der beiden Phasen von ungefähr 1, wird die reine Thoriumnitratlösung durch Verdampfen und Kristallisieren aufkonzentriert. Man erhält durch Abschleudern sehr reine Thoriumnitratkristalle.
Man erhält also unter sehr wirtschaftlichen Bedingungen Uranyl- und Thoriumnitrate von einer Reinheit, die den Anforderungen der Kernindustrie entspricht, wie sich aus den beiden folgenden Analysen ergibt, die Durchschnittswerte beinhalten:
I. Urannitrat
»kernrein«
Element
Ag
B .
Cr
Cu
Fe
P .
Mn
Mo
Ni .
Si .,
Th .
Menge
in ppm
<5
<2
<20
<5
<5
<5
<5
<20
<50
II. Thoriumnitrat kristallisiert
Element
B
Cr
Cu
Fe
Mn
Ni
P
Si
U
Oxyde von Seltenen Erden
Menge in ppm
<5 <5 <30 <5 <5 <5
<50
15
Ausführungsbeispiel 3
Bei der Behandlung eines Uranerzes erhält man bei der Abfiltration der unlöslichen Bestandteile nach Behandlung mit Salpetersäure die folgende Lösung:
Dichte
Freie Säure
1,590
1,25 n-Salpetersäure
30
35
Gehalt an
Uran 57,8 g/l
Thorium 251,3 g/l
Blei 10,2 g/l
Eisen 5,5 g/l
Phosphaten 229 mg/1 (als P2O8)
Siliziumdioxyd <10 mg/1 (als SiO2)
Sulfaten <10 mg/1 (als SO3)
Oxyden von Seltenen
Erden 3,9 g/l
Man behandelt diese Lösung mit Hilfe von White Sprit auf 27,5 Volumprozent verdünntem Tributylphosphat in einer Batterie mit acht Misch- und Dekantiergefäßen. Nach der Extraktion des gesamten Urans der wäßrigen Uranylnitrat- und Thoriumnitratlösung wird die organische Lösung, die 112 g/l Uran enthält, einer Waschung im Gegenstrom in einer Batterie mit sechs Misch- und Dekantiergefäßen bei einem Volumenverhältnis der wäßrigen und organischen Phase von 0,35 mittels der folgenden wäßrigen Lösung unterworfen:
Lösung von Uranylnitrat von sehr großer Reinheit mit folgenden Eigenschaften:
Dichte 1,120
Säuregrad 0,10 n-Salpetersäure
Gehalt an Uran 65 g/l
Gehalt an Thorium 1,6 mg/1
Alle anderen Elemente sind in Spuren in Mengen ίο unterhalb der Empfindlichkeitsgrenzen spektralanalytischer Methoden vorhanden.
Die anfängliche wäßrige Phase, die das gesamte Thorium enthält, hat nach Extraktion des Urans folgende-Zusammensetzung:
Dichte 1,480
Säuregrad 1,55 n-Salpetersäure
Gehalt an
ao Uran 57 mg/1
Thorium 218 g/l
Blei 9,1 g/l
Eisen 4,8 g/l
Phosphaten 200 mg/1
Siliziumdioxyd <10 mg/1 (als PgO5)
Sulfaten <10 mg/1 (als SO3)
Oxyden von Seltenen
Erden 3,4 mg/1
55
Dichte 1,192
Säuregrad 3,50 n-Salpetersäure
Uran 55 g/l
Phosphorsäure 50 mg/1
Man extrahiert bei 65° C mit enthärtetem Wasser die gewaschene organische Phase und erhält eine Aus dieser Lösung kann man ohne Schwierigkeiten das Thorium mit bekannten oben beschriebenen Methoden gewinnen.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Trennen von Uran und Thorium aus wäßrigen Lösungen von Uranylnitrat und Thoriumnitrat durch Extraktion mit einem in einem organischen Medium gelösten Lösungsmittel, wie Tributylphosphat, dadurch gekennzeichnet, daß man die an Uran möglichst gesättigte organische Phase entweder mit einer Salpetersäurelösung oder mit einer mit Salpetersäure angesäuerten Uranylnitratlösung wäscht, die zur Komplexbildung mit Thorium fähige Ionen in geringen Mengen enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Komplexbildung mit Thorium fähigen Ionen Sulfat-, Phosphat-, Oxalat- und Fluoridionen sind.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Komplexbildung mit Thorium fähigen Ionen in Mengen zwischen etwa 50 und 100 mg/1 zugesetzt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Salpetersäure-Waschlösung eine Normalität von etwa 2 η hat.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Salpetersäure angesäuerte Uranylnitrat-Waschlösung eine Normalität von etwa 0,5 η hat.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909 521/524
DEC35056A 1964-02-14 1965-02-10 Verfahren zur Trennung von Uran und Thorium aus einer diese Stoffe enthaltenden Loesung Withdrawn DE1295534B (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3835213A (en) * 1971-10-01 1974-09-10 Canadian Patents Dev Co-extraction and separate recovery of uranium and thorium from acid solutions
DE2617968C3 (de) * 1976-04-24 1980-05-22 Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich Verfahren zur Aufarbeitung von bei der Herstellung von Brenn- und/oder Brutstoffen für Kernreaktoren anfallender Ammoniumnitratlösung
JP6172100B2 (ja) * 2014-09-25 2017-08-02 住友金属鉱山株式会社 スカンジウムの回収方法
CN111549242A (zh) * 2020-04-24 2020-08-18 核工业北京化工冶金研究院 一种碱渣浸出液的铀纯化方法
CN112456559A (zh) * 2020-11-20 2021-03-09 中核北方核燃料元件有限公司 一种由uf6直接制备uo2(no3)2溶液的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2897046A (en) * 1951-10-16 1959-07-28 Edward G Bohlmann Separation of thorium from uranium by extraction
US2943923A (en) * 1958-02-10 1960-07-05 Ca Atomic Energy Ltd Processing of nitrate solutions containing thorium and uranium 233

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

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Publication number Publication date
LU47967A1 (de) 1965-04-12
GB1095761A (en) 1967-12-20
NL6501819A (de) 1965-08-16
SE315579B (de) 1969-10-06
US3360346A (en) 1967-12-26
CH442257A (fr) 1967-08-31
IL22937A (en) 1969-02-27
FR1393560A (fr) 1965-03-26
BE659339A (de) 1965-05-28
ES309190A1 (es) 1965-06-16
JPS4942566B1 (de) 1974-11-15

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