DE1928864A1

DE1928864A1 - Verfahren zum Gewinnen von Uran aus im Meerwasser geloesten Uran-Verbindungen

Info

Publication number: DE1928864A1
Application number: DE19691928864
Authority: DE
Inventors: Riedel Dr Hans-Juergen
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1969-06-06
Filing date: 1969-06-06
Publication date: 1970-12-17
Also published as: NL7008039A; BE751179A; JPS5013727B1; LU60993A1; FR2045891A1; GB1310415A; FR2045891B1; DE1928864B2; US3721533A

Description

Kernforschungsanlage Jülich Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Verfahren zum Gewinnen von Uran aus im Meerwasser gelösten Uran-Verbindungen,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Gewinnen von Uran aus im Meerwasser gelösten Uran-Verbindungen. Dabei liegt das Uran im allgemeinen in Tricarbonatkomplexen vor. Die Erfindung bezieht sicii daher insbesondere auf die Gewinnung von Uran, das in Tricarbonatkomplexen im Meerwasser gelöst vorliegt, wobei die Gewinnung durch Austausch von U0„ -Ionen, mit den Ionen eines lonenaustauscherstoffes erfolgt. Die Gewinnung des im Meerwasser gelösten Urans ist deshalb von Bedeutung, da das Uran in der vor].· ezeichneten Form in allen Ozeanen In einer Konzentration von 3,3/Ug/l bis zu Tiefen von 400 Metern vorkommt.

Es sind bereits mehrere Vorschläge bekannt geworden, im Meerwasser gelöstes Uran mittels Ionenaustauscherstoffen zu gewinnen. Als ionenaustauscher hat man dabei verschiedene organische und anorganische Stoffe verwendet. Davon haben sich Harzaus tauscher deshalb als ungeeignet erwiesen, weil sie wegen der Gegenwart des großen Überschusses anderer Ionen im Meerwasser nur eine geringe Selektivität für Uran aufweisen. Dabei zeigte sich, daW Koridonsa tiorisprodukte, die spezifische funktionell β Gruppen enthielten, bei einer¹ Kontaktzei fc von 36 bis 112 Tagen, eine Urariaufnahme von 1, y bis 1010 /ug/g ergaben. Da dieseti Ergebnis unbefriedigend war, hat man auch schon

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versucht, anorganische Stoffe wie basisches ZnCO oder Ti(OH)u zu verwenden. Zwar läßt sich das Uran von dem basischem Zinkcarbonat mittels Im Na CO -Lösung schnell und vollständig eluieren. Doch sind auch bei der Verwendung dieses Austauscherstoffes die Uranaufnahme und die erforderlichen Kontaktzeiten für die Anwendung in der Praxis ungünstig. Das gilt auch für die Verwendung von. Ti(QH). wobei hinzukommt, daß die Eluierung des Urans von dem Titanhydroxid auf Schwierigkeiten stößt. (Zu vergleichen : "Nature", MacMillan Ltd. London 1964, Band 203, Seite 1110).

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Gewinnen von Uran aus·dem Meerwasser mittels Ionenaustauscherstoffen zu schaffen, bei dem die Ausbeute innerhalb der für einen betrieblichen Verfahrensablauf in Frage kommenden Zeit so groß ist, daß die Gewinnung auf wirtschaftliche Weise durchführbar ist, wobei außerdem als Ionenaustauscher ein Stoff Verwendung finden soll, der im Handel zu niedrigen Preisen beziehbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem mittels einer Säure, wie HCl oder einer beliebigen Abfallsäure, angesäuerten Meerwasser, Ultramarinblau in einer solchen Menge zugegeben wird, daß das Verhältnis von Meerwasser zu Ultramarin etwa 100:1 beträgt und anschließend die Mischung mittels eines Rührwerks, vorzugsweise eines mechanischen Rührwerks, oder durch Luftdurchwirbelung bis zur Gleichgewichtseinstellung des Ionenaustausches durchmischt wird und daß nach dem Absitzen des Ulfcramarins in an sich bekannten Absitzbecken oder in an sich bekannten Durchlaufkolonnen das Meerwasser abgelassen und das Uran durch die Zugabe einer 1m Alkalicärbonatlösung zu dem Ultramarin eluiert wird. Wegen seiner Billigkeit hat es sich dabei als zweckmäßig erwiesen, synthetisches Ultramarin zu verwenden,

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Die Erfindung geht dabei davon aus, daß der Ionenaustausch an Ultramarin mit den im Ultramaringitter frei beweglichen Na -Ionen stattfindet. Ihr liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der im Meerwasser vorliegende große Na -Ionenüberschuß den Ionenaustausch mit UO Ionen nicht nur nicht behindert, daß es vielmehr sogar geboten ist, vor der Zugabe des Ultramarins zu dem Meerwasser, das Ultramarin mit 1m NaCl-Lösung vorzubehandeln, damit die im Gitter austauschfähigen Zentren mit Na Ionen besetzt sind. Die Vorbehandlung mit NaCl erfolgt dabei unter gelegentlichem Umrühren durch Eingabe von 1m NaCl in die Lösung.

Zweckmäßig wird das Ultramarin in einer Korngröße zugegeben,die kleiner als 0,2 mm ist. Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, das Meerwasser so anzusäuern, daß sein pH-wert etwa 5 beträgt, da wie sich herausgestellt hat, hierdurch eine besonders gute Austauschfähigkeit des Ultramarins für UO „ -Ionen aus dem Tricarbonatokomplex erzielt wird. Als Alkalicarbonatlösung wird zweckmäßig eine Na₂C0_-Lösung verwendet. Dabei beträgt das Verhältnis der Na_pCO_-Lösung zu Ultramarin zweckmäßig 50:1.

Ausführungsbeispiel '·

Es wurden 10g synthetisches Ultramarinblau mit einer Korngröße von < 0,2 mm in 100 ml 1 m NaCl unter gelegentlichem Umrühren eingegeben. Anschließend wurde das so vorbehandelte Austauschermaterial bei 110°C getrocknet.

In einer weiteren Verfahrensstufe wurde 1 1 Meerwasser, dessen Urangehalt als Tricarbonatokomplex auf 81,6 mg angereichert worden war, mit HNO so angesäuert, daß sich ein pH-Wert von 5 einstellte.

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In dieses Meerwasser wurde das vorbehandelte Ultramarin eingegeben und etwa 2 Stunden durch mechanisches Rühren mit dem Meerwasser in Kontakt gebracht. Dabei zeigte sich, das 52,6 $ des vorhandenen Urans an dem synthetischen Ultramarin adsorbiert worden waren. Nach Abfiltrieren des Ultramarins wurde dieses anschließend mit 11 1m Na„CO -Lösung durch mechanisches Rühren in Kontakt gebracht und auf diese Weise das Uran von dem Ultramarin eluiert. Es ergab sich, daß nach 2 Stunden 97 /^ und nach weiteren h Stunden 99 j 6 % des adsorbierten Urans eluiert worden waren.

Wurden die Verfahrensmaßnahmen an Meerwasser durchgeführt das nicht angereichert worden war, sondern nur Spurenkonzentrationen enthielt, so stieg die prozentuale Uranaufnahme. Wegen der Verlangsamung der Austauschkxnetik mußte jedoch die Kontaktzeit verlängert werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Gewinnen von Uran aus im Meerwasser gelösten Uran-Verbindungen. Insbesondere aus im Tricarbonatokomplex vorliegendem Uran durch Austausch von UOp -Ionen mit den Ionen eines Ionenaustauscherstoffes ,dadurch gekennzeichnet, daß das dem mittels einer Säure HCl oder dergleichen angesäuerten Meerwasser Ultramarinblau in einer solchen Menge zugegeben wird, daß das Verhältnis von Meerwasser zu Ultramarin etwa 100:1 beträgt und anschließend die Mischung mittels eines Rührwerks oder durch Luftdurchwirbelung bis zur Gleichgewichtseinstellung des lonenaustausches durchmischt wird und daß nach dem Absitzen des Ultramarins in an sich bekannten Absitzbecken oder in an sich bekannten Durchlaufkolonnen das Meerwasser abgelassen und das Uran durch die Zugabe einer 1 m Alkalicarbonatlösung zu dem Ultramarin eluiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 gekennz eich net durch die Verwendung von synthetischem Ultramarin.

3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch g e Kennzeichnet, daß das Ultramarin in einer Korngröße von <0,2 mm zugegeben wird.

K. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Meerwasser so angesäuert wird, das sein pH-Wert etwa 5 beträgt.

5· Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalicarbonatlösung eine CO„-Lösung verwendet wird.

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6. Verfahren nach Anspruch 5d.ad.urch ge kenn zeichnet, daU das Verhältnis der Na CO„-Lösun zu Ultramarin im Verhältnis von. 50:1 steht.

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