DE2051299B2 - Verfahren zum abtrennen radioaktiver beimenungen aus zirkonoxid - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ao Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, kennzeichnet, daß man die kolloidale Suspension ein durch Säurebehandlung oder durch partielle des Zirkonoxidhydrats in der Aufschlämmung Chlorierung oder durch ein anderes geeignetes Verdes Zirkonoxids erzeugt. fahren aus Baddeleyit gewonnenes Zirkonoxid auf

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- einfache und wirksame Weise von radioaktiven Beikennzeichnet, daß man in einer wäßrigen Auf- 25 mengungen zu befreien oder zumindest deren Gehalt lösung von Zirkonoxid 0,2 bis 5 Gewichtsprozent, so zu verringern, daß eine unbeschränkte Verarbeibezogen auf Zirkonoxid, eines wasserlöslichen tungsmöglichkeit gegeben ist. Es wird insbesondere Zirkonsalzes auflöst, sodann Ammoniak in zur angestrebt, die Radioaktivität des Zirkonoxids auf Ausfällung des gelösten Zirkonsalzes aus Zirkon- einen Wert von < 2000 pC/g zu erniedrigen,
oxidhydrat ausreichenden Mengen zusetzt, an- 30 Erfindungsgemäß gelingt dies überraschenderweise schließend 15 bis 30 Minuten auf erhöhte Tem- dadurch, daß man eine wäßrige Aufschlämmung des peraturen, vorzugsweise 60 bis 100⁰C, erhitzt, Zirkonoxids mit einer kolloidalen Suspension von danach etwa gleiche Volumenteile konzentrierter Zirkonoxidhydrat in einer Menge von 0,1 bis 2 GeSalz- und Salpetersäure zusetzt, bis ein pH-Wert wichtsprozent Zirkonoxidhydrat, bezogen auf zu rei- < 3 erreicht ist, danach gegebenenfalls bei er- 35 nigendes Zirkonoxid, bei einem pH-Wert < 3 verhöhten Temperaturen, vorzugsweise bei 60 bis setzt, das Gemisch gegebenenfalls bei erhöhten Tem-100⁰C, 2 bis 10 Stunden rührt und sodann das peraturen, vorzugsweise bei 60 bis 100⁰C, 2 bis Zirkonoxid durch gegebenenfalls mehrmaliges 10 Stunden rührt und sodann das Zirkonoxid durch Absitzenlassen und Dekantieren und anschließen- gegebenenfalls mehrmaliges Absitzenlassen und Dedes Trocknen wiedergewinnt. 40 kantieren und anschließendes Trocknen wieder-

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gewinnt.

gekennzeichnet, daß man als lösliches Zirkonsalz Man kann dabei in einer bevorzugten Aus-

Zirkonoxichlorid oder Zirkonylnitrat verwendet. führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die

kolloidale Suspension von Zirkonoxidhydrat in situ 45 erzeugen.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist deshalb dadurch gekennzeichnet, daß man in einer wäßrigen Auflösung von Zirkonoxid 0,2 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ab- 50 Zirkonoxid, eines wasserlöslichen Zirkonsalzes auftrennen radioaktiver Beimengungen aus durch Säure- löst, sodann Ammoniak in zur Ausfällung des gebehandlung oder durch eine partielle Chlorierung aus lösten Zirkonsalzes aus Zirkonoxidhydrat ausreichengemahlenem Baddeleyit gewonnenem Zirkonoxid.■- den Mengen zusetzt, anschließend 15 bis 30 Minuten Aus der französischen Patentschrift 1557167 ist ₅, auf erhphte Temperaturen, vorzugsweise 60 bis ein Verfahren zur Aufarbeitung von Baddeleyit durch 55 100° C, orhitzt; danach etwa'gleiche Volumteile kon-Behandeln mit Salzsäure bei erhöhter Temperatur zentrierter Salz- und Salpetersäure zusetzt, bis ein bekannt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß pH-Wert < 3 erreicht ist, danach gegebenenfalls bei man Baddeleyit einer mittleren Teilchengröße von erhöhten Temperaturen, vorzugsweise bei 60 bis weniger als 0,1 mm bei Temperaturen oberhalb 80° C 100° C, 2 bis 10 Stunden rührt und sodann das Zirmit Salzsäure, welche mindestens 120 g HCl/1 und 60 konoxid durch gegebenenfalls mehrmaliges Absitzenzusätzlich 1 bis 30 g/l Fluordionen, 10 bis 50 gA lassen und Dekantieren und anschließendes Trocknen ΐ$ S0₄-Ionen und gegebenenfalls 2 bis 20 g/1 NO₈- wiedergewinnt. >i

Ionen enthält, auslaugt, sodann bei Temperaturen Als lösliches Zirkonsalz kann man vorzugsweise ■'«

unterhalb 60° C, vorzugsweise unterhalb 40° C, mit Zirkonoxichlorid oder Zirkonylnitrat verwenden, wo- '■-· Salzsäure, welche mindestens 200 g HCl/1 enthält, 65 bei dem Zirkonylnitrat der Vorzug gegeben wird. '_:}^£ behandelt, das Verfahrensprodukt abtrennt, aus- Zirkonoxichlorid hat den Vorteil der leichteren Er- ^;;i wäscht und trocknet. hältiichkeit und des niedrigeren Preises. " ^<v

In der deutschen Patentanmeldung P 19 34 660.2 Es wird vermutet, daß ein wesentlicher Teil der ■,.;

radioaktiven Beimengungen durch die vorgeschaltete leyiikonzentrat gewonnen wurde, eingerührt Die Säurebehandlung bzw. die partielle Chlorierung sich Flüssigkeit wird auf 70 bis 75° C erhitzt und unter auf der Oberfläche des Zirkonoxids befindet Nur gutem Rühren 6 bis 8 Stunden auf dieser Temperatur ein geringer Teil der radioaktiven Beimengungen ist gehalten. Danach läßt man das Zirkonoxid absetzen in das Kristallgitter des Zirkonoxids inkorporiert Das S und gießt die überstehende Flüssigkeit ab. Durch De-Zirkonoxidhydrat löst vermutlich die auf der Ober- kantieren mit Wasser wird die in dem Zirkonoxid fläche des erfindungsgemäß zu behandelnden Zirkon- verbleibende Flüssigkeit entfernt. Das Zirkonoxid oxids befindlichen radioaktiven Beimengungen ab wird danach abfiltriert und getrocknet Die Ausbeute und bindet sie durch Chemisorption. Die Stabilität beträgt 99,3% der ursprünglichen Einwaage. Durch der Zirkonoxidhydratsuspension wird dadurch nicht io diese Behandlung ist der ursprüngliche Gehalt von beeinflußt Es wird dadurch möglich, die Suspension 0,4% ThO₂ und 0,10% U₃O₈ des Zirkonoxids auf des mit den radioaktiven Beimengungen beladenen 0,05% ThO, und 0,05% U₃O₈ und seine radioaktive Zirkonoxidhydrats durch Dekantieren und Aus- Strahlungsintensität (α- ·■*- yJ-Strahlung) von 3200 auf waschen quantitativ von dem Zirkonoxid abzutren- 730 pC/g verringert worden,
nen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren tritt prak- 15 . . . _o

tisch kein Verlust an Zirkonoxid auf. B e 1 s ρ 1 e 1 Z

Das erfindungsgemäße Verfahren soll an Hand der 350 g Zirkonoxid mit einem Gehalt von 0,17%

folgenden Beispiele noch näher erläutert werden. ThO₂ und 0,08% U₃O₈, das durch partielle ChIo-

_, . -I₁ rierung von Baddeleyitkonzentrat gewonnen wurde,

^öeisP^iel 1 -,ο werden in 1,21 Wasser aufgeschlämmt und 1,0g

Eine Lösung von 1 g Zirkonylnitrat ZrO(NO₃)₂ · Zirkonoxichlorid ZrOCl₂ · 8 H₂O gelöst. Bei einer 2 H₂O in 21 Wasser wird im Laufe von 5 bis 10 Mi- Temperatur von 90 bis 95° C werden 70 ml 0,1 η nuten bei 75 bis 85° C mit 150 ml einer verdünnten wäßriges Ammoniak im Verlauf von 10 bis 15 Mi-0,1 η Lösung von Ammoniak umgesetzt. 25 bis nuten zugesetzt. 20 bis 25 Minuten nach beendeter 30 Minuten nach beendeter Fällung des Zirkonoxid- 25" Fällung werden 10 ml konzentrierte Salpetersäure hydrates werden ebenfalls bei 75 bis 85° C je 10 ml zugesetzt und die Aufschlämmung weitere 2 bis konzentrierte Salz- und Salpetersäure zugesetzt und 2V* Stunden unter gutem Rühren auf etwa 90 bis die Flüssigkeit weitere 2 bis 5 Stunden unter Rühren 95° C gehalten. Danach läßt man abkühlen und das auf dieser Temperatur gehalten. Es entsteht dabei Zirkonoxid absetzen. Durch Dekantieren, Filtrieren eine kolloidale Suspension von Zirkonoxidhydrat, 30 und Trocknen wird das Zirkonoxid, wie im Beispiel 1 welche zur Entfernung von adsorbiertem ThO₂ aus beschrieben, wiedergewonnen. Die Ausbeute beträgt säuregereinigtem bzw. aus durch partielle Chlorie- 99,5% des ursprünglich eingesetzten Zirkonoxids. rung gereinigtem Zirkonoxid geeignet ist. Das gereinigte Zirkonoxid enthält weniger als 0,03 %

In 1000 ml der oben beschriebenen Suspension von ThO₂ und 0,04% U₃O₈, und seine Strahlungsintensi-Zirkonoxidhydrat werden 100 g Zirkonoxid, welches 35 tat (Summe der «- + ^-Strahlung) ist von ursprüngdurch Säurebehandlung von feingemahlenem Badde- Hch 2430 auf 510 pC/g verringert worden.

Claims (1)

, „ist ferner ein Verfahren zum Reinigen, yon Zirkon- Patentansprüche: 'mineralien durch Überführung der Verunreinigenden Begleitelemente in die Chloride und Abtrennung der

1. Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Bei- Chloride von den Zkkonmineralien vorgeschlagen mengungen aus durch Säurebehandlung oder S worden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß durch partielle Chlorierung aus gemahlenem man das feingemahlene Zirkonmineral auf 400 bis Baddeleyit gewonnenem Zirkonoxid, dadurch 700⁰C erhitzt, bei dieser Temperatur chlorierten gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Kohlenwasserstoff hindurchleitet und die gebildeten Aufschlämmung des Zirkonoxids mit einer kollo- Chloride durch Destillation und/oder Auswaschen idalen Suspension von Zirkonoxidhydrat in einer xo aus dem Reaktionsgemisch entfernt

Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent Zirkon- . . Es hat sich bei beiden Reinigungsverfahren jedoch oxidhydrat, bezogen auf zu reinigendes Zirkon-- -IaTs -nachteilig herausgestellt, daß das so gereinigte oxid, bei einem pH-Wert < 3 versetzt, das Ge- Zirkonoxid zuweilen eine die Verarbeitung störende misch gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen, Radioaktivität aufweist, welche auf einen Gehalt an vorzugsweise bei 60 bis 100° C, 2 bis 10 Stunden 15 Uran und Thorium sowie deren Spaltprodukte rührt und sodann das Zirkonoxid durch ge- zurückzuführen ist. Auch durch mehrmalige Anwengebenenfalls mehrmaliges Absitzenlassen rind De- dung der vorbeschriebenen Verfahren läßt sich der kantieren und anschließendes Trocknen wieder- Gehalt an radioaktiven Beimengungen nicht in ausgewinnt, reichendem Maße verhindern.