DE2051299C - Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus Zirkonoxid - Google Patents
Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus ZirkonoxidInfo
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Description
45
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus durch Säurebehandlung
oder durch eine partielle Chlorierung aus gemahlenem Baddeleyit gewonnenem Zirkonoxid.
Aus der französischen Patentschrift 1 557 167 ist ein Verfahren zur Aufarbeitung von Baddeleyit durch
Behandeln mit Salzsäure bei erhöhter Temperatur bekannt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß
man Baddeleyit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 0,1 mm bei Temperaturen oberhalb 80° C
mit Salzsäure, welche mindestens 120 g HCl/1 und zusätzlich 1 bis 30 g/l Fluordionen, 10 bis 50 g/l
SO4-Ionen und gegebenenfalls 2 bis 20 g/l NO.,-Ionen
enthält, auslaugt, sodann bei Temperaturen unterhalb 60° C, vorzugsweise unterhalb 40° C, mit
Salzsäure, welche mindestens 200 g HCl/1 enthält, behandelt, das Verfahrensprodukt abtrennt, auswäscht
und trocknet.
In der deutschen Patentanmeldung P 19 34 660.2 ist ferner ein Verfahren zum Reinigen von Zirkonmineralien
durch Überführung der verunreinigenden Begleitelemente in die Chloride und Abtrennung der
Chloride von den Zirkonmineralien vorgeschlagen worden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß
man das feingemahlene Zirkonmineral auf 400 bis 7000C erhitzt, bei dieser Temperatur chlorierten
Kohlenwasserstoff hindurchleitet und die gebildeten Chloride durch Destillation und/oder Auswaschen
aus dem Reaktionsgemisch entfernt.
Es hat sich bei beiden Reinigungsverfahren jedoch als nachteilig herausgestellt, daß das so gereinigte
Zirkonoxid zuweilen eine die Verarbeitung störende Radioaktivität aufweist, weiche auf einen Gehalt an
Uran und Thorium sowie deren Spaltprodukte zurückzuführen ist. Auch durch mehrmalige Anwen
dung der vorbeschriebenen Verfahren läßt sich der Gehalt an radioaktiven Beimengungen nicht in ausreichendem
Maße verhindern.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde. ein durch Säurebehandlung oder durch partielle
Chlorierung oder durch ein anderes geeignetes Verfahren aus Baddeleyit gewonnenes Zirkonoxid aut
einfache und wirksame Weise von radioaktiven Bei mengungen zu befreien oder zumindest deren Gehalt
so zu verringern, daß eine unbeschränkte Verarbei tungsmöglichkeit gegeben ist. Es wird insbesondere
angestrebt, die Radioaktivität des Zirkonoxids auf einen Wert von < 2000 pC/g zu erniedrigen.
Erfindungsgemäß gelingt dies überraschenderweise dadurch, daß man eine wäßrige Aufschlämmung des
Zirkonoxids mit einer kolloidalen Suspension von Zirkonoxidhydrat in einer Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent
Zirkonoxidhydrat, bezogen auf zu reinigendes Zirkonoxid, bei einem pH-Wert < 3 versetzt,
das Gemisch gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen, vorzugsweise bei 60 bis 100' C, 2 bis
10 Stunden rührt und sodann das Zirkonoxid durch gegebenenfalls mehrmaliges Absitzenlassen und Dekantieren
und anschließendes Trocknen wiedergewinnt.
Man kann dabei in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die
kolloidale Suspension von Zirkonoxidhydrat in situ 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
Zirkonoxid, eines wasserlöslichen Zirkonsalzes auflöst, sodann Ammoniak in zur Ausfällung des gelösten
Zirkonsalzes aus Zirkonoxidhydrat ausreichenden Mengen zusetzt, anschließend 15 bis 30 Minuten
auf erhöhte Temperaturen, vorzugsweise 60 bis 100' C, erhitzt, danach etwa gleiche Volumteile konzentrierter
Salz- und Salpetersäure zusetzt, bis ein pH-Wert < 3 erreicht ist, danach gegebenenfalls bei
erhöhten Temperaturen, vorzugsweise bei 60 bis 1000C, 2 bis 10 Stunden rührt und sodann das Zirkonoxid
durch gegebenenfalls mehrmaliges Absitzenlassen und Dekantieren und anschließendes Trocknen
wiedergewinnt.
Als lösliches Zirkonsalz kann man vorzugsweise Zirkonoxichlorid oder Zirkonylnitrat verwenden, wobei
dem Zirkonylnitrat der Vorzug gegeben wird. Zirkonoxichlorid hat den Vorteil der leichteren Erhältlichkeit
und des niedrigeren Preises.
Es wird vermutet, daß ein wesentlicher Teil der
radioaktiven Beimengungen durch die vorgeschaltete Säurebehandlung bzw. die partielle Chlorierung sich
auf der Oberfläche des Zirkonoxids befindet. Nur ein geringer Teil der radioaktiven Beimengungen ist
in das Kristallgitter des Zirkonoxids inkorporiert. Dp.s Zirkonoxidhydrat löst vermutlich die auf der Oberfläche
des erfindungsgemäß zu behandelnden Zirkonoxids befindlichen radioaktiven Beimengungen ab
und bindet sie durch Chemisorption. Die Stabilität der Zirkonoxidhydratsuspension wird dadurch nicht
beeinflußt. Es wird dadurch möglich, die Suspension des mit den radioaktiven Beimengungen beladenen
Zirkonoxidhydrats durch Dekantieren und Auswaschen quantitativ von dem Zirkonoxid abzutrennen.
Beim erfindungsgemäßeii Verfahren tritt praktisch
kein Verlust an Zirkonoxid auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll an Hand der folgenden Beispiele noch näher erläutert werden.
1
Eine Lösung von i g Zirkonylnitrat ZrO(NO.,)., ·
2 Η.,Ο in 2 1 Wasser wird im Laufe von 5 bis 10 Minuten
bei 75 bis 85° C mit 150 ml einer verdünnten 0.1 η Lösung von Ammoniak umgesetzt. 25 bis
30 Minuten nach beendeter Fällung des Zirkonoxid- »5
hydrates werden ebenfalls bei 75 bis 85° C je 10 ml konzentrierte Salz- und Salpetersäure zugesetzt und
die Flüssigkeit weitere 2 bis 5 Stunden unter Rühren auf dieser Temperatur gehalten. E·, entsteht dabei
eine kolloidale Suspension von Zirkonoxidhydrat, weiche zur Entfernung von adsorbiertem ThO., aus
sau regereinigtem bzw. aus durch partielle Chlorierung gereinigtem Zirkonoxid geeignet ist.
In 1000 ml der oben beschriebenen Suspension von
Zirkonoxidhydrat werden 100 g Zirkonoxid, welches durch Säurebehandlung von feingemahlenem Baddeleyitkonzentrat
gewonnen wurde, eingerührt. Die Flüssigkeit wird auf 70 bis 75° C erhitzt und unter
gutem Rühren 6 bis 8 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Danach läßt man das Zirkonoxid absetzen
und gießt die überstehende Flüssigkeit ab. Durch Dekantieren mit Wasser wird die in dem Zirkonoxid
verbleibende Flüssigkeit entfernt. Das Zirkonoxid wird danach abfiltriert und getrocknet. Die Ausbeute
beträgt 99,3 %> der ursprünglichen Einwaage. Durch diese Behandlung ist der ursprüngliche Gehalt von
0,4 0Zo ThO., und 0,10% U3O8 des Zirkonoxids auf
0,05 % ThÖ., und 0,05 % U3O8 und seine radioaktive
Strahlungsintensität (x- + /i-Strahlung) von 3200 auf
730 pC/g verringert worden.
350g Zirkonoxid mit einem Gehalt von 0,17°/o
ThO2 und 0,08% U3O8, das durch partielle Chlorierung
von Baddeleyitkonzentrat gewonnen wurde, werden in 1,21 Wasser aufgeschlämmt und 1,0 g
Zirkonoxichlorid ZrOCl., · 8 Η.,Ο gelöst. Bei einer Temperatur von 90 bis 95° C werden 70 ml 0,1 η
wäßriges Ammoniak im Verlauf von 10 bis 15 Minuten zugesetzt. 20 bis 25 Minuten nach beendeter
Fällung werden 10 ml konzentrierte Salpetersäure zugesetzt und die Aufschlämmung weitere 2 bis
27s Stunden unter gutem Rühren auf etwa 90 bis
95° C gehalten. Danach !aßt man abkühlen und das Zirkonoxid absetzen. Durch Dekantieren, Filtrieren
und Trocknen wird das Zirkonoxid, wie im Beispiel 1 beschrieben, wiedergewonnen. Die Ausbeute beträgt
99,50O des ursprünglich eingesetzten Zirkonoxidb.
Das gereinigte Zirkonoxid enthält weniger als 0,03 0O
ThO2 und 0,04% U.,OH, und seine Strahlungsintensität
(Summe der \- l· ^-Strahlung) ist von ursprünglich 2430 auf 510 pC/g verringert worden.
Claims (4)
1. Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus durch Säurebehandlung oder
durch partielle Chlorierung aus gemahlenem Baddeleyit gewonnenem Zirkonoxid, dadurch
gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Aufschlämmung des Zirkonoxids mit einer kolloidalen
Suspension von Zirkonoxidhydrat in einer Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent Zirkonoxidhydrat,
bezogen auf zu reinigendes Zirkonoxid, bei einem pH-Wert < 3 versetzt, das Gemisch
gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen, vorzugsweise bei 60 bis 100 C, 2 bis 10 Stunden
rührt und sodann das Zirkonoxid durch gegebenenfalls mehrmaliges Absitzenlassen und Dekantieren
und anschließendes Trocknen wiedergewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die kolloidale Suspension des Zirkonoxidhydrats in der Aufschlämmung des Zirkonoxids erzeugt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer wäßrigen Auflösung
von Zirkonoxid 0,2 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf Zirkonoxid, eines wasserlöslichen
Zirkonsalzcs auflöst, sodann Ammoniak in zur Ausfällung des gelösten Zirkonsalzes aus Zirkonoxidhydrat
ausreichenden Mengen zusetzt, anschließend 15 bis 30 Minuten auf erhöhte Temperaturen,
vorzugsweise 60 bis 100° C, erhitzt, danach etwa gleiche Volumenteile konzentrierter
Salz- und Salpetersäure zusetzt, bis ein pH-Wert < 3 erreicht ist. danach gegebenenfalls bei erhöhten
Temperaturen, vorzugsweise bei 60 bis 100° C, 2 bis 10 Stunden rührt und sodann das
Zirkonoxid durch gegebenenfalls mehrmaliges Absitzenlassen und Dekantieren und anschließendes
Trocknen wiedergewinnt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als lösliches Zirkonsalz
Zirkonoxichlorid oder Zirkonylnitrat verwendet.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| DE19702051299 DE2051299C (de) | 1970-10-20 | Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus Zirkonoxid | |
| ZA716944A ZA716944B (en) | 1970-10-20 | 1971-10-18 | Method of separating radio-active admixtures from zirconium oxide |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19702051299 DE2051299C (de) | 1970-10-20 | Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus Zirkonoxid |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2051299A1 DE2051299A1 (en) | 1972-04-27 |
| DE2051299B2 DE2051299B2 (de) | 1972-09-14 |
| DE2051299C true DE2051299C (de) | 1973-04-12 |
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