DE2243570A1 - Verfahren zum extrahieren von uran - Google Patents

Verfahren zum extrahieren von uran

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DE2243570A1
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Description

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Oll.K ν. JMiCIi MANN BH. IWG. I). HKHUKXH
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TKI.UClIlAMMK : PUOTJitn'PiTHST Mt-NCIIKV
11-41 868
B e s c h r e i b u η %
zu der Patentanmeldung
PEOMEY UGIITE EUHBiAJJlT
38, rue Balcao, 75- Pari s 8e,
Frankreich
betreffend
Verfahren zum Extrahieren von Uran.
. Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren sum Extrahieren von Uran aus uranhaltigen Ausgangsmaterialiene
Die Gewinnung von Uran aus seinen Erzen umfaßt allgemein eine Laugung des Muttergesteins mit einer Säure oder Base, welche das Uran löst« Bei dieser Laugung wird nach dem Abtrennen der Abfall-Eeststoffe eine Lösung mit geringem Urangehalt erhalten, aus welcher das Uran auf folgende verschiedene Weise gewonnen wirds
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entweder durch selektive Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel,
oder durch selektive Fixierung auf einem lonenaustauscherharz,
oder durch Fällung mit einer Alkali- oder Erdalkalibase.
Für die beiden ersten Verfahrensweisen v/erden teure, organische Produkte benötigt, deren Einsatz für verdünnte lösungen kostspielig ist, wobei jedoch nach dem Eluieren und Ausfällen Konzentrate enthaltend 65 bis 85 % Uran erhalten v/erden. Bei der dritten Verfahrensweise wird mit einem billigen Fällungsmittel gearbeitet und ein Konzentrat enthaltend 25 bis 80 % Uran in Form des Uranats der für die Fällung eingesetzten Base erhalten.. Aus diesen Konzentraten wird üblicherweise ein Uransalz, dessen Reinheit den Anforderungen der Keriiindustrie entspricht,durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel oder durch Ionenaustausch mit einem hierfür geeigneten Harz erhalten.
Diese verschiedenen Verfahren sind derzeit zusammen mit dem RIP-Prozess, bei welchem Ionenaustauscherharz mit ungeklärter Laugelösung in Berührung gebracht wird, die einzigen technisch verwendeten Verfahren, Nachteilig an ihnen ist folgendes:
Verwendung von kostspieligen organischen Produkten, deren Einsatz häufig umständlich ist;
verhältnismäßig starker Verbrauch von Reaktionspartnern auf der Stufe der Reinigung, wobei dieser Verbrauch mehr von dem gewählten Verfahren, als von der gewonnen Uranmenge abhängt; das uranreiche Konzentrat ist allgemein nicht ausreichend rein, um ohne Nachteile im Verlauf der weiteren Maßnahmen in der Kernirflustrie behandelt werden zu können; die Reinigung mit Austauscherharz oder organischem Lösungsmittel erfolgt
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INSPECTED
mit
allgemein wenig konzentrierten uranhaltigen Lösungen ( 1 bis 50 g je 1), deren freie Acidität. ziemlich niedrig eingestellt werden muß, wofür teure Anlägen mit großem Raumbedarf notwen~ dig sind.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches ohne Ionenaustauscherharz, Lösungsmittel oder sonstige organische Stoffe auskommt, lassen sich diese Nachteile vermeiden und eine Uranverbindung herstellen, deren Reinheit zumindest den Anforderungen der Kernindustrie entspricht, indem von einem unreinen Konzentrat ausgegangen wird, welches beispielsweise durch Ausfällen der geklärten Laugelösung des Ereeö mit einer Base wie Kaiiumhydroxid, Natriumhydroxid, Ammoniak, Magnesia oder Kalk erhalten und die Reinigung in einem stark uranhaltigen (100 bis 4OO g/l) Milieu vorgenommen wird. .
Seit mehr als 40 Jahren (Coläni 1928, zitiert von Linke in "Solubilities" New York 1958) ist bekannt, daß Uranylsulfat ein gesteigertes Löslichkeitsmaximum in konzentrierter •Schwefelsäure besitzt, wenn das Gewichtsverhältnis I^ö/lLpSO^ frei - nachfolgend der Einfachheit halber mit E/A bezeichnet im Bereich von 0,165 liegt* Es mag deshalb überraschen, daß kein technisches Verfahren zur Reinigung von Urankonzentraten bis heute von dieser Erscheinung Gebrauch gemacht hat, trotz der zahlreichen Arbeiten, die sich seit 1945 mit der Extraktion von Uran befassen.
Die Gründe dafür, daß bisher nicht in dieser Richtung gearbeitet wurde, sind vermutlich folgende: Es ist bekannt, daß Lösungen in konzentrierter Schwefelsäure zur Bildung von nur wenig bekannten Komplexen oder polykondensierten Salzen führen, die die Lösung stark verdicken oder so-
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INSPECTED
gar zu ihrer Verfestigung führen können; es war zu befürchten, daß sich gemischte Salze, welche sowohl Uran als auch andere Kationen enthalten, bilden würden,·
konzentrierte Schwefelsäurelösungen sind viskos; dies ist hinderlich für das Filtrieren und führt dazu, daß Stoffe mitgerissen werden; Verzögerungen bei der Ausfällung sind ebenfalls häufig;
aus den bisher angeführten Gründen war bisher anzunehmen, daß nicht unmittelbar eine ausreichende Reinheit erzielt v/orden würde, welche den sehr strengen Anforderungen der Kernindustrie, Hauptabnehmer für das Uran, entspricht. Da in Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure weder Behandlungen mit Austauscherharzen oder mit organischen Lösungsmitteln durchgeführt werden können, war anzunehmen, daß man erneut auf verdünnte Lösungen zurückgreifen müßte, für die abschließende Extraktion, so daß ein derartiges Verfahren jegliche wirtschaftliche Bedeutung verlor.
Die Erfindung beruht nun darauf, daß die Mehrzahl dieser bekannten Schwierigkeiten mit einfachen, an sich bekannten Mitteln überwunden werden konnte und überraschenderweise unmittelbar Uransalze erhalten wurden, deren Reinheit zumindest den Anforderungen der Kernindustrie entspricht.
Das Verfahren nach der Erfindung, bei welchem zunächst eine Lauge L Iduich Schwefelsäureaufschluß eines Uranerzes oder Urankonzentrates hergestellt und die unlöslichen Anteile abfiltriert oder auf andere Weise abgetrennt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß man in der Lauge L 1 das Gewichtsverhältnis E/A von V/asser zu Schwefelsäure, gemessen gegebenenfalls nach dem Abkühlen und Abtrennen der Niederschläge auf einen Wert von 0,16 bis 0,26, vorzugsweise von
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0,18 bis 0,20 einstellt, worauf matt den gebiide-fcenNiederschlag S 2, welcher die Meisten in der Lauge Ii 1 vorhandenen Verunreinigungen enthält, abtrennt, die verbleibende flüssige Phase oder Lauge L 2 bis zu einem Wert E/A.voti 0,35 bis 0,50, vorzugsweise von 0*43 bis 0,47 verdünnt; dabei fällt ein Niederschlag S 3 aus, welcher überwiegend aus Uranylsulfat besteht, nur sehr wenig Verunreinigungen enthält; dieser Niederschlag wird von der zurückbleibenden flüssigen Phase oder Lauge L 3 abgetrennt und, vorzugsweise bei etwa 90Q°C;ealdiniert; die Lauge wird nach gegebenenfalls Wiedereinstellen des Wassergehaltes in Umlauf gebracht..
Beim Calcinieren oder Brennen erhält man einerseits sehr reines Uranoxid und andererseits die Öxidationsprbdukte von Schwefel, welche vorteilhafterweise aufgefangen und, beispielsweise durch das Köhtaktverfahren,:inSehwefelsäure überführt werden; die auf diese Weise regenerierte Säure wird für die Behandlung wieder eingesetzt»
Der Urangehalt der Konzentrate, von welchen ausgegangen wird, soll vorteilhaft erweise 20 bis 85 i° Uran, betragen. Ihr Gehalt an Verunreinigungen kann ebenfalls in vielten Grenzen schwanken. Es muß aber folgendes beachtet werden: organische Stoffe seilen vermieden.werden, weil sie die Lauge L 1 in eine schwarze und dicke Aufschlämmung verwandeln, wodurch die nachfolgenden Trennungen von Flüssigkeit und Peststoffen erheblich behindert wird, die organischen Stoffe können zuvor durch oxidierendes Rösten bei 300 bis 50O0C entfernt werden.
Der Calciumgehalt des behandelten Konzentrates hindert nicht die Durchführung des Verfahrens. Enthält das behandelte Kon-
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zentrat mehr als 0,05 # Calcium, bezogen auf Uran, so v/ird es zweckmäßigerweise abgetrennt, well-seine Löslichkeit sich im gleichen Sinne verändert wie die Löslichkeit von Uranylsulfat; wenn das Verhältnis E/A von 0,16 bis 0,26 auf 0,4 bis 0,5 übergeht, würde das Calcium mit dem Uran ausfallen» Deshalb wird beim Aufschluß cbs Konzentrates mit einer Lauge so verfahren, daß das Verhältnis E/A der Lauge L 1 über 0,5 liegt. Das dabei ausgefällte Calciumsulfat wird dann mit der Kieselerde, bzw. SiOo, abgetrennt.
Ein Eisengehalt von mehr als 7 i> kann böi zu niederem Verhältnis E/A während des Aufschlusses dazu führen* daß die Lösung in Folge der Bildung von Polysulfateh abbindet, bzw. fest wird. Durch die Verwendung einer verdünnten Lauge L 1, deren Verhältnis E/A von dem Eisengehalt abhängt, läßt sich dieser Fachteil vermeiden.
Der Kieselsäuregehalt des behandelten Konzentrates behindert die Durchführung des Verfahrens nicht. Neigt diese Kieselsäure dazu, Gele oderKolloide zu bilden, welche sich nur schwer von der Lauge L 1 trennen lassen, so wird bei dem Aufschluß mit einer relativ verdünnten Lauge gearbeitet.
Der Wert E/A in der Lauge L 1 ist grundsätzlich nicht kritisch. Bei Abwesenheit von störenden Mengen Calcium, Eisen oder Kieselsäure kann dieser Wert gleich sein dem Wert, den E/A in der Lauge L 2 annehmen soll, d* ho 0,16 bis 0,26 betragen. In Gegenwart von Calcium soll der Wert E/A - wie bereits ausgeführt - über 0,5» vorzugsweise 0,6 betragen. Bei Anwesenheit anderer störender Elemente oder
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Verbindungen wie Eisen und Kieselsäure (wenn diese dazu neigt, Gele oder Kolloide zu bilden) kann es notwendig sein, den Wert für E/A bis zu 1,6 zu steigern.
Liegt der Wert für das Verhältnis E/A der Laugenlösung L 1 über 0,26, so muß die Lauge konzentriert werden, um einen geeigneten Wert zu erhalten. Die Konzentrierung kann durch Erhitzen unter Atmophärendruck bis zum Sieden erfolgen, bis.die Temperatur der Lösung.einen Wert von 210 bis 2400C etwa erreicht; dies hängt von der Zusammensetzung von L 1 sowie des angestrebten Wertes E/A für L 2 ab.
Beim Abkühlen bis zur Raumtemperatur trennt sich die Laugenlösung in zwei Phasen: flüssige Phase L 2 und Feststoff phase oder niederschlag S 2,
Vorzugswai.se werden im Verlauf dieser Maßnahmen Kristallkeime zugegeben, um eine Verzögerung der Kristallisation zu unterbinden und ein Wachsen oder Dickerwerden der erhaltenen Kristalle zu erreichen. Diese Kristallkeime, beispielsweise kleine Mengen von in einem früheren Arbeitsgang gewonnenen Kristalle, werden vorteilhafterweise auf mehrere Male verteilt während des Verdampfens oder beim Abkühlen zugegeben und zwar etwa in dem Moment, in dem die ersten Kristalle entsprechend dem Niederschlag der überwiegend vorhandenen Verunreinigungen auftreten. .
Die Phasen L 2 und S 2 werden auf beliebig bekannte Weise, z. B. durch Filtrieren oder durch Zentrifugieren voneinander getrennt.
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Die Feststoffphase S 2 wird dann gespült und vorzugsweise wird hierfür eine Schwefelsäurelösung mit gleichem Verhältnis E/A wie in L 2 verwendet; die Waschlösung wird dann mit der Laugenlösung L 2 vereinigt öder zur Herstellung der Laugenlösung L 1 verwendet·
Der Niederschlag S 2 enthält praktisch alle in der Laugenlösung L 1 vorhanden gewesenen Verunreinigungen·
Die Laugenlösung L 2, die je nach dem das gesamte oder clen größta/Deil des in L 1 vorhandenen Urans enthält, wird darauf verdünnt, bis der Wert E/A 0,35 bis 0,5 beträgt. Bei diesem Verdünnen wird natürlich Wärme freigesetzt und anschließend wird auf etwa 300C abgekühlt. Dabei trennt sich eine flüssige Phase L 3 von einer festen Phase S 3· Die !rennung wird durch Zugabe von Kristallkeimen bei der Temperatur des Kristallisationsbeginnes erleichtert·
Die erschöpfte Lösung L 3 wird in Umlauf gebracht.
Der Niederschlag S 3 besteht nach dem Spülen mit einer Lösung mit gleichen Wert für E/A wie für L 3 aus sehr B9inem, sauberem Uranylsülfathydrat und enthält als Hauptbegleitstoff Calciumsulfat, wenn es nicht für zweckmäßig gehalten worden ist, das Calcium zuvor abzutrennen.
Beim Calcinieren oder Brennen bei einer Temperatur von etwa 9000C werden einerseits Wasserdampf, sowie Schwefeloxide erhalten, die zurückgewonnen werden können, sowie andererseits sehr reines Uranoxid U,Og, wie in den nachfolgenden Beispielen gezeigt.
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Das Verfahren nach der Erfindung gestattet, ohne besondere Reaktionsteilnehraer für das Konzentrieren und das Extrahieren auszukommen. Der einzige ausser Wasser'verwendete Reaktionsteilnehmer ist Schwefelsäure, welche zum'einen'Teil 'wieder in Umlauf gebracht und zum anderen Teil· regeneriert wird, durch Behandlung der beim Brennen erhaltenen Schwefeloxide, beispielsweise in einer Anlage für das Kontaktverfahren.
Die nachfolgenden Beispiele, sowie die beigefügte Zeichnung dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung; die Anälysenwerte verstehen sich durchweg in Gew.-^.
Beispiel 1
Gemäß dem beigefügten Verfahrensschema wurde ein uranhal- · tiges Konzentrat auf der Basis von ITatriumuranat behandelt, dessen Zusammensetzung vor sowie nach dem Brennen bei 500 C zum Abtrennen der organischen Bestandteile der nachfolgenden· Aufstellung entspricht:
TABELLE 1 U03 roh . gebrannt
Na2O 77,40 82,30
-. ·" K2O 10,35 11,00
Al2O3 0,20 0,22
1,00 1,06
SiO2 0,85 0,90
MnO 0,40 ■■■'■■■· 0,43
MgO 0,15 0r16
V2O5 0,20 0,22
OaO 0,35 0,37
Brennverluste 0,35 0,37
nicht bestimmt 7,65 2,19
1,10 . 0,78
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- ίο -
wurden eine Tonne Konzentrat mit umlaufenden sauren lösungen R 1 und R 2 aufgeschlossen; die Zusammensetzung
der Lösungen ist in der folgenden Tabelle II gegeben; eingesetzt wurden 104 kg lösung R 1, und 5 517 kg Lösung R 2 auf 1 000 kg Konzentrat.
Nach dem Aufschluß wurde filtriert oder zentrifugiert, um die unlöslichen Bestandteile CaSO. und SiO9 abzutrennen· Der Niederschlag wurde mit V/asser gewaschen und das Waschwasser R 1 in die Aufschlußstufe zurückgeführt»
Die zurückbleibende Laugenlösung L 1 wurde dann eingedampft bis zu einer Temperatur'von 2200C. Beim Abkühlen wur-^ den bei etwa 700C Kristallkeime zugesetzt; es bildeten sich 1 011 kg Niederschlag S 2, der von der Laugenlösung L 2 abfiltriert wurde. Der Niederschlag S 2 wurde mit 1 071 kg Schwefelsäurelösung, gewaschen, deren Verhältnis E/A 0,19 betrug. Das Waschwasser wurde zu der Laugenlösung L 2 gegeben, Gesamtgewicht der flüssigen Phase 5 419 kg; die Zusammensetzung ist in Tabelle II angegeben. Darauf wurde dieses Gemisch mit 828 1 Wasser verdünnt. Nach dem Abkühlen fielen 2'119 kg Niederschlag S 3 aus, der von der Laugenlöeung L 3 abgetrennt wurde.
Der Niederschlag wurde mit 1 389 kg wässriger Schwefelsäure mit E/A = 0,45 gewaschen. Dieses Waschwasser wurde der erschöpften Lösung L 3 zugesetzt und als umlaufende Lösung R 2, Gewicht 5 517 kg, in die Aufschlußstufe zurückgeführt.
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TABELLE II
R 1 R 2 L 1 L 2 · S 2 L 3 S3
UO2SO4 1,2 2,8 4,5 19,7 23,6 2,0 4,9 48, 8 I 0 I
Na2SO4 Spuren . 95,6 2,5 5,9 2,7 24,9 2,7 MM 2 >
K2SO4 Il 0,3 Spuren 0,1 ■ — 0,4 «■·<
A1.2(SO4)3 . It 34,0 0,07 0,5 0,1 3,4 0,1 im
Pe2(S04)3 Il 0,04 0,4 0,,1 2,3 0,1 -MM
H2SO4 64,1 45,9 60,0 56,3 ' 63,5 36,
H2O 28,9 27,3. 11,4 10,6 28, 6 15,
Verschiedene Spuren 0,1 0,1 0,1 0,1
E/A 0,45 0,60 0,19 — 0,45
Der Niederschlag S 3 wurde darauf bei 9000C gebrannt, Erhalten wurde ein Produkt, das im wesentlichen aus TJ^O0 bestand, dessen Analyse in der nachfolgenden Tabelle III aufgeführt ist und das erheblich weniger Begleitstoffe oder Verunreinigungen enthält, als für die nachfolgende Verarbeitung in der Kernindustfie festgelegt ist.
TABELLE III 84,5 + 0,5
U 0,14
Al 0,022
Pe 0,001
Mn 0,005
Mg 0,013
Ca 0,05
Na 0,022
K
Mo
Si
As
Cl
Th
0,005 <0,002
0,04
<0,05
<0,05
CO,05
<0,005 <0,005
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ORIGINAL INSPECTED
Beispiel 2
Es wurde ein technisches Konzentrat aus Magnesiumuranat folgender Zusammensetzung behandelt:
TABELLE IV 55,7 - CuO 0,5
UO3 8,6 MnO 2,5
MgO 0,55 T2O5 0,9
CaO 2,5 Na2O 0,04
SiO2 7,4 flüchtige
Al9O,, Anteile 2,23
4,2 H2O 5,9
Pe2O3 so. 11,4
Ein solches Konzentrat ist für das Verfahren nach der Erfindung geeignet; wegen des CaO-Öehaltes einerseits und der Beschaffenheit der Kieselsäure andererseits muß jedoch der Aufschluß mit einem Verhältnis E/A £ 1,6 in der Laugenlösung L 1 durchgeführt werden. Behandelt wurde eine Tonne "Konzentrat mit 1 997 kg Umlauflösung R 1, 7 062 kg Umlauflösung R 2 sowie 2 460 kg Wasser. Die Zusammensetzung der Lösungen R 1 und R 2 ist in der folgenden Tabelle V angegeben. Erhalten wurden nach dem Abkühlen 12 497 kg Suspension, die filtriert wurde. Das Filtrat, Laugenlösung L 1, machte 12 051 kg aus; der Niederschlag S 1 wurde mit 1 865 kg Wasser gewaschen und wog dann 334 kg; die Waschlösung wurde als Rticklauflösung R 1 in die Aufschlußstufe zurückgeführt· Die flüssige Phase L 1 wurde dann durch Erhitzen auf eine Temperatur bis zu 235 C bei Atmosphärendruck eingedampft und dann abgekühlt. Im Verlauf dieser Arbeitsetufe wurde eine geringe
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309815/0710
Menge (O:, 1 &g) Kristallkeime zugegeben, sobald die Temperatur der Lösung 18O0C b
beim Abkühlen erreicht hatte.
Temperatur der Lösung 18O0C beim Verdampfen und 800C
Es wurde eine Suspension von Me der schlag S 2 in Lösung L 2 mit, E/A = 0,19 erhalten; die Suspension wurde filtriert, der Niederschlag mit 2 0.22 kg Schwefelsäurelösung E/A =.0,19 gewaschen und wog dann feucht 1 675 kg, Das Waschwasser»wurde mit der Lösung L 2 vermischt; dieses Gemisch.,, das 6 837 kg wog,., wurde mit 1 206 kg Wasser versetzt u'nd abgekühlt. Das Gemisch schied sich in einen Niederschlag aus saurem Uranylsulfatbydrat und die Lösung L 3 mit einem Verhältnis E/A von 0,45.
Die 7 ;Q43 *kg Suspension wurden filtriert;' der, Niederschlag S'3 -gewaschen mit 392 kg Schwefelsäurelösung, mit E/A =r.Qj.45;. wog nach -dem Waschen feucht 1 373 kg. Die Lö-,s,ung; L 3 wog zusammen mit der Waschlösung 7 062 ]Cg unä v/urde als Rücklauflösung R 2 in.die Aufschlußstufe zu-, rückgeführt■■„ '
Die Analysenwerte für die feuchten Niederschläge S 1, S 2 und S "3," sowie'für die Lösung L 1, L 2 + Waschlauge von L 2,
. ■* ■■·■■■ ■■"-■■■
L 3 +.Waschlauge S 2 sind in der folgenden Tabelle V zusammengefaßt.■"■'"■■""
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!TABELLE V
R 2 =
L 2 + fa s ph- -, L 3 + V/a sch-
R 1 S 1 L 1 S 2 lauge von' ... S 3 lauge von
S 2 '■■'■·■■■· -■ s 3
Der Niederschlag S 3 lieferte nach dem Brennen bei 90O0C 517 kg Uranoxid U^Og mit folgenden Analysenergebnissen:
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3 0 9 8 15/0710 "
ORIGINAL INSPECTBÖ
Up2SO4 1,81 0,3 8,43 0,72 14,63. 49, 1 4,65
MgSO4 0,50 ■ - 2,35 15,32 0,38 - 0,38
Al2(SO4: 3 Ο»75 — 3,71 14,80 2,91 - 2,82
Pe2(SO4] 3 0,15 - 0,87 6,27 — — ~
SiO2 - 6,9 mm - - - . ■ -
MnSO4 0, 10 - 0,50 3,16 0,10 0,10
CuSO4 - - 0,08 0,60 ■■■■■-■ " - - ■»
Na9SO. - - 0,01 0,06 - - -
V2O5, 2 SO3 - — 0,14 1,01 — -
CaSO. 0,35 2,4 - - - - -
H2SO4 6,91 0,6 32,25 48 j 92 68,85 35, 8 63,50
H2O 89,43 89,8 51,66 9,14 13,12 15, 1 28,55
E/A 12,95 — 1,6 — 0,19 42 0,45
TABELLE VI 84,2
U 0,020
:-Άΐ 0,002
Pe <0,050
Μα 0,001
Mg 0,002
Ca 0,002
ITa 0,020
K
V <0,050
Mo 0,002
Si <0,050
P 0,050
As 0,050
S 0,10
Cl 0,015
Έ 0,006
Th 0,1
Es wurde ein technisches Konzentrat aus Magnesiumura- j
Beispiel 5 Es v/ur nat folgender Zusammensetzung behandelt:
TABELLE YII 44,46 CuO 0,50
'-'■■. UO 5,56 MnO 5,87
MgO 0,58 V2O5 0,80
CaO 5,56 IJa2O -
SiO2 8,50 flüchtige
Al9O, Anteile 2,15
16,20 H2O 10,20
Fe2O3 SOJ 3,62
- -
- 16 -
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ORIGINAL INSPECTED
Ein solches Konzentrat ist für das Verfahren nach der Erfindung geeignet; ' die durch die Anwesenheit eines relativ hohen Gehaltes an Pe^O^ und SiO2 bedingten Probleme werden dadurch überwunden, daß das Verhältnis E/A der Laugenlösung L 1 auf den Wert 1,6 gebracht wird. Ein Aufschluß dieses Konzentrats mit einer Lösung mit E/A » 0,19 führt zu einem schnellen Abbinden, bzw, als Masse Festwerden dieser Lösung·
Es wurden 1 !Tonne Erz mit 4 220 kg Lauge R 1 und 5 784 kg Lauge R 2 aufgeschlossen. Die erhaltene Suspension, Gewicht 10 983 kg wurde filtriert, der Niederschlag mit. 3 469 kg Wasser gewaschen; das Wasehwasser wurde als Lauge R 1 in Umlauf gebracht; der gewaschene Niederschlag S 1 wog 877 kg. Das klare Filtrat L 1, 9355 kg, wurde bei Atmosphärendruck zum Sieden erhitzt, bis das Produkt die Temperatur 2300C erreichte; darauf wurde das Produkt abgekühlt» Im Verlauf dieser Stufe wurden 0,5 kg Kristallkeime verteilt auf 2 χ zugegeben: 1 χ bei 1750C, während des Eindampfens und das andere Mal bei 800C während dem Abkühlen. Erhalten würden ,3·974 kg Suspension, die filtriert wurde; der Niederschlag wurde mit 1 999 kg Lösung enthaltend 84 $> HgSO, (E/A « 0,19) gewaschen. Das Waschwasser wurde mit dem Filtrat vereinigt; erhalten wurden 1 854 kg abgeschleuderter Niederschlag, sowie 5 422 kg Laugenlösung L 2. Die Lösung L 2 wurde mit 950 kg Wasßer versetzt und Abkühlen gelassen. Dabei wurden 6 372 kg Suspension erhalten, die filtriert wurde. Der Niederschlag wurde mit 563 kg Lösung, enthaltend 69 % H2SO. (E/A = 0,45) gewaschen; die Waschlösung wurde mit dem Piltrat vereinigt; erhalten wurden 5 784 kg Lösung L 3, die als Umlauflösung R 2 in die Aufschlußstufe zurückgeführt wurde, sowie 1 157 kg abgeschleuderter Niederschlag S 3, der nach dem Brennen bei
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■ L. 17 -90O0G 433 kg reines TJ5O8 ergab«,
Die Anaiysenwerte für R 1, R 2, S 1, 1 1, S 2, L 2, S3, L 3 = R 2 sind in der folgenden Tabelle YIII zusammengefaßt.
TABELLE VIII
L 2 + R1 I»3=R2 S 1 L1 S 2 Waschlauge S
UO2SO4 3 3,25 4,61 0,07 8,93 0,22 15,32 48,79
MgSO4 3 0,50 0,3.6 - . 1,36 5,73 0,39 -
GaSO4 0,333 - 1,61 -. - r-
SiO2 - .. - 6,34 - - - um
Al2(SO4) SO 1,75 . 2,80 - 4,78 15,39 2,98
Ee2(SO4) 1,59 - - 4,34 21,89 - -
CuSO4 0,04 - - 0,11 0,54 -·■ -
MnSO4 0,34 0,10 - 0,94 4,44 0,11 -
V2O5, 2 3O,O6 -" -. 0,16 0,81 - -
H2SO4 11,13 63,54 0,24 30,53 42,94 68,24 36,06
H 0
2 		81,02 28,59 91,74 48,85 8,04 12,96 15,15
E/A 7,29 0,45 — 1,6 0,187 0,19 0,42
Das erhaltene Oxid hat die gleiche Zusammensetzung wie das Oxid gemäß Beispiel 2„
·= 18 = ORIGINAL INSPECTED
Beispiel 4
Es wurde· ein Kalkuranat folgender Zusammensetzung aufgearbeitet:
TABELLE IX 27,0 SiO2 5,6
UO5 19,4 MgO- 0,2
CaO 3,2 CuO 0,3
Fe2O3 3,2 V2O5 0,5
Al2O3 5,6 SO3 27,0
MnO H2O 8,0
Dieses Produkt ist für das Verfahren nach', der Erfindung geeignet; sein hoher Gehalt an CaO sowie an SiO2 be~ dingt, daß mit Aufschlußlaugen mit einem Verhältnis E/A in L 1 von 1,6 gearbeitet werden muß.
Eine Tonne Konzentrat wurde mit 4 679 kg Umlauflösung R 1 und mit 4 545 kg Umlauflösung R 2 behandelt.
Nach dem Abfiltrieren und Waschen des Feststoffes mit 3 733 kg Wasser wurden 1 570 kg Niederschlag S 1, gewaschen und feucht erhalten, sowie 4 679 kg Waschlösung des Niederschlages S 1; diese Waschlösung wurde als Rücklauflösung R 1 zurückgeführt, sowie 7 708 kg klare Lösung L 1, die durch Verdampfen bei Atmosphärendruck bis zu einer Temperatur von 23O0C eingeengt wurde. Dabei wurden 3 677 kg
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- 19 Wasser und 33 kg* H9SO. entfernt.
Während des Abkühlens der Lösung wurden bei 13O0C · 0,5 kg Kristallkeime zugegeben.. Die" Suspension wurde filtriert, der Niederschlag mit 879 kg 84 folge Schwefelsäurelösung (E/A = 0,19) gewaschen; erhalten wurden 749 kg feuchter gewaschener Niederschlag S 2, Bowie 4 128 kg Lösung L 2 vermischt mit dem Waschwasser.
Dieses Gemisch wurde mit 762 kg Wasserverdünnt; nach dem Abkühlen wurde der Niederschlag abfiltriert und gewaschen und zwar mit 350 kg 69 $iger Schwefelsäurelösung (E/A = 0,45)· Erhalten wurde die Lösung L 3, vermischt mit dem Waschwasser, Gewicht 4 545 kg, die als Rücklaufläsung R2 in die Aufschlußstufe zurückgeführt wurde* sowie 694,5 kg gewaschener feuchter-Niederschlag, der nach dem Brennen 259 kg sehr reines U~Og ergab. Die Analysenwerte für R 1, R 2, S 1, 11, S 2, L2 +Waschwasser und S 3 sind in der folgenden Tabelle X, und die Analysenwerte für ϋ·ζ0ο in der folgenden Tabelle XE angegeben.
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ORIGINAL INSPEdTED
TABELLE X
12 + R 1 R 2 S 1 L 1 S 2 Waschlauge S
UO2SO4 2,54 2,70 0,05- 6,07 0,80 11,18 48,79
MgSO4 0,12 0,35 - 0,29 0,80 0,39
CaSO4 0,33 - 30,01
SiO2 - - 3,57 -
A12(SO4)3 1,26 2,75 0,02 3,0114,29 3,03
Fe2(S04)5 0,44 - 0,01 1,04 10,68 -
CuSO4 0,03 - - 0,08 0,80 -
MnSp4 0,67 0,10 0,01 1,60 15,89 0,11
V2O5, 2 SO5O,05 - · - 0,12 1,25
H2SO4 14,18 64,90 1,78 33,77 46,70
H2O 80,37 29,20 66,17 54,03 8,78
E/A . 5,67 0,45 3,71 1,6 0,19
,67 36, 07
13 ,62 15, 14
0 ,19 0, 42
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.OBIGiNAL INSPECTED
TABELLE XI 8.4,3 + 0,5 Mo 0,0012
U 0,0900 -Fe 0,0150
Al 0,0070 V 0,0080
Ca 0,0430 ' Si 0,0040
Mn' 0,0015 S <O,0500
Mg 0,0035 P <Ö,0500
K 0,0018 Th <O,1000:
Na As <O,0500
PATENTANSPRÜCHE
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Claims (4)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum Extrahieren von Uran in Form sehr reiner Uranverbindungen durch Schwefelsäurewaufschluö eines Minerals oder eines uranhaltigen Konzentrats und anschließendes Trennen der nicht gelösten Anteile von der erhaltenen Aufschlußlauge L 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Abtrennung des Hauptteils der in der Lauge 1 1 vorhandenen Verunreinigungen das Verhältnis von Wasser zu freier Säure E/A in dieser Lauge auf einen Wert von 0,16 bis 0,26 bringt und den gebildeten'Niederschlag S 2 abtrennt, worauf man die zurückbleibende flüssige Phase L 2 bis zu einem Wert von 0,35 bis 0,50 für das Verhältnis E/A verdünnt und den dabei ausgefallenen Nieder-
    I' ' !'Epl
    schlag S 3 isoliert.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g θ k e η η zeichnet, daß man den gewünschten Wert für daß Verhältnis E/A in der Lauge L 1 durch Abdampfen des Wassers bei einer Temperatur von 210 bis 24O0C unter Atmosphärendruck einstellt.
  3. 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Lauge L 1 ein Verhältnis E/A von 0,18 bis 0,20 einstellt.
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    1A-41 868
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e η η ζ e i ebnet , daß man die flüssige Phase L 2 bis zu einem Wert für E/A' von 0,43 bis 0,47 verdünnt . '■
    .5· Anwehdung des Verfahrens nach'Anspruch 1 bis 4 für Konzentrate, die mehr als 0,05 f° Calcium enthalten, bezogen auf Uran, durch Einsatz einer Lauge L 1 mit einem Verhältnis E/A über 0,5»
    \
    3098 15/07 10
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