DE2254245A1 - Verfahren zur anreicherung von europiumchlorid - Google Patents

Description

Th. GoldschmidtAG, Essen

Verfahren zur Anreicherung von Europiumchlorid

Die Seltenen Erden werden in der Regel in die sogenannten Ceriterden und die Yttererden unterteilt. Innerhalb der Ceriterden hat in den letzten Jahren das Europium besondere Bedeutung als Aktivator in Leuchtstoffen und als Neutronenfänger in den Steuerelementen von Kernreaktoren erlangt. In den Erzen der Seltenen Erden, wie z.B. im Monazitsand oder im Bastnäsit ist jedoch das Europium nur in sehr geringer Menge enthalten. 2ur Gewinnung des Europiums und seiner Verbindungen muß deshalb zunächst eine Anreicherung durchgeführt werden.

Diese Aufgabe liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde. Sie betrifft deshalb ein Verfahren zur Anreicherung von Europiumchlorid in einer Mischung von Halogeniden der Seltenen Erden.

Zur Durchführung einer Schmelzelektrolyse der Seltenen Erden muß man diese zunächst in die wasserfreien Chloride über- führen. Dies gelingt auf einfache .Weise durch einen trockenen

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Aufschluß. Aus dem DT-PS 891 251 ist es z.B. bekannt, die Erze der Seltenen Erden in einem Reaktionsofen bei 1000 C mit Chlor und Kohle umzusetzen. Das gebildete wasserfreie Chlorid fließt laufend ab und wird von Zeit zu Zeit abgestochen.

Das auf diese Art gewonnene wasserfreie Gemisch der Chloride der Seltenen Erden kann dann in keramischen oder Eisen- bzw. Graphit-Zellen in der Schmelze elektrolysiert werden. Dabei wird an der Kathode ein Mischmetall abgeschieden, welches etwa zur Hälfte aus Cer und zu 39 bis 46 % aus Lanthan, Neodym und Praseodym besteht. Dabei wird das Cer und Praseodym bevorzugt, das Lanthan und Neodym noch ziemlich gut abgeschieden. Im Verlauf der Elektrolyse reichert sich in der Schmelze das Samarium an. Es verbleibt ein sogenanntes Rückstandssalz, das die Hauptmenge des Samariums und andere schlecht oder nicht abscheidbare Salze enthält.

Merkwürdig verhält sich das Europium. Stellt man eine Bilanz des Prozesses auf, so findet man nur einen geringen Bruchteil des Europiums im Mischmetall. Entgegen der Erwartung ist jedoch auch im Rückstandssalz keine Anreicherung festzustellen, wie dies etwa beim Samarium der Fall ist. Es wird vermutet, daß das Europium in Form seines Subchlorides mit dem anodisch gebildeten Chlor entweicht, ohne daß dies jedoch bisher eindeutig nachgewiesen werden konnte.

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überraschenderweise wurde nun gefunden, daß durch Einstellung eines bestimmten Fluoridgehaltes in der Salzschmelze bei der Elektrolyse das Europium in seiner überwiegenden Menge im Rückstandssalz verbleibt und es aus diesem durch Auslaugen mit Wasser herausgelöst werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist deshalb dadurch gekennzeichnet, daß man den Chloriden der Seltenen Erden soviel Alkali-, Erdalkali- oder Seltene Erden-Fluoride zusetzt, daß die Schmelze mindestens 4 Gew.-% Fluorid enthält, die Mischung in an sich bekannter Weise im Schmelzfluß elektrolysiert, das Rückstandssalz abtrennt und nach dem Erkalten mit Wasser auslaugt.

Um eine möglichst hohe Anreicherung des Europiums im Rückstandssalz zu erzielen, führt man die Elektrolyse vorzugsweise bis zu einem Fluoridgehalt von etwa 18 bis 20 Gew.-% in der Schmelze durch. "

Durch das erfindungsgemäße Verfahren gelingt es überraschenderweise, das Europiumchlorid bis zu etwa 95 % der Ausgangsmenge in wasserlöslicher Form im Rückstandssalz anzureichern. Das bedeutet, daß in den Rückstandssalzen etwa 1 bis 2 GeW.-% Europiumhalogenid enthalten sein können.

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Aus den erhaltenen wäßrigen Europiumsalzkonzentraten kann das Europium in an sich bekannter Weise, z.B. durch das Flüssig-Flüssig-Verteilungsverfahren, weiter angereichert und in sehr reiner Form gewonnen werden.

Es war bereits bekannt, den wasserfreien Chloriden bei der Schmelzelektrolyse geringe Mengen Fluoride zuzusetzen. Die hierbei verwendeten Fluoridmengen waren jedoch zu gering, um den Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bewirken. Im Gegensatz zur Lehre des erfindungsgemäßen Verfahrens war man vielmehr bestrebt, den Fluoridgehalt in der Schmelze möglichst niedrig zu halten, da die Menge des verbleibenden Rückstandssalzes von der Menge des zugesetzten Fluorids abhängt und größere Mengen von Fluorid die Ausbeuten an Mischmetall schmälern. Man wählte deshalb nur eben die Menge an Fluorid aus, um die beabsichtigte Verflüssigung der Schmelze bzw. das Herabsetzen des Schmelzpunktes der Schmelze zu erreichen. Es war darüber hinaus nicht bekannt, aus den Rückstandssalzen der .Schmelzelektrolyse Europium durch Behandlung der Rückstandssalze mit Wasser zu extrahieren.

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Claims (2)

5 —. . v Patentansprüche

1. Verfahren zur Anreicherung von Europiumchlorid in einer Mischung von Halogeniden der Seltenen Erden, dadurch gekennzeichnet, daß man den Chloriden der Seltenen Erden * soviel Alkali-, Erdalkali- oder' Seltene Erden-Fluoride zusetzt, daß die Schmelze mindestens 4 Gew.-% Pluorid enthält, die Mischung in an sich bekannter Weise im Schmelzfluß elektrolysiert, das Rückstandssalz abtrennt und nach dem Erkalten mit Wasser auslaugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Elektrolyse bis zu einem Fluoridgehalt von etwa 18 bis 20 Gew.-% in der Schmelze durchführt.

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