DE2416755B1 - Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus Zirkonoxid - Google Patents

Description

• 100 g dieses Baddeleyitkonzentrats werden in einer Lösung von 40 g konzentrierter Salpetersäure und 63 bis 65 Gewichtsprozent HNO3 und 1,5 g Zirkonoxichloridhexahydrat in 280 ml Wasser 2 Stunden lang bei 70 bis 800 C durch intensives Rühren suspendiert. Danach wird im Laufe von 5 bis 10 Minuten soviel verdünnte wäßrige Ammoniaklösung, etwa 1 N NH40H, zugesetzt, bis eine Säurestufe von pH 7 bis 7,5 erreicht ist. Das frisch gefällte Zirkonoxidhydrat läßt man unter weiterem Rühren bei 70 bis 800 C eine halbe Stunde lang altern und setzt dann 1,3 g konzentrierte Salpetersäure und 1,2 g kon-
• zentrierte Salzsäure zu. Die wäßrige Lösung ist danach wieder stark sauer. Man läßt das Baddeleyitkonzentrat absitzen und gießt die Flüssigkeit mit dem kolloidal verteilten Zirkonoxidhydrat ab und entfernt durch 3 bis 4 weitere Dekantationen mit Wasser das kolloidal verteilte Zirkonoxidhydrat quantitativ vom Baddeleyitkonzentrat ab. Man erhält nach dem Abfiltrieren und Trocknen 99,3 g gereinigtes Baddeleyitkonzentrat mit 0,10 Gewichtsprozent U308; 0,03 Gewichtsprozent ThH2 und einer Radioaktivität von 1370 pC/g a- und 1530 pC/g ,B-Strahlung.
• Beispiel 1 100 g gereinigtes Baddeleyitkonzentrat mit einem Gehalt von 0,12 Gewichtsprozent U308; 0,15 Gewichtsprozent Oho2; 0,006 Gewichtsprozent P2Os und einer Radioaktivität von 2660 pC/g a- und 2140 pC/g ,-Strahlung wird nach der im Vergleichsbeispiel beschriebenen Arbeitsweise behandelt. Es werden zu der wäßrigen Lösung außer 40 g konzentrierter Salpetersäure und 1,5 g Zirkonoxich]oridhexahydrat zusätzlich noch 0,2 g Diammoniumhydrogenphosphat (NH4)2HPO4 zugesetzt. Bis auf diese Änderung entspricht die Durchführung der Reinigung des Baddeleyitkonzentrats der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise. Es werden 99,2 g gereinig- tes Baddeleyitkonzentrat mit 0,10 Gewichtsprozent U308; 0,03 Gewichtsprozent ThO2 und einer Radioaktivität von 1080 pC/g a- und 1190 pC/g ß-Strahlung gewonnen.
• Beispiel 2 100 g desselben Ausgangsmaterials wie in den Beispielen 1 und 2 werden wiederum bei 70 bis 800 C bis zur Ausfällung und Alterung des kolloidal verteilten Zirkonoxidhydrats und unter Zusatz von 0,2 g Diammoniumhydrogenphosphat, wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt. Zum Unterschied von Beispiel 1 wird aber vor dem Ansäuern der wäßrigen Lösung mit 1,3 g konzentrierter Salpetersäure und 1,2 g konzentrierter Salzsäure durch viermaliges Dekantieren das kolloidal gefällte Zirkonoxidhydrat vom leicht absetzbaren Baddeleyitkonzentrat abgetrennt. Nach dem Ansäuern mit 1,3 g konzentrierter Salpetersäure und 1,2 g konzentrierter Salzsäure kann nochmals eine geringe Menge feinverteilter Hydrolysate vom Baddeleyitkonzentrat durch drei- bis viermaliges Dekantieren abgetrennt werden. Man erhält schließlich 99,1 g dekontaminiertes Baddeleyitkonzentrat mit 0,09 Gewichtsprozent U308; <0,02 Gewichtsprozent ThOz; 0,005 Gewichtsprozent P2Os und einer Radioaktivität von 770 pC/g a- und 1030 pC/g fl-Strahlung.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus durch Säurebehandlung oder durch partielle Chlorierung aus gemahlenem Baddeleyit gewonnenen Zirkonoxid, wobei 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 oder die kolloidale Suspension des Zirkonoxidhydrats in der Aufschlämmung des Zirkonoxids erzeugt und nach Alterung des gebildeten Zirkonoxidhydrats auf einen pH-Wert <3 einstellt, das Gemisch bei erhöhten Temperaturen, vorzugsweise bei 60 bis 1000 C, 2 bis 10 Stunden rührt und sodann das Zirkonoxid durch mehrmaliges Ab sitzenl assen und Dekantieren und anschließendes Trocknen wiedergewinnt nach Patent 2051299.6, dadurch gekennz e i c h n e t, daß man der Suspension von Zirkonoxidhydrat 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent Alkali- oder Ammoniumphosphat, bezogen auf zu reinigendes Zirkonoxid, zugibt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ammoniumphosphat Diammoniumhydrogenphosphat zusetzt.

   Gegenstand des Patents 20 51 299.6 ist ein Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus durch Säurebehandlung oder durch partielle Chlorierung aus gemahlenem Baddeleyit gewonnenem Zirkonoxid, wobei 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 oder die kolloidale Suspension des Zirkonoxidhydrats in der Aufschlämmung des Zirkonoxids erzeugt und nach Alterung des gebildeten Zirkonoxidhydrats auf einen pH-Wert <3 einstellt, das Gemisch gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen, vorzugsweise bei 60 bis 1000 C, 2 bis 10 Stunden rührt und sodann das Zirkonoxid durch gegebenenfalls mehrmaliges Absitzenlassen und Dekantieren und anschließendes Trocknen wiedergewinnt.

   Bei dem nach Patent 20 51 299.6 zu reinigenden Baddeleyit handelt es sich im wesentlichen um Baddeleyit, der z. B. in Südafrika bei Phalaborwa aus dem sogenannten Loole Kop gewonnen wird. Nur dieser Baddeleyit ist durch Thorium- und Uranoxide verunreinigt.

   Der Baddeleyit ist in dem Erzkörper des Loole Kop in einer Menge von etwa 0,2 Gewichtsprozent enthalten. Das Baddeleyit enthaltende Erz wird dabei im Tagebau gewonnen. Bisher wurde die sogenannte Foskoritzone des Loole Kop abgebaut und aufgearbeitet. Der dabei anfallende Baddeleyit konnte nach der Lehre des Patents 20 51 299.6 von radioaktiven Beimengungen befreit werden oder es war zumindest möglich, den Gehalt an radioaktiven Bei- mengungen wesentlich zu senken. In den Beispielen des Patents wird eine Verringerung der radioaktiven Strahlungsintensität (a- und ,B-Strahlung) von 3200 auf 730 bzw. 2430 auf 510 pC/g beschrieben.

   Bei dem weiteren Abbau des Loole Kop stößt man nun zunehmend auf die ursprünglich von der Foskoritzone konzentrisch umgebene Carbonatitzone. Die Bestandteile dieses Erzkörpers, d. h. die in ihm vorhandenen mineralischen Bestandteile, sind mechanisch miteinander verzahnt und bereiten bei der Aufarbeitung erhebliche Schwierigkeiten, insbesondere was die Verringerung der Strahlungsintensität, d. h.

   Verringerung der radioaktiven Beimengungen, betrifft.

   Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man das ursprünglich entwickelte und den Gegenstand des Patents 20 51 299.6 bildende Verfahren nur geringfügig modifizieren muß, um auch den aus der Carbonatitzone stammenden Baddeleyit von seinen radioaktiven Verunreinigungen weitgehend zu befreien und einer technischen Verarbeitung zugänglich zu machen. Entscheidend ist dabei, daß die Summe der a- und $Strahlung unter einen Wert von 2000 pC/g verringert wird, da dieser Wert als kritischer Schwellenwert für die gefahrlose technische Weiterverarbeitung eines feinvermahlenen festen Produkts bei verschiedenen Verwendungszwecken angesehen wird.

   Erfindungsgemäß gelingt die Entfernung der radioaktiven Verunreinigungen oder zumindest eine weitgehende Verringerung der radioaktiven Bestandteile unter diesen Wert von 2000 pC/g dadurch, daß man der Suspension von Zirkonoxidhydrat 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent Alkali- oder Ammoniumphosphat, bezogen auf zu reinigendes Zirkonoxid, zugibt.

   Als Alkaliionen kommen insbesondere die des Natriums und Kaliums in Frage. Besonders brauchbar hat sich dabei das Diammoniumhydrogenphosphat erwiesen.

   Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die Verringerung der radioaktiven Strahlungsintensität können den folgenden Beispielen noch näher entnommen werden: Vergleichsbeispiel Ein Baddeleyitkonzentrat, welches mit einer sulfat-, nitrat- und fluorhaltigen Salzsäure behandelt und danach durch eine dreistufige Magnetscheidung, bei der Magnetit und Ilmenit entfernt wurden, weiter gereinigt wurde, hat einen Gehalt von 99,1 Gewichtsprozent ZrO2+HfO2; 0,15 Gewichtsprozent TiO2; 0,51 Gewichtsprozent SiO2; 0,05 Gewichtsprozent Je203; 0,006 Gewichtsprozent P2Os; 0,12 Gewichtsprozent U3Os; 0,15 Gewichtsprozent ThO2 und eine Radioaktivität von 2660 pC/g a- und 2140 pC/g A-Strahlung.