DE2416755C2 - Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus Zirkonoxid - Google Patents
Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus ZirkonoxidInfo
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Description
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 100° C, 2 bis 10 Stunden rührt und sodann das Zirkonoxid durch gegebenenfalls
mehrmaliges Absitzenlasscn 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 Loolc 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 Beimengungen wesentlich zu senken. In den Beispielen
des Patents wird eine Verringerung der radioaktiven Strahlungsintensität (α- und /^-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 51299.6 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 «- 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.
Erfindungsgemaß 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 + HfCh; 0,15 Gewichtsprozent TiCh;
0,51 Gewichtsprozent SiCh; 0,05 Gewichtsprozent Fe:>Cb; 0,006 Gewichtsprozent P2O5; 0,12 Gewichtsprozent
U.iOe; 0,15 Gewichtsprozent ThCh und eine Radioaktivität von 2660 pC/g <■<- und 2140 pC/g ß-Strahlung.
100 g dieses Baddeleyitkonzentrats werden in einer Lösung von 40 g konzentrierter Salpetersäure
und 63 bis 65 Gewichtsprozent HNCb und 1,5 g Zirkonoxichloridhexahydrat
in 280ml Wasser 2 Stunden lang bei 70 bis 80° C durch intensives Rühren
suspendiert. Danach wird im Laufe von 5 bis 10 Minuten soviel verdünnte wäßrige Ammoniaklösung,
etwa 1 N NH4OH, zugesetzt, bis eine Säurestufe von pH 7 bis 7,5 erreicht ist. Das frisch gefällte Zirkonoxidhydrat
läßt man unter weiterem Rühren bei 70 bis 80° 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 danadi
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 Trodcnen 99,3 g gereinigtes Baddeleyitkonzentrat mit 0,10 Gewichtsprozent
03Oe; 0,03 Gewichtsprozent TI1H2 und einer Radioaktivität
von 1370 pC/g «- und 1530 pC/g /*-Strahlung.
100 g gereinigtes Baddeleyitkonzentrat mit einem Gehalt von 0,12 Gewichtsprozent LbOs; 0,15 Gewichtsprozent
TI1O2; 0,006 Gewichtsprozent PaOs
und einer Radioaktivität von 2660 pC/g «- 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 Zirkonoxichloridhexahydrat
zusätzlich noch 0,2 g Diammoniumhydrogenphosphat (NFU^HPOj zugesetzt. Bis auf diese
Änderung entspricht die Durchführung der Reinigung des Baddeleyitkonzcntrats der in Beispiel 1 beschriebenen
Arbeitsweise. Es werden 99,2 g gereinigtes Baddeleyitkonzentrat mit 0,10 Gewichtsprozent
LhOe; 0,03 Gewichtsprozent ThO2 und einer Radioaktivität
von 1080 pC/g α- und 1190 pC/g /f-Strah-Iung
gewonnen.
100 g desselben Ausgangsmaterials wie in den Beispielen 1 und 2 werden wiederum bei 70 bis 80° 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 Baddeleyitkonzenhat 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 UaOs;
< 0,02 Gewichtsprozent ThÜ2; 0,005 Gewichtsprozent P2O5
und einer Radioaktivität von 770 pC/g «- und 1030pC/g ■'-Strahlung.
Claims (2)
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 Gewichts- " prozent 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 100° C, 2 bis 10 Stunden
rührt und sodann das Zirkonoxid durch mehrmaliges Absitzenlassen und Dekantieren
und anschließendes Trocknen wiedergewinnt nach Patent 20 51299.6, dadurch gekennzeichnet,
daß man der Suspension von Zirkonoxidhydrat 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent Alkali- oder Ammoniumphosphat, bezogen auf zu 2S
reinigendes Zirkonoxid, zugibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ammoniumphosphat
Diammoniumhydrogenphosphat zusetzt.
30
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742416755 DE2416755C2 (de) | 1974-04-05 | Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus Zirkonoxid | |
| ZA00752114A ZA752114B (en) | 1974-04-05 | 1975-04-03 | A process for separating radio-active impurities from zirconium oxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742416755 DE2416755C2 (de) | 1974-04-05 | Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Beimengungen aus Zirkonoxid |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2416755A1 DE2416755A1 (en) | 1975-07-24 |
| DE2416755B1 DE2416755B1 (de) | 1975-07-24 |
| DE2416755C2 true DE2416755C2 (de) | 1976-03-18 |
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