DE2554651C2

DE2554651C2 - Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Verunreinigungen aus Baddeleyit

Info

Publication number: DE2554651C2
Application number: DE2554651A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Chem. Dr. 5210 Troisdorf Deneke; Arnold Dipl.-Chem. Dr. 5000 Köln Lenz
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1975-12-05
Publication date: 1983-07-14
Also published as: DE2554651A1; ZA767224B; BR7608096A; US4268485A

Description

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Das erfindungsgemöße Verfahren wird durch das Bei- Beispiel
spiel naher erläutert.

Das eingesetzte Baddeleyit-Konzentrat besitzt eine I kg Baddeleylt-Konzentrat der obigen Zusammenset-

Sirahlungsintensitat von 490 pCi/g und entspricht ful- zung mit > 98% (ZrO₂ -t- HfOi) mit KorngröBen von

gender chemischer Zusammensetzung in Gew.-*: > maximal 2% > 0,4 mm wird auf Korngrößen maximal

2% > 0,06 mm vermählen und bei ca, 120° C mit einem

^Si°² °-]° Liter 40*iger wäßriger NaOH-Lösung 5 Stunden behan-

TiO₂ 0,40 jjeH _{Nach dem} Absftzenlassen und Dekantieren wird das

Fe₂O, 0,18 Zirkoniumdioxid mit Wasser und anschließend mit ver-

AI₂O₁ 0,10 ,„ dünnter wäßriger Salzsäure neutral gewaschen und

CaO 0,065 anschließend getrocknet.

MgO 0,058 _Dje ursprüngliche Gesamtstrahlungsintensftät war von

ZrO₂+ HfO₂ > 98 _{490 auf} _11Q _{pCl/g ernledrjgl}. Q₃₅ resultierende Zirkoni-

Die Radioaktivität wurde mit einem Ge(Li)-Detektor umdioxid entsprach in seiner chemischen Zusammenset-

bei Meßzeiten zwischen 5 und 10 Stunden gemessen. Zur ι > zung (ausgenommen radioaktive Verunreinigungen) dem

Auswertung wurden je 3 Linien der Uran-238- bzw. Tho- eingesetzten Baddeieyit-Konzentrat.
rium-232-Zerfallsreihe benutzt.
Angegeben ist jeweils die Gesamtakilvität.

Claims

1 2 Gew.-'Vr (ZrOj + HfO?) herzustellen, das gleichzeitig auch Patentansprüche: einen unbedenklichen Gehalt an radioaktiven Verunreinigungen enthalt. Derartige Baddeleyitkonzentrate ent-

1. Verfahren zum Abtrennen radioaktiver Verun- halten noch radioaktive Verunreinigungen In einer reinigungen aus gemahlenem, vorgereinigtem Badde- 5 Menge, die Strahlungsintensitäten von 2000-3200 pCi/g leyit-Konzentrat, das zu > 98 Gew.-% aus Zirkondi- aufweisen (vgl, Ausgangsprodukte der DT-AS 24 16 755) oxid (ZrOj + HfOJ besteht, durch Behandeln mit und der DT-AS 20 51 299).

einer wäßrigen Lösung und Isolieren des Zirkondio- Die In diesen Veröffentlichungen beschriebenen Ver-

xids, dadurch gekennzeichnet, daß man das fahren haben die Abtrennung radioaktiver Verunrefnl-

Baddeleyit-Konzentrat zwischen 2 und 15 Stunden io gungert aus Zirkoniumdioxid, das durch Säurebehand-

m!t einer wäßrigen Alkalihydroxidlösung Im Tempe- lung von Baddeleyit oder durch partielle Chlorierung von

raturbereich zwischen 80 und 140" C behandelt. Baddeleyit gewonnen wurde, zum Ziel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Be! diesen Verfahren wird aus dem Baddeleylt-Konzeichnet, daß man die Behandlung mit einer 20 bis 50 zentrat mit mehr als 99 Gew.-% ZrOj + HfOj durch einen Gew.-%igen Alkalihydroxidlösung durchführt. 15 Chemlsorptlonsprozeß mit Zirkoniumdioxidhydrat mit

und ohne Phosphatzusatz ein Zirkoniumdioxid mit ver-

mlnderter Strahlungsintensität von z. B. 510 pCl/g

gewonnen. Diese Strahlungsintensitäten sind aber für die weitere Verarbeitung bzw. Verwendung iiv-rer noch zu

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum 20 hoch.

Abtrennen radioaktiver Verunreinigungen aus gemahle- Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah-

nem. vorgereinigtem Baddeleyitkonzentrat, das zu > 98 ren zur Herstellung eines Zirkoniumdioxids mit einer

Gew.-% aus Zlrkondloxid (ZrO₂ + HfOi) besteht, durch unbedenklichen Gesamtstrahlungsintensität zur VerlQ-

Behandeln mit einer wäßrigen Lösung und Isolieren des gung zu stellen.

Zirkondioxids. 25 Bei der Durchführung des erflndungsgemäßen Verfah-

Zirkonlumdloxid gewinnt steigende Bedeutung im rens geht man von einem Baddeleyit-Konzentrat aus. das

keramischen Sektor. Z. B. setzt man bei der Synthese zu > 98 Gew.-% aus ZrO₂ + HfO₂ besteht. Zu einem sol-

von keramischen Farbkörpern auf Zirkoniumbasis unter chen Baddeleylt-Konzentrat gelangt man beispielsweise

Verwendung bestimmter chromophorer Ionen wie Eisen, durch Reinigungsverfahren, wie sie In der FR-PS

Vanadium und Praseodym bevorzugt ein möglichst rel- 30 15 57 167 oder DT-AS 19 34 660 beschrieben werden,

nes ZrO₁ ein. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die

Aufgrund des hohen Schmelzpunktes von Zirkonium- Gewinnung eines Zirkoniumdioxids hoher Reinheit in

dloxid und seiner großen Resistenz gegen Metall- und bezug auf störende Elemente wie Aluminium, Eisen,

Schlackenschmelzen hat es auch In der Oxidkeramik und Titan und dgl., das gleichzeitig eine unbedenkliche

ir* Hochfeuerfestbereich vielseitige Verwendung gefun- 35 Gesamtstrahlungsintensität von < 300 bis < pCl/g auf-

den. weist.

An den Rohstoff Zirkoniumdoixid sind besondere Zur Abtrennung radioaktiver Verunreinigungen geht

Anforderungen bezüglich seiner radioaktiven Unbedenk- man erfindungsgemäß so vor, daß man vorgereinigtes

lichkelt zu stellen, da Im Verlaufe der keramischen Ver- Baddeleyit-Konzentrat mit einem Gehalt an > 98 Gew.-%

arbeitungsprozesse und auch bei Anwendung der fertigen «> (ZrO₂ + HfO₂) mit wäßriger Alkalihydroxidlösung bei

Formkörper, z. B. Wandplatten mit einem keramischen einer Temperatur zwischen 80 und 140° C zwischen 2

Farbkörper auf Zlrkonlumdloxld-Basls, radioaktive Strah- und 15 Stunden behandelt,

lungen vermieden werden müssen. Das zu behandelnde Baddeleyit-Konzentrat wird zuvor

Die Radioaktivität bestimmter Zirkoniumoxide rührt auf Korngrößen von maximal 2% > 0,06 mm zerkleinert,

von Verunreinigungen durch UjOi und ThO₂ und damit *5 Die Behandlung wird zweckmäßlgsrweise mit 10 bis 60

von den Isotopen U-238 und Th-232 und deren Spaltpro- Gew.-%|gen, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-^igen wäßrl-

dukten her. Dieses Zlrkonlurndioxld wird aus natOrli- gen Alkallhydroxldlösungen, vorzugsweise Natrium-

chem Baddeleyit aufbereitet. hydroxldlösungen. bei Normaldruck durchgeführt. Die

In jüngster Zelt haben Baddeleylte, vor allem sOdafri- Behandlungsdauer bewegt sich je nach dem Gehalt an

kanlschen Ursprungs, eine steigende Bedeutung gegen- so radioaktiven Verunreinigungen in dem Baddeleyit-Kon-

über dem anderen wesentlichen Rohstoff Zirkon (Zirko- zentrat und je nach dem gewünschten Reinigungsgrad

nlumsllikai) mit Hauptvorkommen In Austrahlien zwischen 2 bis 15 Stunden.

gewonnen. Zirkoniumdioxide aus dem letztgenannten Das Zirkoniumdioxid wird nach dem Absitzenlassen

Rohstoff sind mit einer Strahlungsintensität (als Summe von der wäbrlgen Natronlauge zweckmäßig durch

der x- + /J-Sirahlung) von 20 bis 30 pCl/g als unbedenk- 55 Dekantieren abgetrennt und anschließend neutral gewa-

lich zu bezeichnen. Dagegen zeigen Zirkoniumdioxide sehen. Zweckmäßig verwendet man verdünnte Säurelö-

aus Baddeleyit, die mit Pechblende vergesellschaftet sungen. Insbesondere verdünnte Salzsäurelösungen,

sind, nach mechanischer Abtrennung der Pechblende Nach dem Waschen wird das ZrO₂ erneut dekantiert und

sehr hohe Strahlungsintensitäten von z. B. 3000-5000 getrocknet.

pCi/g. Durch Behandeln des mechanisch vorgereinigten ^w Da sich Hafnium hinsichtlich seiner physikalischen

Baddeleylts mit chemischen Methoden, beispielsweise Eigenschaften und seines chemischen Verhaltens von

durch Säurebehandlung (FR-PS 1557 187) oder partielle Zirkonium praktisch nicht unterscheidet. Ist eine Tren-

Chlorlcrung (DT-AS Γ9 34 660) gelingt es zwar, einen nung der beiden Elemente zum einen sehr schwierig.

Teil der verunreinigenden Begleitelemente abzutrennen zum anderen aber auch überflüssig. Soweit daher In der

und aus dem rohen Baddeleyit ein Baddeleyitkonzentrat ⁶⁵ Beschreibung und den Beispielen der vorliegenden

mit einem Gehalt an > 98 Gew.-* (ZrO₂ +■ HfO₂) zu Anmeldung Im Zusammenhang mit dem erflndungsge-

gewinnen. Jedoch gelingt es bei diesen bekannten ReInI- mäßen Verfahren von ZrOi die Rede Ist. Ist Immer die

gungsverfahren nicht, ein Baddeleyitkonzentrat mit > 98 Summe von ZrOi und HfO₂ gemeint.