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- Beschreibung -Verfahren zur Gewinnung von strahlungsfreien Erdsäureverbindungen
aus komplexen Uran, Thorium, Titan und Seltene Erden enthaltenden Erdsäureerzen
Zur Gewinnung von Tantalverbindungen wurden in der Vergangenheit hauptsächlich Tantalit,
(Fe,Mn)0 .(Ta,Nb)205, und Mikrolith, 6 CaO-3Ta205 NbOF3 als Erze eingesetzt.
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Niob und seine Verbindungen wurden vorwiegend aus Columbit,(Fe,Mn)
O(Nb,Ta)205, und Pyrochlor, (Ca,Ba etc.)0 (Nb205)+(TiO2,Ce203 etc.) gewonnen. Mit
zunehmendem Verbrauch, vor allem an Tantal, wurde es immer schwieriger, diese Erze
zu erhalten. Durch verstärktes Recycling von tantalhaltigen Schrotten und den Einsatz
von tantalhaltigen Zinnschlacken und Strüveriten, (FeO*(Ta,Nb)205.4TiO2, konnte
für längere Zeit die Versorgungslücke geschlossen werden. Komplexe Erze, in denen
die Erdsäuren neben Uran und/oder Thorium und den Seltenen Erden vorkommen, wie
in den Samarskiten, 3(Fe,CaoU02 etc. )0.(CeY etc.
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Euxeniten und ähnlichen Erzen, wurden bisher technisch kaum verwertet
und wenn, dann nur zur Gewinnung der Seltenen Erden und des Yttriums, das man auch
den Seltenen Erdmetallen zurechnet.
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Durch einen Schwefelsäureaufschluß kann man nämlich die Seltenen Erden
und das Thorium in Lösung bringen und von den anderen Begleitern abtrennen (Chem.Engng.
60, Nr. 1, 120 f (1953). Dabei gehen etwas Titan und geringe Anteile
der
Erdsäuren ebenfalls in Lösung. Die Abtrennung erfolgt Ublicherweise durch Hydrolyse,
wobei durch den Einschluß von Lösungsanteilen in die schleimigen Hydrolysefällungen
eine Verunreinigung der Rückstände durch radioaktive Substanzen, die im Erz vorhanden
waren, nicht zu vermeiden ist.
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Es hat in der Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt Wege zur Aufarbeitung
der vorgenannten komplexen Erdsäureerze zu finden. So wird z.B. von A.W. Henderson
und Mitarbeitern ein ChlorierungsverShren zur Aufarbeitung von Euxenit beschrieben
(I.u.E.Chem. Vol. 50, Nr. 4, April 1958, S. 611 f.). Das Verfahren gestattet eine
Vorabtrennung der Gruppen Uran, Thorium und Eisen mit den Seltenen Erden, Titan
als leicht flüchtiges Chlorid und den Erdsäuren entsprechend den Siedepunkten der
Chloride und Oxichloride der infragekommenden Elemente. Die erhaltenen Chloride
können nach der Hydrolyse mit bekannten hydrometallurgischen Verfahren aufgearbeitet
werden. Bei der Chlorierung von Erzen treten allerdings beachtliche apparative Schwierigkeiten
durch Korrosion auf und die Trennung von Chloriden durch fraktionierte Destillation
ist apparativ sehr aufwendig im Vergleich zum Durchsatz der Anlage.
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Aus Patenten und Veröffentlichungen sind eine Reihe von Verfahren
zur Aufarbeitung von Euxenit bekannt. Sie befassen sich ausschließlich mit der Gewinnung
der Seltenen Erden (US Bureau of Mines, Rep. invest. Nr. 5910 und 6577).
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Eine Lehre über die Gewinnung strahlungsfreier Erdsäuren aus den genannten
Erzen vermitteln diese Arbeiten nicht.
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Im Japanischen Patent 6955 vom 21.8.58, Skozo Iimori et al.
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wird ein Verfahren zur Gewinnung der Seltenen Erden,
Erdsäuren
und Uran aus Samarskit und Fergusonit (Y,E,Ce)203.(Nb,Ta)205, genauer beschrieben.
Danach wird zuerst ein Gew.Teil Erz mit drei Gew.Teilen 96 zeiger Schwefelsäure
und einem Gew.Teil Natriumsulfat bei 300 bis 3500 C 1,5 Stunden aufgeschlossen und
der Aufschlußkuchen mit 20 1 kochendem Wasser 1 Stunde gelaugt. Die Yttererden und
Uran gehen dabei in Lösung, während Thorium und die Ceriterden mit den Erdsäuren
im Rückstand verbleiben. Dieser wird mit 9 Liter 10 zeiger Schwefelsäure und 0,3
Liter 30 46igem H202 1 Stunde zur Lösung der Erdsäuren bei erhöhter Temperatur behandelt.
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Nach Abtrennung des Löserückstandes werden die Erdsäuren durch einstündiges
Kochen aushydrolysiert und können so abgetrennt werden. Die Gewinnung von Thorium
und Cer aus dem Filtrat der Erdsäurehydrolyse mit den Ceriterden kann nach bekannten
Methoden erfolgen; ebenso kann das Filtrat aus der Wasserlaugung des Na2S04-H2S04-Aufschlusses
in üblicher Weise zur Gewinnung der Yttererden und des Urans, beispielsweise als
Na2U207, aufgearbeitet werden. Die Erze der Samarskitgruppe enthalten immer erhebliche
Anteile an Ti02, die ebenfalls beim H2S04-Na2S04-Schmelzaufschluß in eine lösliche
Form gebracht werden. Beim Laugen des Schmelzkuchens mit Wasser beginnt die Hydrolyse-des
Titanylsulfates. Der Rückstand, der die Erdsäuren enthält, wird damit verunreinigt,
die Lösungen sind schlechter filtrierbar und beim Lagern der Lösungen treten Nachfällungen
auf. Wird der Rückstand entsprechend dem Verfahren mit H2S04+H202 gelöst, entsteht
Peroxotitansäure, die sich beim Verkochen des H202 zur Hydrolyse der Erdsäuren teilweise
unter Abscheidung von Titanoxidhydrat zersetzt. Um die Wertstoffe der eingesetzten
Erze in reiner Form zu erhalten, sind daher zusätzliche Verfahrensschritte nötig.
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Außerdem werden bei der Hydrolyse der Titanylsulfatlösungen wegen
der ungünstigen Form der Niederschläge Lösungsmittelanteile
eingeschlossen.
Eine unkontrollierte Verschleppung radioaktiver Anteile ist die Folge.
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In der US-PS 2.816.815 wird ein Verfahren zum Aufschluß von komplexen
Erzen mit gasförmigem Fluorwasserstoff beschrieben. Dabei wird auch die Behandlung
mit Fluorwasserstoffsäure erwähnt. Die beim Vorhandensein von strahlenden Bestandteilen
im Ausgangs erz auftretenden Probleme bleiben unerwähnt.
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Gewinnung von strahlungsfreien
Erdsäure-Verbindungen aus komplexem Uran, Thorium, Radium, Titan und Seltene Erden
enthaltenden Erdsäureerzen durch einen Aufschluß des zerkleinerten Erzes mittels
einer Säure, wodurch ein Teil der Bestandteile des Erzes durch Löung in flüssiger
Phase überführt wird und ein anderer Teil in fester Phase verbleibt. Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren so abzuwandeln, daß es unter
Verwendung einfacher Apparaturen und in wirtschaftlicher Weise durchführbar ist
mit dem Ergebnis, daß die Erdsäuren unabhängig von Uran-, Thorium- und Radiumgehalt
des Ausgangserzes in strahlungsfreier Form gewonnen werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß das Uran
einer Behandlung unterzogen wird, nach welcher das gesamte Uran in nur einer Oxidationsstufe
vorliegt, in welcher es beim Aufschluß nicht in die die Erdsäure-Verbindungen enthaltende
Phase übertreten kann.
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Auf diese Weise ist eine allen praktischen Erfordernissen genügende
Abtrennung der strahlenden Substanzen von den Erdsäure-Verbindungen möglich, wobei
ggf. die die strahlenden Substanzen enthaltende Phase zur Gewinnung von
Wertstoffen,
vorzugsweise der Uranverbindungen, weiterbehandelt werden kann. Dies geschieht im
allgemeinen unter Verwendung einer anderen Säure als es beim vorerwähnten Aufschluß
der Fall war.
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So sieht die Erfindung die Möglichkeit vor, in einer ersten Stufe
das fein gemahlene Erz 500 Mm mit der -Je nach Konzentration - 0,5 bis 6-fachen
Gewichtsmenge 70 bis 96 zeiger Schwefelsäure anzuteigen und unter Rühren oder Kneten
auf 220 bis 3500 C zu erhitzen. Während der 0,5 bis 3-stündigen Aufschlußphase muß
die Schwefelsäure-Erz-Suspension mit Luft zur Oxidation gebracht werden, um die
Elemente in den Verbindungen der höchsten Wertigkeitsstufe zu erhalten. Dieser Verfahrensschritt
ist wichtig, um Elemente wie z.B. Uran zusammen mit den Seltenen Erden, Titan und
Thorium in Lösung zu bringen, bevor sich wesentliche Mengen der Erdsäuren lösen.
Nach Beendigung des Aufschlusses wird das Gemisch abgekühlt und in Wasser eingetragen.
Die entstehende wäßrige Lösung muß zwischen 30bis 100 g freie Schwefelsäure pro
titer töselauge enthalten.
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In der Lösung sind die Seltenen Erden, Titan, Uran und Thorium, aber
sehr wenig Erdsäuren enthalten. Nach Abtrennung der Lösung vom Löserückstand durch
Dekantieren, Filtrieren oder Zentrifugieren wäscht man den LöserUckstand mit verdünnter
Schwefelsäure nach und überführt den Rückstand in ein zweites Aufschlußgefäß.
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Ae abgetrennte Lösung enthält über 90 96 des Urans und Titans, mehr
als 95 % der Seltenen Erden, Yttrium und Thorium, aber weniger als 5 % der Erdsäuren,
bezogen auf die ursprünglich im Erz vorliegenden Mengen.
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In einer zweiten Verfahrens stufe wird dann der Rückstand der ersten
Verfahrensstufe mit 70 %iger Flußsäure und
konzentrierter Schwefelsäure
(96 %ig) versetzt und unter Rühren in geschlossenen Aufschlußgefäßen auf 80 bis
1200 C erwärmt. Die Endkonzentration an Flußsäure muß zwischen 8 und 30 normal und
die der Schwefelsäure 6 bis 25 normal sein, wobei bei hoher Flußsäurekonzentration
eine niedrige Schwefelsäurekonzentration gewählt wird und umgekehrt9 bei hoher Schwefelsäurekonzentration
eine niedrige Flußsäure konzentration gewählt werden kann. Die Aufschlußdauer schwankt
Je nach Temperatur zwischen 6 bis 20 Stunden.
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Aus der Lösung können direkt mit Methylisobutylketon oder anderen
geeigneten, aus der Literatur bekannten organischen Extraktionsmitteln wie Diäthylketon,
Cyclohexanon, Din so butylketon, Tributylphosphat, Diäthyläther, Amylalkohol, Methyläthylketon,
Diisopropyläther und Triisooctylamin, die Fluorokomplexe der Erdsäuren extrahiert
werden. Das wäßrige, stark saure Raffinat wird zur Verminderung des Fluß- und Schwefelsäureverbrauches
für weitere Aufschlüsse wieder eingesetzt. Aus der organischen Phase werden Niob
und Tantal selektiv durch stufenweise Verminderung der Säurekonzentration reextrahiert
oder ausgefällt und das Keton für weitere Extraktionen verwendet. Es werden so über
96 96 des Tantals und 95 % des Niobs der im Erz vorhandenen Mengen in strahlungsfreier
Form gewonnen. Restlaugen und Waschwasser werden zur Bleminierung der letzten radioaktiven
Strahlungsreste, die durch Spuren von RaSO4 verursacht werden, einer BaS04-Kollektorfällung
unterwor fen und anschließend der Abwasseraufbereitung zugeführt.
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Messungen der radioaktiven Strahlung auf die Nuklide U 238, Ra 226,
Th 232 und Ra 228 mit einem Vierkanal t-Spektrometer ergaben bei den Erdsäureprodukten
keine meßbare Strahlung.
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Bei einer anderen erfindungsgemäßen Durchführung des Verfahrens wird
das feingemahlene Erz 440 Mm mit 30 bis 40 % der stöchiometrisch notwendigen Menge
an 70 zeiger Flußsäure versetzt. Da die Reaktion exotherm ist, darf zu Anfang nicht
zuviel Wärme zugeführt werden. Der Aufschluß erfolgt bei 800 C unter Rückfluß der
entweichenden Flußsäure. Abhängig vom eingesetzten Erztyp dauert der Aufschluß 4
bis 20 Stunden. Danach liegen Niob und Tantal nahezu quantitativ in gelöster Form
vor.
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Da im allgemeinen das Uran zumindest teilweise in seiner 6-wertigen
Form in den Erzen vorhanden ist, würde es, wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen
werden, ebenfalls mit Niob und Tantal in Lösung gehen. Da dies verhindert werden
soll, wird das U (VI) zu U (IV) reduziert, da es in der letztgenannten Form durch
Flußsäure nicht gelöst wird. Zu diesem Zweck wird während des Lösungsvorganges ein
geeignetes Reduktionsmittel, vorzugsweise metallisches Eisenpulver in Mengen von
30 bis 50 kg pro Tonne Erz zugegeben. Auf' diese einfache Weise wird ohne zusätzliche
Maßnahmen erreicht, daß das Uran als U (IV) in festem Rückstand verbleibt, so daß
die Lösung von Uran und Thorium praktisch frei ist. Dadurch werden Uranverluste,
die ohne die reduzierende Behandlung durch Bildung löslicher Uranylfluoride auftraten,
vermieden.
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Nach Beendigung des Aufschlusses wird das Reaktionsgemisch abfiltriert;
der Filterkuchen wird mit warmer verdünnter Flußsäure gewaschen. Das Filtrat, das
eine Flußsäure-Konzentration zwischen 10 und 20 normal aufweist, enthält die Erdsäure
zu über 97 96 und Jeweils weniger als 0,03 96 Thorium und Uran. Der Radiumgehalt
hängt ab von der Erzsorte und der Reaktionszeit und liegt zwischen 7 ng/l und
21
ng/l. Durch eine Radiumfällstufe wird durch Zusatz von Ba(N03)2 und (NH4)2S04 die
Restmenge von Radium praktisch vollständig entfernt. Aus der geklärten Lösung können
durch Solventextraktion, wie bereits genannt, die Fluorokomplexe des Tantals und
des Niobs extrahiert werden. Der Rückstand enthält Jeweils über 98 % des Urans und
Thoriums bezogen auf die ursprünglich im Erz vorliegenden Mengen.
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Radium bleibt praktisch vollständig im Rückstand, so daß die die Erdsäure-Verbindungen
enthaltene flüssige Phase strahlungsfrei ist.
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Der Rückstand kann zur Urangewinnung auf unterschiedliche Weise aufgeschlossen
werden.
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Eine Möglichkeit besteht darin, ihn mittels konzentrierter Schwefelsäure
in doppelter Gewichtsmenge des Rückstandes bei einer Temperatur von 150 bis 1700
C in 1 bis 2 Stunden völlig aufzuschließen. Der entweichende Fluorwasserstoff wird
kondensiert und in den Prozeß zurückgeführt.
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Die erkaltete Aufschlußmasse wird nach der Digestion mit Wasser eine
Stunde bei 800 C gelaugt. Bei dieser Laugung muß mit einer Zugabe von Oxidationsmitteln
gearbeitet werden, damit anionische Uranylsulfatkomplexe entstehen, das Uran somit
als U (VI) vorliegt. Die Lösung enthält bis zu 99 % der Uranverbindungen. Zur Urangewinnung
wird die Lösung nach bekannten Methoden weiterbearbeitet.
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Bei einer anderen Verfahrensführung wird der feste Rück stand mit
20 Gew.%iger Schwefelsäure unter Zugabe von Oxidationsmitteln in der Siedehitze
(1050 e) aufgeschlossen. Durch Zugabe von Quarzmehl wird durch Bildung von H2(SiF6)
die HF-Emission unterbunden. Die Extraktionsraten bei Anwendung dieser Aufschlußmethode
liegen bei 90 %
Uranausbeute; Thorium wird zu 1,5 % gelöst. Zur
Urangewinnung wird die Lösung nach bekannten Methoden weiterbearbeitet.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, durch Laugung des festen Rückstandes
mit Soda- oder natronalkalischer 10 %iger K2S2O8-Lösung eine selektive Uranauslösung
zu bewirken. Bei Laugungszeiten von 48 Stunden sowie Temperaturen bei 800 C werden
92 % des Urans, aber nur 0,1 % Thorium gelöst. Nach Abtrennen der Lösung vom Rückstand
durch Filtration wird mittels bekannter Methoden Uran ausgefällt.
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Schließlich besteht auch die Möglichkeit, den festen RUckstand mit
10 %iger Aluminiumnitratlösung unter Zugabe von Natriumchlorat als Oxidationsmittel
zu laugen. Auf diese Weise kann eine über 90 %ige Uranauflösung erreicht werden.
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Thorium wird zu ca. 3 % gelöst. Nach einer Fest-Flüssig-Trennung kann
Uran durch spezielle Fällungsreagenzien selektiv gefällt werden.
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Beispiel 1: a) 1000 g gemahlenes Samarskiterz < 150 µm (Durchschnittskorngröße)
mit der Zusammensetzung: Nb205 19,13 , MnO 6g22 % Ta205 18,21 , CoO 0,18 % Y203
13,44 % FeO 2,17 % U208 4,0 % SnO2 4,28 % Th02 2,42 % A1203 0,22 , TiO2 12,4 % SiO2
1,02 % WO3 2,86 % P205 2,03 % wurden mit 2000 g konzentrierter Schwefelsäure (96
%ig) versetzt, unter Rühren und Durchleiten von Luft auf 250° C erwärmt und 1 Stunde
auf dieser Temperatur gehalten. Nach Abkühlung des Aufschlußkuchens wurde die erstarrte
Masse grob zerkleinert, unter Rühren in 25 1 80° C heißes Wasser eingetragen und
nach Beendigung der Feststoffzugabe noch 30 Minuten weitergerührt. Die Festz stoffe
konnten absitzen, die überstehende Lösung wurde dekantiert. Der Rückstand (I) wurde
zweimal mit verdAnnter, etwa 1 normaler Schwefelsäure nachgewaschen. Die erhaltenen
DeRzantnte wurden vereinigt und können der Gewinnung reiner Uran-, Thorium- und
Yttriumverbindungen zugeführt werden, die in bekannter Weise, etwa nach dem im Ullmann,
Bd. 17, S. 361, Ausgabe 1966, beschriebenen Verfahren erfolgen kann.
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b) Der 682 g schwere Rückstand (I) der ersten Verfahrensstufe wurde
mit einem halbenLiter Wasser angeteigt und unter Rühren in ein verschließbares Aufschlußgefäß
eingetragen,
in dem 1000 g Flußsäure (70 sig) und 800 g Schwefeishure
(96 ig) vorgelegt waren. Das Reaktionsgemisch wurde 8 Stunden bei 1000 C zur Vervollständigung
der Reaktion belassen. Nach Abkühlen der Lösung.und Absitzenlassen des Löserückstandes
wurde die überstehende saure Lösung durch Dekantieren abgetrennt. Der Rückstand
wurde mehrmals mit HF/H2S04-Lösung obiger Zusammensetzung nachgewaschen. Das Gewicht
des Löserückstandes der zweiten Verfahrensstufe betrug 168 g. Die flußsauren Lösungen
dieser zweiten Verfahrens stufe wurden vereinigt und einer mehrstufigen Gegenstromextraktion
mit Methylisobutylketon zur Abtrennung der Erdsäuren von den restlichen Verunreinigungen
unterworfen, entsprechend dem im US-Report of Investigation No. 5862, 1961, Bureau
of Mines angegebenen Verfahren. Die getrennte Reextraktion der Erdsäuren erfolgte
ebenfalls wie dort angegeben. Die Auswaagen an reinem Nioboxid betrugen 182,1 g,
an reinem Tantaloxid 175,7 g, die entsprechenden Ausbeuten lagen bei 95,2 % für
Nb205 und 96,7 96 für Ta205. Diese Ausbeuteangaben beziehen sich auf den Erdsäuregehalt
des Samarskiterzes.
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Sowohl das Raffinat der sauren Aufschlußphase als auch die im Fortgang
der Reextraktion und Erdsäurefällung anfallenden Waschlösungen wurden zur vollständigen
Beseitigung der Spuren radioaktiven Radiums durch eine Bariumsulfat-Kollektorfällung
gereinigt, damit eine Kontamination der Abwasser-Aufbereitungsstufen mit Reststrahlung
vermieden wurde.
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Beispiel 2: a) 300 g des gemahlenen Fergusoniterzkonzentrats, Korngröße
<40 damit der Zusammensetzung Nb205 19,54 Gew.% MhO 0,14 % Ta205 2,13 Gew.% Ca0
< 0,002 % Y203 19,19 Gew.% FeO 1,06 U3°8 3,11 Gew.% Fe203 7,80 % ThO2 3,27 Gew.%
Sb203 <0,05 % TiO2 1,47 Gew.% CaO 0,74 % WO3 1,0 Gew.% P205 1,63 % ZrO2 0,18
Gew.% Bi203 < 0,01 % A1203 1,4 Gew.% SnO2 0,09 % Ra 226 8,7 ng/g wurden mit 500
g Flußsäure (70 %ig) versetzt und unter Stickstoffatmosphäre sowie unter Zugabe
von 30 bis 60 kg Eisenpulver pro Tonne Erz 16 Stunden lang gerührt. Die Laugungstemperatur
betrug 800 C. Nach Beendigung des Laugevorgangs wurde die noch warme Trübe abfiltriert
und der Rückstand dreimal mit warmer 40 %iger Flußsäure gewaschen. Die Lösung, deren
Acidität etwa 20 N betrug, enthielt <0001 g/l U308, <0,002 Th02, 4,0 g/l Ta205,
82 g/l Nb205 sowie 9,1 ng Ra 226/1.
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Bezogen auf den Gehalt des Ausgangserzes wurden somit 98 % des Tantals
und 92 % des Niobs gelöst, während Uran nur zu 0,01 % und Thorium nur zu(0,03 %
extrahiert wurde.
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Zur Entfernung der Restkonzentration von Ra 226 mittels Kollektorfällung
wurde die Lösung in einer Fällstufe mit 0,5 g Ba/l (NO3)2 unter Zugabe von (NH4)2S04
bis zu einer
Konzentration von 0,1 N behandelt.
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Die Lösung enthielt nach der Kollektorfällung noch etwa 2 ng Ra/l.
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Die so erhaltene Lösung war im Sinne der Strahlenschutzverordnung
frei von strahlenden Bestandteilen und konnte der Gewinnung von reinen Tantal- und
Niobverbindungen nach bekannter Weise zugeführt werden.
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b) Von dem 174,4 g schweren Rückstand der ersten Verfahrensstufe,
der u a. 5,20 % U308, 4,90 % Th02, 0,28 96 Ta205, 1,3 % Nb205 sowie ca. 13 ng Ra
226/g enthielt, wurden 40 g mit konzentrierter Schweflsäure im Verhältnis Rückstand
Säure = 1 : 2 angeteigt. Das Gemisch wurde unter Rühren 3 Stunden bei 1700 C aufgeschlossen.
Die erkaltete Aufschlußmasse wurde nach dem Abkühlen mit Wasser verdünnt, oxidiert
und eine halbe Stunde bei 800 C gelaugt. Nach dem Abfiltrieren der Lösung sowie
3-maligem Auswaschen des Rückstandes mit warmer verdünnter Schwefelsäure wurden
die Lösungen dieser zweiten Verfahrensstufe vereinigt.
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Bezogen auf die im Rückstand vorliegenden Mengen enthielt die Lösung
mehr als 99 , Uran und Thorium.
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Das Gewicht des Löserückstandes der zweiten Verfahrens stufe betrug
4,2 g. Aus der abgetrennten Lösung wurde nach pH-Einstellung in einer mehrstufigen
Solventextraktion das Uran nach bekannten Verfahren durch tertiäre Amine abgetrennt.
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Den aetailliert) beschriebenen Beispielen können weitere Variationsmöglichkeiten
hinzugefügt werden:
So wurde beispielsweise der Aufschluß gemäß
der ersten Verarbeitungsstufe so ausgeführt, daß das feingemahlene Samarskiterz
mit der 0,7-fachen Menge konzentrierter Schwefelsäure vor dem (thermischen) Aufschluß
pelletiert wurde und die erforderliche Oxidation durch Rösten dieser Pellets im
Drehrohrofen bei 3500 C durchgeführt wurde.
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Dieses Rösten der Aufschlußmasse im Drehrohrofen wurde unter anderem
auch unter Zufuhr von Snuerstoff-angereicherter Luft durchgeführt, wobei dieser
zusätzliche Aufwand Jedoch gegenüber Normalluft keinen verbesserten Aufschlußgrad
bringt.
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Die angegebenen Verfahrensvarianten sollen Jedoch die Ausführungsmöglichkeiten
des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht einschränken, sondern verdeutlichen? daß
Je nach Konzentration der verwendeten Schwefelsäure und Konsistenz der Aufschlußmischung
Temperaturen und apparative Vorrichtungen der erfindungsgemäßen Aufgabe angepaßt
werden müssen.
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Messung der Strahlungsintensitäten Die Ermittlung der radioaktiven
Strahlung der in den einzelnen Verfahrensstufen anfallenden Feststoffe und Lösungen
erfolgte mit einem Vielkanal- g-Spektrometer Modell S 80 der Fa. Canberra, der Typ
des Detektorkristalls t2Closed end coaxial modell 7229, Efficiency 25,5 %" der Firma
Canberra bestand aus Li-dotiertem Germanium. Die nachfolgende Tabelle zeigt, wie
sich die Nuklide U 238, Ra 226, Th 232 und Ra 228 ausgehend von Samarskiterzen auf
die einzelnen Verfahrensstufen aufteilen:
Nuklid Samar- Aufschluß-
RUck- Ta,Nb- Rück- Restskit lösung stand Oxid stand lauge 1 kg Stufe I Stufe I 357,8
g Stufe II 682 g 168 g U 238 11,2/uCi 10,1 µCi 1,06/uCi <0,01 µCi 1 µCi 0,05
Ra 226 10,5 " 0,15 " 10,3 " <0,01 " 10,2 " <0,01 Th 232 2,17 " zutr 2,05 "
0,11 " <0,01 " 0,1 " <0,01 Ra 228 2,14 " 0,07 " 2,03 " <0,01 " 2 " <0,01
Im Rahmen der Meßgenauigkeit des # -Spektrometers konnte beim Ta- und Nb-Oxid keine
radioaktive Strahlung festgestellt werden.
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In der ersten Verfahrensstufe wurden 90,3 % des U308 und 95,1 % des
ThO2 aus demlSamarskiterz herausgelöst. Die im Rückstand I verbliebenen Anteile
dieser Elemente wurden bei Anwendung der Flußsäure/Schwefelsäurelaugung nicht in
nennenswerten Anteilen gelöst und gelangten somit in den Rückstand der zweiten Verfahrensstufe.
Bezogen auf die Auswaage dieses Rückstandes liegtder U308-Gehalt bei 2,3 % und der
ThO2-Gehalt bei 0,7 %. Dieser Rückstand kann somit der erneuten Urangewinnung nach
bekannten Methoden zugeführt werden.