DE694152C - Verfahren zur Abtrennung von Thorium aus Thorium neben Eisen enthaltenden Stoffen, insbesondere aus - Google Patents

Description

• Verfahren zur Abtrennung von-Thorium aus Thorium neben Eisen enthaltenden Stoffen, insbesondere aus durch Fällung erhaltenen Eisen-Thorium-Schlämmen Aus Stoffen, die Thorium neben Eisen enthalten, ist eine Abtrennung des Thoriums nur mit besonderen Schwierigkeiten durchzuführen. Derartige Gemische fallen beispielsweise bei der Behandlung von Thorium neben Eisen enthaltenden Lösungen mit Alkalien gn. Eine solche Behandlung erweist sich als @erforderlich bei der Verarbeitung von Lösungen, die durch Behandlung von ausgebrauchten Katalysatoren für die Kohlenoxydhydrierung erhalten werden und neben Kobalt und Thorium noch Eisen :enthalten, das in die Lösung aus der als Trägermasse verwandten, Kiesielgur übergegangen ist. Werden solche Lösungen vorsichtig mit Alkalien versetzt, so fällt das Thorium zunächst mit dem Eisen aus. Eine Gewinnung des Thoriums aus diesen Eis@en-Thorium-Schlämmen durch direkte Behandlung mit Sodalauge ist nicht möglich, da auch bei langdauernder Einwirkung von starker Sodalauge noch der größte Teil ungelöst bleibt.
• Es wurde nun erkannt, d.aB die Wiedergewinnung des Thoriums aus den Stoffen, die Thorium neben Eisen enthalten, besonders aus durch-Fällung erhaltenen Eisen-Thorium-Schlämmen, durchgeführt werden kann, wenn der Schlamm hierfür zunächst in eine saure Lösung übergeführt wird, wozu Salpetersäure, Schwefelsäure, Salzsäure sowie alle übrigen lösliche Salze liefernden Säuren benutzt werden können. überraschenderweise gelingt es, den größten Teil des Thoriums in eisenfreier Form dadurch in Lösung zu halten, daß die Lösung der beiden Elemente mit einer Lösung von überschüssigem Alkalicarbonat, beispielsweise Soda, die zweckmäßig im Verhältnis 1:4 bis i : 8, berechnet auf das in der Lösung enthaltene Thoriumoxyd, versetzt ist, wobei das Eisen in Form des Hydroxyds ausgefällt wird. Zweckmäßig werden bei dieser Fällung schwacherhöhte Temperaturen, beispielsweise solche von ¢o bis 5o°, angewandt, um mit Sicherheit ein Auskristallisieren des gebildeten 1\Tatrium-Thorium-Doppelsalzes auszuschließen. Die Gewinnung des Thoriums aus der eisenfreien Natrium-Thorium-Carbonat-Lösungkann alsdann durch Verkochen der mit Wasser und etwas Natronlauge verdünnten Lösung erfolgen, wobei das Thoriums.alz in der Siedehitze quantitativ zu Hydrocarbonat hydro-Iisiert wird.
• Auf die 'angegebene Weise gelingt bereits die Abtrennung von etwa 9o % des Thoriums in eisenfreier Form. Mit Hilfe des Verfahrens können aber auch die restlichen Mengen des Thoriums vom Eisen abgetrennt werden. Hierfür wird der ausgefällte Niederschlag, bestehend aus Eisenhydroxyd und dem restlichen Thorium, in Säure gelost und die erhaltene Lösung mit der gleichen Menge Soda, bezogen auf das ursprünglich vorhandene Thoriumoxyd, versetzt, wobei zur möglichst völligen Abtrennung des Thoriums vom Eisex zweckmäßig in größerer Nähe des Siedepunktes der Lösung liegende Temperaturen, z. B. von 8o bis 9o°, angewandt werden. Hierbei verbleibt praktisch die gesamte Menge des noch vorhandenen Thoriums in Lösung. Das ausgefällte Eisenhydroxyd enthält im allgemeinen nur -noch etwa o,5% des ursprünglich im Eisen-Th.oriwn-Schlamm :enthaltenen Thoriumoxyds, das gegebenenfalls durch nochmalige Lösung und Fällung gewonnen werden kann.
• Als besonders vorteilhafte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich die Arbeitsweise ergeben, die Alka.li-Thorium-Doppelcarbonat-Lösung, die durch Zugabe von Älkalicarbonat zu der sauren Lösung der zweiten Stufe erhalten wird, ,gegebenenfalls nach Vereinigung nut der als Waschlauge verwandten Alkali-Carbonat-Lösung zur Fällung des Eisens in der sauren Lösung der ersten Stufe zu benutzen. Von besonderer Bedeutung ist neben der restlosen Wiedergewinnung des Tho-riums die vollständige Ausschließung schädlicher und schwer verarbeitharer Nebenerzeugnisse. Das gleichzeitig erzeugte Eisenhydroxyd kann im Laufe der Benzinsynthese zu der Feinreinigung des Synthesegases Verwendung finden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren sei an einem Beispiel erläutert.
• - Beispiel Aus Eisen-Tho@rium-Schlämmen, die als Vorfällurg bei der Behandlung von sauren Lösungen ausgebrauchter Kobalt-Thorium-Kieselgur-Katalysatoren für die Kohlenoxydhydrierung mit Alkalicarbonaten erhalten sind und in denen Thorium und Eisen annähernd im Verhältnis 1:3 enthalten sind, wird durch Be: handlung mit Salpetersäure eine Lösung hergestellt, die im Liter 66 g Th02 und 27 g Fe20., aufweist. Zur Ausfällung des Eisens aus dieser Lösung wird eine Sodalösung benutzt, die i 5o g/lenthält. Auf i Teil Th 02 in der zu fällenden Lösung werden 6 Teile -wasserfreie Soda zur Anwendung gebracht. Nach Ausfällung mit anschließendem 1/4stündigem Rühren und Auswaschen des Niederschlages mit 2o% der zur Lösung gegebenen Sodamenge sind in den vereinigten Flüssigkeiten 9i% der Gesamtmenge des Thoriumoxyds enthalten, wähnend in der Fällung 9% Th02 verbleiben. Die Fällung wird in Salpetersäure gelöst und die Lösung mit der gleichen Menge Soda wie in der ersten Stufe versetzt. An die bei 75° stattfindende Fällung wird gleichfalls eine Rührzeit von 1/4 Stunde angeschlossen, worauf der abfiltrierte Niederschlag mit einer Sodalösung von ioog/1 bis zur Thoriumfreiheit des Filtrats ,gewaschen wird. Auf diese Weise gelingt eine so weitgehende Abtrennung des Thoriums vom Eisen, daß in der Fällung der zweiten Stufe nur noch o,4% der ins Verfahren eingebrachten Thoriummenge enthalten sind. Es wurden somit insgesamt 99,6% des gesamten Thoriumoxyds in Lösung gebracht. Die in der zweiten Stufe erhaltene Natrium-Thorium-Doppelcarbonat-Lösung wird zur Ausfällung des Eisens in. der ersten Stufe benutzt. Die hierbei erhaltene Lösung wird nach Abtrennung vom Niederschlag und nach Vereinigung mit der Waschsoda mit einer hinreichenden Menge von Wasser und etwas Natronlauge versetzt. Aus ihr wird durch Kochen das Thorium in Porm -von Thoriumhydrocarbonat zur Ausfällung gebracht, das in bekannter Weise aufgearbeitet wird. Das in den späteren Stufen erhaltene praktisch thoriumfreie Eisenhydroxyd wird nach Trocknung und entsprechender Aufarbeitung als Feinreinigermasse in der Herstellung von schwefelfreiem Synthesegas verwandt.
• Es ist bekannt, daß Alkalicarbonate aus wäßrigen Thoriumlösungen unter Entwicklung von CO2 ein basisches Salz fällen, das sich nicht in wäßriger C02 löst. Weiter wird durch Natriumcarbonat aus Thoriumsialzlösungen Thoriumcarbonat gefällt. Dieses ist in kalter, konzentrierter Alkali-Carbanat-Lösung löslich, wird jedoch durch Kochen wieder vollständig gefällt. Diese Angaben mußten vermuten lassen, daß auch bei Zugabe von Natrium-Carbonat-Lösung zu einer Eisen und Thorium enthaltenden Lösung ein wesentlicher Teil des. Thoriums in der Form des -basischen Salzes .mit ausgefällt würde, das ,auch mit einem noch so großen überschuß von Sodalösung nicht wieder in Lösung gehen würde. Nach .einem bekannten Verfahren wird die Trennung von Thorium, Titan und Zirkoneinerseits und Eisren und den seltenen Erden andererseits dadurch vorgenommen, daß eine Lösung, die die genannten Metalle enthält, mit einer solchen Menge von Metaphosphorsäure oder Metaphosphaten versetzt wird, die praktisch zur Ausfällung der zunächst gemannten Metalle in Form der Metaphosphate iausreicht. Hier wird also im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Benutzung eines anderen Fällungs:mittels eine Trennung in der Weise bewirkt, daß Thorium niedergeschlagen, Eisen jedoch in Lösung gehalten wird, während bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gerade der umgekehrte Weg gewählt wird.
• Der technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch nachgewiesen, daß die Gewinnung des Thoriums in reiner Form aus eisenhaltiger Lösung unter Vermeidung von Fällungsvorgängen und vor allem von kostspieligen Fällungsmitteln gelingt. Während nach dem bekannten Verfahren zunächst eine Ausfällung des 'Thoriums aus saurer Lö=sung mit Metapho-sphaten oder Metaph oisph.orsäure vorgenommen werden muß, das mittels Soda. wieder in Lösung zu bringen ist, wird erfindungsgemäß sofort eine Soda-Lösung des Tho,riums erhalten, aus der das Tharium in unmittelbar reiner Form durch Kochen abgetrennt wird.

Claims (3)

1. PATENT ANSPRÜCI1L,: 1. Verfahren zur Abtrennung von Thorium aus Thorium neben Eisen enthaltenden!Stoffen, insbesondere eaus,-durch Fällung erhaltenen Eisen-Thorium-Schlämmen, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisen und Thoriumenthaltende Gemisch mit Säure behandelt und daß die erhaltene Lösung sodann mit überschüssigen Mengen Alkalicarbonat versetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Fällung abgetrennte Alkali - Thorium - DoppeIcarbonat-Lösung nach Verdünnen mit Wasser und etwas Natronlauge unter Erzeugung von Thoriumhydrocarbonat in der Siedehitze hydrolysiert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgefällte thoriumhaltige Niederschlag nochmals mittels einer geeigneten Säure in Lösung gebracht und die :erhaltene Lösung dann mit annähernd der gleichen Alkalicarbonatmenge wie in der -ersten Stufe behandelt wird, gegebenenfalls unter weiterer Wiederholung der Auflösung und Ausfällung. q.. Verfahren nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Fällungsstufe bei Temperaturen von .etwa q.o bis 5o° und in den weiteren Fällungsstufen bei Temperaturen von etwa 8o bis 9ö° gearbeitet wird.