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Verfahren zur Gewinnung von Radium oder Mesothor aus radium- oder
mesothorhaltigen Konzentraten oder Erzen Radium und Nfesotfttir kommen in allen
Erzen oder Konzentraten aus Erzen nur in verschwinlend geringer Menge vor. Um sich
die chemische Abtrennung dieser radioaktiven Elemente zu erleichtern, verfährt man
schon: lange in der Weise, daß man den Ausgangsstoffen Barium, welches dem Radium
uni llesothor clieni@isch sehr ähnlich ist, in Form irgendeiner Verbindung zusetzt,
sofern nicht dieAusgängsst offe schon genügend Barium, enrtfialten. Die erste Mute
fast aller lwk<innt-en Verfahren zur Ge-
winnung von Radium und Mesot-hor
besteht in der Abtrennung zusammen mit Barium aus Erzen oder Konzentraten, während
in der zweiten Stufe alsdann die genannten radioaktiven Stoffe wieder vom Barium
geschieden werden, was meist durch fraktionierte Kristallisation geschieht.
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Die vorliegende Erfindung hefaßt sich mit der ersten Stufe der Radium-
und Mesot@horgewinnung, der Abtrennung zusammen mit Barium aus Erzen oder Konzentraten.
Bei der Gewinnung des Radiums hat inan bisher meist folgendes Verfahren benutzt:
Ntan röstete das radiumhaltige Pecherz, gegebenen falls nach Zusatz einer Barium.verbindung,
in. Gegenwart von Soda und Salpeter ab. Mit verdünnter Schwefelsäure wurde aus dem
Röstgut das Uran heraus@;elii#t. leer Rückstand dieser Behandlung ist
ein
RadiumkonzentTat von etwa folgender Zusammensetzung: Kieselsäure 40 %, Bleisulfat
12 %, Gips 14 %, Eisenoxyd 30 0/0, Vanadinoxyd 2,5 0/0, Nioboxyd + Tantaloxyd i
% und, Radium-Barium-Sulfat o,5 0/0. Dieses Konzentrat wurde durch Kochen mit Natronlauge,
Auswaschen und Aus ziehen mit Salzsäure in Gegenwart von Schwefelsäure vom größten
Teil seiner nichtradioaktiven Beiinengungen, d. h@. von Kieselsäure, Gips, Bleisulfat
und Eisenoxyd, befreit. Den Rückstand dieser Behandilungen setzte mann mit Soda
in Lösung oder im Schmelzfluß zwecks Umwandlung des Radium-Barium-Sulfats in Radium-Barium-Carbonat
um. Nach dem Auswaschen der löslichen Salze behandelte man mit Salzsäure, um Radium-Barium-Carbonat
inLösung zu bringen. Aus der vom Ungelösten befreiten Chloridlösung wurde mit Schwefelsäure
(las sogenannte Rohs-wlfat, das im wesentlichen aus Radium-Barium-Sulfat besteht,
ausgefällt.
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Ähnlich liegen die Verhältnisse bei der Gewinnung des Mesothors. Das
biier meist verwendete Thoriumm-ineral, der Monazitsand, wird mit Schwefelsäure
aufgeschlossen und das Aufschlußgut in Wasser eingetragen. Barium und) Mesothor
zusammen mit anderen Stoffen bleiben ungelöst. Ein solches llesothorkonzentrat aus
Monazitsand: hat etwa folgende Zusammensetzung: Bleioxyd 6 %, Calciumoxyd 8 %, seltene
Erden und Thori.um 5 0/0, Titansäure io %, Zirkonoxyd 804, Kieselsäure 35 0/0 Phosphorsäure
15 %, Schwefelsäure 12 % und Barium-Mesothor-Sulfat i 0/0. Wie bei der Gewinnung
des Radiumrohsulfats hat man auch hier durch Behandlung mit Ätznatron, Auswaschen,
Extraktion mit Salzsäure in Gegenwart von Schwefelsäure zunächst einen Teil der
Beimengungen entfernt. Durch Umsetzung mit Soda, Auswaschen, Lösen in Salzsäure
us:w. gelangt man dann schließlich. zum Mesothorrohsuffat.
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Bei diesem Verfahren sind zur Gewinnung der Rohsulfate zahlreiche
Arbeitsgänge erforderlich, diie nicht unbedeutende Verluste mit sich bringen und
naturgemäß erhebliche Kosten verursachen. -Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung
wird die Stufe des Rohsulfats in einfacherer Weise erreicht.
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Setzt man Mesothor- oder Radiumkonzentrate von ähnlicher Zusammensetzung,
wie sie oben beschrieben wurden, gleich#m:it Soda um, ohne sie mit Natronlauge und
Salzsäure vorzubehandeln, so geht die erstrebte Umwandlung des Radium- oder 1Zesotlior-Bariuni-Sulfats
in das Carbonat nur sehr unvollständig vor sich. Dies liegt einerseits an dem hohen
Sulfationengehalt, dier nach dem Massenwirkungsgesetz die Bildung dies Carbonats
beeinträchtigt, andererseits alxr auch an der Anwesenheit von Verbindungen, wie
etwa der Kieselsäure oder Phosphorsäure, die diese Umwandlung stören.. Es wurde
gefunden, daß eine Reaktion zwischen dem Radium-oder Mesothor-Barium-Sulfat und
den sich bildenden Natrium:salzen der Kieselsäure und/oder Phosphorsäure und/oder
Vanadinsäure und/oder Titansätire und/oder Niobsäure und/oder Tantalsätire eintritt
im Sinne der Bildung von Verbindungen zwischen Radiuni-lfesothor-Baritiin und dies-,-
n Säuren. Man kann eine praktisch vollständig:-- Bildung dieser Verbindungen herbeiführen,
wenn man die Soda ganz oder teilweise durch N att-iumlivdroxyd ersetzt. Diese Radium
-@lesotlior-Bariuin-Verbindungen lassen sich, vornehmlich in der Wärme, durch starke
Säuren, wie Salzsäure oder Salpetersäure, im Überschuß vollständig; zers.ctzell.
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Demnach werden gemäß der vorliegenden Erfindung radium- od:r imsotliorhaltige
Erze oder Konzentrate, die Kieselsäure und/oder Phosphorsäure und/oder Vanadinsäure
undvoder Titansäure und/ oder Niobsäure und/oder Tantalsäure in irgendeiner Form
enthalten, mit Natriumhydroxyd oder Gemischen aus Natriumhvdroxvd und Soda bei Temperaturen
von 40° bis zum Siedepunkt oder auch im Schmelzfluß umgesetzt. Der Rückstand dieser
Behandlung wird durch Auswaschen und/oder geeignete Zusätze, wie beispielsweise
lösliche 13aritiniverl>indungen, völlig von Sulfationen 1>efreit.Man behandelt anscliließetid
m:it einem Üherschuß von Salzsäure und/oder Salpetersäure, zweckmäßig in der Wärme,
z. B. bei Siedetemperatur oder 15--i 'hö'heren Temperaturen, unter Druck. Aus der
sauren Lösung, die man vom Rückstand durch an sich bekannte Mittel, wie Abhebern,
Schleudern oder Filtrieren, befreit, wird mit Schwefelsäure oder einem sch.,#vefelsauren
Salz das Radium oder Mesotliorrolistilfat ausgefällt, das nach bekannten Verfahren
auf Radium oder %Iesothor weiterverarbeitet wird.
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Es kann vorkommen, daß die Umsetzung des Radium- oder Mesotlior-Bariutn-Sulfats
zu den, entsprechenden Verbin.dun;gen finit Kieselsäure und/ oder 1'hos.phorsätire
und/od-er Titansäure und/oder %'anad!i:nsäure und/oder \ iobsäure und/oder Tantalsäure
nicht ganz vollständig ist. Dies liegt nur in seltenen Fällen daran, daß in den
Konzentraten(oder Erzen zuwenig von den genannten Säuren vorhanden ist. Die Ursache
für ein solches Verhalten ist vielmehr darin zu sehen, daß der Gehalt an Sulfationen
zu hoch ist. Entsprechend dein Massenwirkungsgesetz wirkt die .Amveset@lieit von
Sulfationeti bei der alkalischen Umsetzung der Umwandelung des Rad@ium-Mesothor-Barium-Sulfats
in andere Verbindungen entgegen. Obwohl diese Reaktionen nicht so empfindlich gegen
Stilfationen sind Nvie 1>eispiel.sw-eise die Reaktion des Bariums.tilfats mit Soda
zu Bariumcarbonat, so kann ein zu hoher Sulfationengehalt doch die erstrebte l'mw-an@llun@@
dies Bariumsulfats unvollständig machen. In solchen Fällen empfiehlt es sich, vor
der alkalischen Umsetzung eine Verminderung des hauptsächlich all, Gips und/oder
Bleisulfat und/oder Erdalkalisulfate gebundenen Sulfats dadurch, daß niali für diese
Stoffe an sich bekannte Lösungs:inittel, w-ie Wasser oder verdünnte Mineralsäuren
oder L<isungen von _lninioniumsulfat oder Ainmoniumacetat, anwendet. Zuweilen
ereignet es sich, daß bei der Behandlung des alkalisch umgesetzte -,n und. s:ulfatfrei
gemachten Rückstandes finit Säuren keine klaren Lös@ungeit erhalten werden. In diesen
Fällen w-erden Stofk zu:g°setzt, voll denen eine ausflockende @-Virkulig in saurer
Lösung an :ich bekannt ist, z. B. Leim. Gelatine oder andere Eiweißkörper;
ebenso
kann die Klärung durch Ausfällung von Zirkonphosphat in saurer Lösung bewirkt werden.
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Ein Beispiel für die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist folgendes: 500 kg Mesothorkonzentrat werden in ein w siedende Lösung
von 200 kg Ätznatron ins 6oo 1 Wasser eingetragen. Nachdem man eieiige Stuniden
auf Siedetemperatur gehalten hat, fügt man. Wasser zu und läß,t erkalten. Der Rückstand
wird einige bIale dekantierend mit Wasser ausgewaschen und dann mit so viel Bariumchlorid
und Calciumchlorid versetzt, wie zur Ausfällung der Ionen der Schwefelsäure, Kieselsäure,
Phosphorsäure und Vanad,ins.äure erforderlich ist. Man fügt Zoo kg konzentrierte
Salzsäure zu und erhitzt zum Sieden. Unter Umrühren gießt man eine wässerige Lösung
Von 2 kg Zirkonoxychlorid ein. Nach Stehen über Nacht zieht man die überstehende
klare Lösung ali und versetzt diese in der Wärme mit Schwefelsäure. Es fiillt (las
@lesothorrolisulfat aus.