JPS5932411B2 - ウラン、トリウムおよび希土類元素の塩化物の水溶液を処理することによる、これら各元素の抽出ないし分離方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ウラン、トリウムおよび希土類元素を、これ
ら各種元素の塩化物の水溶液を処理するとさによって抽
出且つ分離する方法に関する。

ウラン、トリウムおよび希土類元素は、天然状態で、モ
ナズ石、バストネス石およびゼノタイムの如き鉱石中に
存在する。

これらは、種々の抽出溶液中にも見出されるので、かか
る抽出溶液は前濃縮に付される。

上記元素のうち成るものを回収するために、鉱石を粉砕
後、オートクレーブ内で水酸化ナトリウムによるアルカ
リ侵蝕に付す。

而して、生成せるウラン、トリウムおよび希土類元素の
水酸化物が沈殿し、可溶性りん酸塩が除かれる。

これら生成せる水酸化物には、原料鉱石中に含まれる鉄
、チタンおよびカルシウムの如き金属から生じた各種金
属水酸化物が包含される。

ウラン、トリウムおよび希土類元素の水酸化物また場合
によって各種金属の水酸化物は、硝酸又は塩酸の如き強
酸によって溶解せしめられる。

ウラン、トリウムおよび種々の希土類元素を分離する一
つの方法は、該元素の塩の水溶液を出発物質とする連続
液−液抽出操作を実施することからなる。

成るいくつかの用途において、ウラン、トリク。

ムそれに種々の希土類元素は、分離済みのものでも、そ
れらが不純物ないし放射能を非常に低レベルでしか含む
のでなければ使用することができない。

硝酸溶液からウラン、トリウムおよび希土類元素を単離
することは既に知られている。

（Ｊ。Ａｐｐｌｎ、Ｃｈｅｍ−１１９６１年３月１１日
、ＭＥＮＺＩＥＳ＆ＲＩＧＢＹ−１−リウムの溶剤抽出
）。

また、有機溶剤で希釈したメチルりん酸ジイソアミルよ
りなる抽出剤で塩酸溶液からトリウムを抽出することも
、Ｅｋｓｔｒａｋｔｓｉｙａ−Ｔｅｏｒｉｙａ、Ｐｒｉ
−ｍｅｎｅｍｉｅ、 Ａｐｐａｒａｔｕｒａ、 ５ｂ
−８ｔａｔｅｉ。

１９６２、＆２．１６０〜４の論文によって既知である
。

而して、該論文の著者は、トリウムの抽出係数は塩酸濃
度に比例して高くなり、トリウム濃度に比例して低くな
ることを示している。

これらは、雑誌Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ ’Ｚ−Ａ、ｎａｌ
−Ｃｈｅｍ−（１９６８，２３８，４）に公表された論
文によって確認される。

それに依ると、上記著者は、有機希釈剤すなわちキシレ
ン中に溶かしたりん酸トリブチル又はメチルホスホン酸
ジインアミンよりなる中性有機りん抽出剤でトリウムお
よびセリウムを塩酸溶液から抽出分離し、塩酸濃度の変
化を関数としてトリウムおよびセリウムの各抽出係数に
おける変化を調べている。

そして、彼らは、この調査から、セリウムとトリウムと
を適宜分離するには、出発水溶液中の塩酸濃度を少くと
も６Ｎにせねばならないと結論づけている。

かくして、上記二つの論文に依れば、塩酸溶液が高い酸
性度を有し且つ抽出すべき元素濃度が低い場合にのみ、
該溶液からの２種の元素トリウムおよびセリウムの抽出
分離を実際に行ないうろことは明らかである。

然るに、水酸化す） ＩＪウムによる鉱石の伸蝕とそれ
に続く塩酸による酸化物の溶解で取得される溶液は、分
離すべき元素（ウラン、トリウムおよび希土類元素）を
高濃度で有する中性ないし弱酸性の溶液（一般には約２
Ｎより低い塩酸濃度）である。

分離すべき元素（ウラン、トリウムおよび希土類元素）
を高濃度で有する中性ないし弱酸性の溶液を抽出して、
これら元素の各々を可能な限り最高純度で且つ最低コス
トで取得することは斯界の課題であった。

事実、いくつかの用途では、ウラン、トリウム又は希土
類元素は、既述したように、不純物をきわめて低レベル
で含まない限り使用し得ない。

然るに、本発明者は、ウラン、トリウム、希土類元素ま
た場合によっては鉄の金属の塩類を含む水性相とそして
有機相との間で液−液抽出することによる、これら各金
属の抽出および回収が、酸化物（ウラン、トリウムおよ
び希土類元素）に換算して少くとも５０？’／ｌの全濃
度および２Ｎより低い酸性度を有する、ウラン、トリウ
ム、希土類元素また場合によって鉄の塩化物の水溶液と
、必要に応じて希釈剤に溶解させた中性有機りんｆＥ合
物少くとも１種よりなる抽出剤を含む有機相とを接触さ
せることを特徴とする方法に従って遂行できることを発
見した。

この本発明方法は、純粋な製品を、今日知られているど
の方法の製造コストよりもかなり下回るコストで提供で
きるため、経済上有利な工業的適用が可能となる。

アルカリ侵蝕の結果として得られる酸化物を塩酸で再溶
解させて生ずる、処理対象溶液は本質上、ウラン、トリ
ウムおよび希土類元素の塩化物よりなるが、しかしそれ
は、応々鉄の如き各種元素の塩化物を含む。

原料鉱石に依っては頻々相当量で存在する鉄は、成る場
合に除去せねばならない。

もし鉄がウラン量の５重量係以上を占めるなら、工業的
用途に十分純粋なウラン溶液を得るために鉄を除去せね
ばならず、−而−してこの除去は本発明方法の変法とい
う主題を構成する。

本発明に従えば、出発水溶液中の希土類元素酸化物の重
量濃度は３０〜１００％、酸化トリウムの濃度は０〜３
０％、そして酸化ウランの濃度は０〜７０％でなければ
ならない。

もし、本発明に従って塩化物の水溶液に痕跡（１重量係
未満）のトリウムが含まれるなら、希土類元素酸化物の
濃度を少くとも３０％とせねばならない。

また、もし水溶液が酸化トリウムを５％未満で含みトリ
ウム含量において「貧弱」なら、少くとも４０重量％の
希土類酸化物濃度を有する溶液を用いることが好ましい
。

もし、水溶液が酸化トリウムを５〜３０％範囲で含みト
リウム含量において「富」であるなら、少くとも５０重
量係更に特定するに少くとも７０チの希土類元素酸化物
濃度を有する溶液を用いることが特に有利である。

本発明の液−液抽出方法は、ウラン、トリウムおよび希
土類元素の塩化物を含む水溶液にして、希土類少くとも
３０重量東酸性度２Ｎ以下好ましくはＩＮ以下そして上
記諸元素を酸化物に換算した全濃度５０〜６００′？／
を範囲の水溶液を抽出するのに特に適用される。

この抽出は、四つに大別した下記類より選定される事実
上水溶性の中性有機りん剤によって遂行される： 〔ここでＲ１，Ｒ２およびＲ３は１〜１８個の炭素原子
を有する芳香族および（又は）脂肪族炭化水素基を表わ
し、しかもこれらＲ基の少くとも一つは４〜１５個の炭
素原子を含有する〕上記化合物のうち特に、本発明方法
に好ましい化合物は、りん酸トリーｎ−ブチル（ＴＢＰ
）、りん酸トリオクチル（ＴＩＢＰ）、ブチルホスホン
酸ジブチル（ＤＢＢＰ）、２−エチルへキシルホスホン
酸ジー２−エチルヘキシル（ＤＥＩＩ（ＢＨＰ）および
トリオクチルホスフィンオキシト０℃ＰＯ）の如き市販
品である。

該抽出剤は純粋な状態で用いてもよく、或は希釈剤中の
溶液状態で用いてもよい。

使用することのできる希釈剤は、液−液抽出操作を行な
うのに通常用いられるものである。

取分け、脂肪族化合物例えばヘキサン、ヘプタン、ドデ
カンおよび灯油タイプの石油留分：芳香族化合物例工ば
ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンおよび
ツルペッツ（Ｓｏｌ ｖｅｓｓｏ）（Ｅｘｘｏｎ社の登
録商標）タイプの留分；並びにハロゲン誘導体例えばク
ロロホルムおよび四塩化炭素を挙げることができる。

有機りん剤の濃度は、該抽出剤の種類に依り広い範囲で
変動する。

この濃度は、抽出剤が希釈剤中の溶液状態である場合の
５容量係〜該剤力Ｓｆｆ、１卆状態で用いられる場合の
約１００％範囲で変動しうる。

抽出がより容易であり、また有機りん剤の所要。

濃度がより少くて済むｆヒ合物の類を上位から示すと次
のようになる： りん酸エステル、ホスホン酸エステル、ホスフィネート
、ホスフィンオキシト。

抽出剤はそれ単独でも或は、混合形でも使用することか
できる。

中性有機りんｆヒ合物は、任意割合で組合せられ混合せ
しめられうる。

有機りん化合物の各混合物については、抽出すべき所定
元素に関し取得される抽出係数ないし抽出容量は、該混
合物の各成分を単独使用したときに得られるいくつかの
抽出係数同士ないし抽出容量同士の中間値である。

かくして、抽出すべき各元素（ウラン、トリウム又は希
土類元素）について、成る元素を他元素から分離するこ
とを可能にする抽出剤混合物を処方することができる。

而して、抽出剤の種類および濃度に依拠して、成る元素
を他の２元素から極めて低い不純物量を以て分離しうろ
ことは明らかである。

本発明に従って、ウラン、トリウムおよび希土類元素を
、これら元素の塩酸溶液から分離することが望ましい場
合、第１工程で、ウランを有機溶液中に抽出することを
可能にする一方トリウムと希土類元素とを水溶液中に保
持する抽出剤混合物を選定することができる。

後続の工程では、このトリウムおよび希土類元素が同じ
抽出剤混合物にして濃度の異なるものが或は異種の抽出
剤１種以上を用いることによって分離される。

もし希土類を、トリウム含有溶液（ウランは予め除去さ
れている）から或は、トリウムとウランまた場合によっ
て鉄を含有する溶液から抽出することが望ましいなら、
ホスホン酸エステル、ホスフィネートおよびホスフィン
オキシトの類から選定される抽出剤少くとも１種を用い
ることが好ましい。

而して、これら抽出剤は単独使用してもよく、或は相互
に混合するか、りん酸エステルと混合使用してもよい。

また、抽出しようとする元素すなわちウラン、トリウム
および希土類元素の濃度は、抽出機構において重要な役
割を果たす。

各種元素（ウラン、トリウムおよび希土類元素）の工業
規模での抽出は、炭素−りん結合の数が増すにつれ或は
抽出剤のホスホリル基ＰＯの極性が造すにつれ漸次容易
になる。

かくして、りん酸エステルの如き最低数の炭素−りん結
合を含む抽出剤による工業的規模での分離は、抽出しよ
うとする元素（ウラン、トリウムおよび希土類元素）の
全濃度が酸化物に換算して少くとも２５０ ′？／、！
である場合にのみ遂行しうるが、他方ホスフィンオキシ
トの如き、極性がはるかに高いホスホリル基を有する抽
出剤を用いるとき、所要最低濃度は５０ ？／ｌである
。

本発明に従えば、特に、二つの特定の具体化を用いるこ
とができる。

その第１の具体化に依れば、ウラン、トリウムおよび希
土類元素の塩を含有する水性相と中性有機りん化合物を
含有する有機相との間で下記手順により液−液抽出する
ことによってこれら各金属を抽出且つ分離することがで
きる。

すなわち、−第１工程では、希土類元素を回収するため
に、希土類元素塩化物くとも３０重量飴、酸性度＜２Ｎ
、酸化物に換算した全元素濃度＞５０ Ｐ／ｌの、ウラ
ン、トリウムおよび希土類元素塩化物を含む水溶液を、
希釈剤と抽出剤からなる有機溶液に接触させて、ウラン
およびトリウムの塩化物を有機相中に抽出し、希土類元
素の塩化物は水性相（：こ残留させ、 一組２工程では、トリウムを回収するために、第１工程
からの有機相を水又は希塩酸溶液に接触させて、トリウ
ムを水溶液中に抽出し、ウランは有機溶液中に残留させ
、 一第３工程では、ウランを回収するために、第２工程か
らの有機相を水又は、アルカリ金属炭酸塩の水溶液に接
触させてウランを水性溶液中に抽出する。

出発原料の鉱石がきわめて大量の鉄を含んでいる場合に
は、上記第１の具体化の変法を用いることができる。

すなわち、ウラン、トリウムおよび鉄を含む、第１工程
からの有機相を、１〜４Ｎ濃度の硝酸溶液で洗浄して、
鉄を硝酸第二鉄の形で除去する。

そして、トリウム回収のための第２工程は、洗浄して鉄
のなくなった有機溶液を、希硝酸溶液に接触させて、ト
リウムを水溶液中に回収することｌこより遂行される。

前記第１の具体化に従い、特に下記工程すなわち、 第２工程で０．１ Ｍ以下の濃度を有する塩酸又は水を
用い、 第３工程で０．５−２ Ｍの濃度を有するアルキル金属
炭酸塩の水溶液を用いることによって、本発明方法は更
に有利となる。

第２の具体化に依れば、ウラン、トリウムおよび希土類
元素の塩を含有する水性相と中性有機りん化合物を含有
する有機相との間で下記手順により液−液抽出すること
によってこれら各金属を抽出且つ分離することができる
。

すなわち、 一組１工程では、希土類元素およびトリウムをウランか
ら分けるために、希土類元素塩化物含量少くとも３０％
、酸性度＜２Ｎ、酸化物に換算した全元素濃度少くとも
５０ ？／ｌの、ウラン、トリウムおよび希土類元素塩
化物を含む水溶液を、希釈剤と抽出剤からなる有機溶液
に接触させて、塩化ウランを有機相中に抽出し、トリウ
ムおよび希土類元素の塩化物は水性層に残留させ、−第
２工程では、ウランを回収するために、第１工程からの
有機相を、水又は、アルカリ金属炭酸塩溶液に接触させ
て、ウランを水溶液中に抽出し、 一第３工程では、希土類元素を回収するために、第１工
程からの、トリウムおよび希土類元素を含む水性相を、
希釈剤と抽出剤からなる有機溶液に接触させて、トリウ
ムを有機相中に抽出し、希土類元素は水性相に残留させ
、 一第４工程では、トリウム回収するために、第３工程か
らの有機相を水又は塩酸溶液と接触させて、トリウムを
水溶液中に抽出する。

出発原料の鉱石がきわめて大量の鉄を含んでいる場合に
は、上記第２の具体化の変法を用いることができる。

而して、ウランおよび鉄を含む第１工程からの有機相を
、１〜４Ｎ濃度の硝酸溶液で洗浄することにより、鉄は
硝酸第二鉄の形で除去される。

上記第２の具体化に従い、特に下記工程すなわち、 第２工程で０．５〜２Ｍの濃度を有するアルカリ金属酸
塩の溶液を用い、 第４工程では０．１ Ｍ未満の濃度を有する塩酸溶液又
は水を用いることによって、本発明方法は更に有利とな
る。

向流で作動する慣用の液−液抽出装置において種々の接
触洗浄工程を行なうことができる。

一般に、かかる装置は、水性相中の元素を抽出し、選択
洗浄し且つ回収する操作また抽出剤を再生する操作を行
なうべく配列された、数段階の混合−傾しゃ系又は充填
および（又は）撹拌カラムよりなる。

各種工程は、液−液抽出で用いられる慣用の作業条件に
従って実施される。

作業温度は通常周囲温度〜８０℃好ましくは周囲温度〜
７０℃範囲である。

存在する有機相および水性相の各流量は、当業者に周知
の算定方式に従って種々のパラメーターの７組合せから
取得される。

下記例は本発明を例示するためのものであって、本発明
の分野および精神を限定するもの゛とみなすべきでない
。

例１ 本例は、第１図に示す、下記部分ないし装置よりなる設
備での、既述した第１の具体化に依る本発明方法を例示
するニ ー理論段数６の抽出部分ａと理論段数８の洗浄部分ａ′
よりなる、第１セツトの向流操作型液−液抽出装置、 一理論段数４の再生−回収部分ｂ、 −理論段数６の抽出部分Ｃと理論段数６の洗浄部分Ｃ′
よりなる、第２セツトの向流操作型液−液抽出装置、 一理論段数２の再生−回収部分ｄ０ 出発塩酸溶液は、０．５Ｎの酸性度および下記組成： 希土類元素酸化物 ３１０Ｐ／７（又は９１％）酸化
ナトリウム ３０？／ｌ（又は ９％）酸化ウラ
ン １グ／を 酸化鉄 １グ／ｌ よりなる全酸化物濃度３４０？／ｌを有する。

抽出装置および再生−回収装置の入口と出口は有機相の
流れ方向に従って画成される。

第１工程では、 一抽出装置ａの出口箇所に塩化物の溶液を１３０１／ｈ
ｒの流量で導入し：灯油中７５重量％のブチルホスホン
酸ジブチル７５重量係と４重量％のトリオクチルホスフ
ィン酸化物との混合物溶液を同じ抽出装置ａの入口に７
８１／ｈｒの流量で導入した。

一洗浄装置ａ′に塩酸１Ｍ溶液を１３１／ｈｒの流量で
導入した。

一希土類元素酸化物２８２？／ｌｃ抽出率〉９９．９％
）、酸化ウラン〈１■／ｌおよび酸化トリウム＜５ｍｌ
１／／ｌの水溶液を抽出装置ａの入口箇所で収集した。

分析装置の検出限度によって、ウランとトリウムの測定
では下限を知るととができなかった。

一洗浄部分ａ′から取得されたブチルホスホン酸ジブチ
ルおよびトリオクチルホスフィンオキシトの有機溶液を
同じ流量（７８１／ｈｒ ）で再生−回収部分すに導入
して、同じ再生−回収部分に６５ｔ／ｈｒの流量で導入
された２Ｍ硝酸溶液と向流接触させた。

一部２ｔ？／ｌおよびウラン〈１■／ｌを含む水溶液を
再生−回収部分すの入口箇所で収集した。

第２工程では、 一再生一回収部分すから取得せる有機溶液を、第２セツ
ト装置の抽出部分Ｃに７８１／ｈ ｒ （７）一定流量
で導入した。

また、この同じ抽出部分Ｃに、再生−回収部分ｄの出口
から得られた、先の溶液と同じ組成を有するブチルスル
ホン酸ジブチルおよびトリオクチルホスフィンオキシト
の溶液を２６ ｌ／ ｈｒの流量で導入した。

同第２セツト装置の洗浄部分Ｃ′に０．１ Ｍ硝酸溶液
を１３０がｈｒの流量で導入した。

一抽出部分Ｃの入口箇所で、ウラン〈１■／ｌ、希土類
元素酸化物＜１ｍｙ／ｌを含む３０ ？／４濃度の酸化
トリウム水溶液を収集した。

第３工程では。

一洗浄部分Ｃ′から得た有機溶液を１０４１／ｈｒの流
量で再生−回収部分ｄに導入した。

この同じ装置に炭酸ナトリウム１Ｍ溶液を２６．ｇ／ｈ
ｒの流」量で導入した。

一酸化トリウムく５〜／ｌを含むｓ？ｌｌ濃度のウラン
水溶液を再生−回収部分ｄの入口箇所で収集した。

この再生−回収装置より得た有機溶液を、一部は第１セ
ツト装置の部分ａに７８１／ ｈｒの流量で再循環させ
、一部は第２セツト装置の部分Ｃに２６ｔ／ｈｒの流量
で再循環させた。

例２ 本例は、第２図に示す、下記部分ないし装置よりなる設
備での、既述した第２の具体化に依る本発明方法を例示
する。

一理論段数４の抽出部分ａと理論段数５の洗浄部分ａ′
よりなる、第１セツトの向流操作型液−液抽出装置、 一理論段数４の第１再生−回収部分ｂ、 −理論段数２の第２再生−回収部分Ｃ１ −ａより得た水溶液を濃縮するための蒸発装置、−理論
段数６の抽出部分ｄと理論段数８の洗浄部分ｄ′よりな
る第２セツトの抽出装置、および 一理論段数６の第３再生−回収部分ｅ０ 抽出しようとする元素の塩化物の溶液は、０．５Ｎの酸
性度および下記組成： 希土類元素酸化物 ２２５′？／ｌ（又は９０％）酸
化トリウム ２５グ／ｌＣ又は１０％）酸化ウ
ラン １グ／を 酸ｆヒ鉄 １グ／ｌ よりなる全酸化物濃度２５０ ？／ｌを有する。

第１工程では、 一塩化物の溶液を抽出装置ａの出口箇所に３’２０１／
ｈｒの流量で導入し：灯油中５５重量係のブチルホスホ
ン酸ジブチル溶液をａの入口に６４ｔ／ｈｒの流量で導
入した。

−０，０５Ｍの塩酸溶液を洗浄装置ａ′に１６１／ｈｒ
の流量で導入した。

一トリウムおよび希土類元素を含む２４０？／を濃度の
水溶液を抽出装置ａの入口箇所で収集した。

この溶液を３１０？／ｌに濃縮した。−洗浄装置ａ′よ
り得た灯油中のブチルホスホン酸ジブチル有機溶液を再
生−回収装置すに導入し、同装置に３２１／ｈ ｒの流
量で導入した２Ｍ硝酸溶液と向流接触させた。

一部を１０ ｇ／ｌ、ウランを〈■ＴＩ９／ｌて含む硝
酸溶液を装置すの入口箇所で収集した。

第２工程では、 一再生一回収部分すから得た有機溶液を同じ流量（６４
ｔ／ｈｒ ）で再生−回収部分Ｃに導入して、同じ＜６
４２／ｈｒの流量で導入せる１モルの炭酸ナトリウム水
溶液と向流接触させた。

−炭酸ウラニル５ ？／ｌ、トリウムく５■／ｌの水溶
液を再生−回収部分Ｃの入口箇所で集めた。

−再生−回収部分Ｃより得たブチルホスホン酸ジブチル
の有機溶液を同じ流量で抽出部分ａに再循環させた。

第３工程では、 一濃縮済みのトリウムおよび希土類元素の水溶液を抽出
装置ｄの出口箇所に２２４１１ｈｒの流量で導入して、
１２８Ｌ／ｈｒの流量で導入せる、灯油中ブチルホスホ
ン酸ジブチル７５重量％とトリオクチルホスフィンオキ
シド４重量係との混合物溶液と向流接触させた。

１モル塩酸溶液を洗浄装置ｄ′に１３．ｌ／ｈｒの流量
で導入した。

一希土類酸化物を２９２ ｆ？／ｌ（９９，９％の収率
に相当）で含み且つウランを〈１■／ｌ、トリウムろく
３■／ｌで含む水溶液を抽出装置ｄの入口箇所で集めた
。

第４工程では、 一洗浄装置ｄ′より得た有機溶液を再生〜回収装置ｅに
導入して、１ｉ２ｚ、”ｈｒの流量で導入せる０、 ２
Ｍ塩酸溶液と向流接触させた。

一酸化トリウム６０グ／ｌ、ウラン＜ １ ｍ？／ ｔ
および希土類元素〈１〜／ｌの水溶液を再生−回収装置
ｅの入口箇所で集めた。

−この再生−回収部分ｅより得たブチルホスホン酸トリ
ブチルおよびトリオクチルホスフィンオキシトの有機溶
液を同じ流量で抽出部分ｄに再循環させた。

例３ 本例は、第３図に示す、下記部分ないし装置よりなる設
備での、既述した第２の具体化による不発′明方法を例
示する。

一理論段数５の抽出部分ａ（！：理論段数４の洗浄部分
ａ′よりなる、第１セツトの向流操作型液−液抽出装置
、 一理論段数４の再生−回収部分ｂ、 −ａより得た水溶液を濃縮するための蒸発装置、−理論
段数６の抽出部分Ｃと理論段数６の洗浄部分Ｃ′とから
なる第２セツトの抽出装置、および−理論段数４の再生
−回収部分ｄ。

ウラン、トリウムおよび希土類元素の濃縮物を塩酸で浸
出させて得た、抽出しようとする塩化物の溶液は、０．
４Ｎの酸性度および、下記組成：希土類元素酸化物
２２５？／Ｉｃ又は９０％）酸化トリウム
１？／ｌｃ又は０．４係）酸化ウラン ２５グ
／ｌ よりなる全酸化物濃度２５０ ？／、ｌを有する。

第１工程では、 一分離しようとする塩化物の溶液を、抽出装置ａの出口
箇所に５００ｔ／ｈｒの流量で導入し；灯油中５０重量
％の硫酸トリブチル溶液をａの入口箇所に２５０１／ｈ
ｒの流量で導入した。

−０，１Ｍの塩酸溶液を洗浄装置ａ′に５０ｔ／ｈｒの
流量で導入した。

一トリウムおよび希土類元素を含む２０１’／ｌ濃度の
水溶液を抽出装置ａの入口箇所で集めた。

この溶液を３５０ ？／ｌに濃縮させた。

第２工程では、 一洗浄工程ａ′から得た灯油中のりん酸トリブチル有機
溶液を再生−回収装置すに、２５０１１ｈ ｒの流量で
導入せる水との向流関係で導入した。

−ウラン含量５０ ′？／ｌ、希土類元素酸化物含量く
１〜／ｌの水溶液を再生−回収部分すの入口箇所で集め
た。

一再生一回収部分すから得たりん酸トリブチルの有機溶
液を同じ流量で抽出部分ａに再循環せた。

第３工程では、 一濃縮済みのトリウムおよび希土類元素水溶液を３００
１１ｈ ｒの流量で抽出装置Ｃの出口箇所に導入し、同
一装置３５０ ｌ／ｈ ｒの流量で導入せる灯油中７５
重量係のブチルホスホン酸ジブチルおよび４重量係のト
リオクチルホスフィンオキシトの混合物溶液と向流接触
させた。

一塩酸１Ｍ溶液を２５／ｌ＝／ｈ ｒの流量で洗浄装置
Ｃ′に導入した。

一希土類元素酸化物含量３１５′？／ｌ、ウラン含量＜
３ｍ９／ｌの水溶液を抽出装置Ｃの入口箇所で集めた。

第４工程では、 一洗浄装置Ｃ′から得た有機溶液を、３５ｔ／ｈｒの流
量で導入せる塩酸０．２Ｍ溶液との向流関係で再生−回
収装置ｄに導入した。

一酸化トリウム含量１７．５？／ｌの水溶液を再生−回
収装置ｄの入口箇所で集めた。

−再生−回収部分ｄより得たブチルホスホン酸ジブチル
とトリオクチルホスフィンオキシトの有機溶液を同じ流
量で抽出部分Ｃに再循環させた。

例４ 本例は、第３図に示す、下記部分ないし装置よりなる設
備での既述した第２の具体化に依る本発明方法を例示す
る。

一理論段数４の抽出部分ａと理論段数４の洗浄部分ａ′
よりなる、第１セツトの向流操作型液−液抽出装置、 一理論段数２の再生−回収部分ｂ、 −ａより得た水溶液を濃縮するための蒸発装置。

−理論段数６の抽出部分Ｃと理論段数６の洗浄部分Ｃ′
とからなる第２セツトの抽出装置、および−理論段数６
の再生−回収部分ｄ。

抽出しようとする元素の塩化物の溶液は、約２Ｎの酸性
度および下記組成： 希土類元素酸化物 ２０９／ｌｃ又は４０％）酸化ト
リウム ０．５９／ｌｃ又は １係）酸ｆヒララ
ン ３０グ／Ｚ（又は５９％）。

よりなる全酸化濃度５０．５９／ｌを有する。

本例の最初の２工程は５０℃の温度で行ない、後半の２
工程は周囲温度で行なった。

第１工程では、 一分能しようとする塩化物の溶液を１０００７／ｈｒの
流量で抽出装置ａの出口箇所に導入し：灯油中２０重量
％のトリオクチルホスフィンオキシト溶液を１０００〃
ｒの流量でａの入口に導入した。

−０，０５Ｍ塩酸溶液を１００１１ｈ ｒの流量で洗浄
装置ａ′に導入した。

一トリウムおよび希土類元素を含む１８Ｓ’／７濃度の
水溶液を抽出装置ａの入口箇所で集めた。

この溶液を３７０？／ｌに濃縮した。

第２工程では、 一洗浄装置ａ′より得た灯油中のトリオクチルホスフィ
ンオキシト有機溶液を、３０００，５／ｈｒの流量で導
入せる炭酸ナトリウム１Ｍ溶液との向流関係で再生−回
収装置すに導入した。

−炭酸ウラニル含量１０Ｐ／４の水溶液を再生−回収部
分すの入口箇所で集めた。

再生−回収部分すより得たトリオクチルホスフィンオキ
シトの有機溶液を同じ流量で抽出部分ａ、に再循環させ
た 第３工程では、 一濃縮済みのトリウムおよび希土類元素水溶液を５０／
／ｈｒの流量で抽出装置Ｃの出口箇所に導入し、同じ（
５０，１ｌｈｒの流量で導入せる灯油中７５重量％のブ
チルホスホン酸ジブチルおよび４重量係のトリオクチル
ホスフィンオキシトの混合物溶液と向流接触させた。

一塩酸１Ｍ溶液を５．ｂｌｒの流量で洗浄装置Ｃ′に導
入した。

一希土類元素酸化物含量３３０′？／１ｃ９９．９係の
抽出収率に相当）の水溶液を抽出装置Ｃの入口箇所で集
めた。

第４工程では、 一洗浄装置Ｃ′より得た有機溶液を、塩酸０１２Ｍ溶液
との向流関係で再生−回収装置ｄに導入した。

一酸化トリウム含量２５ ？／ｌの水溶液を再生−回収
装置ｄの入口箇所で集めた。

再生−回収装置ｄから得たブチルホスホン酸ジブチルお
よびトリオクチルホスフィンオキシトの有機溶液を同じ
流量で抽出部分Ｃに再循環させた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明方法の実施態様を例示するフ
ローシートを表わす。 第１図中主要部分を表わす符号の説明は以下の通りであ
る：ａ：抽出部分、ａ代洗浄部分、ｂ：再生回収部分、
Ｃ：抽出部分、Ｃ代洗浄部分、ｄ：再生回収部分。 第２図中主要部分を表わす符号の説明は以下の通りであ
る：ａ：抽出部分、ａ代洗浄部分、ｂ：再生回収部分、
Ｃ：再生回収部分、ｄ：抽出部分、ｄ′：洗浄部分、ｅ
：再生回収部分。 第３図中主要部分を表わす符号の説明は以下の通りであ
る：ａ：抽出部分、ａ代洗浄部分、ｂ：再生回収部分、
Ｃ：抽出部分、ｃ′：洗浄部分、ｄ：再生回収部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ウラン、トリウム、希土類元素また場合によっては
   鉄の金属の塩類を含む水性相とそして有機相との間で液
   −液抽出することによる、前記各金属の分離回収方法で
   あって、ウラン・トリウムおよび希土類元素の酸化物に
   換算して少くとも５０？／１の濃度および２Ｎより低い
   酸性度を有する、ウラン、トリウム、希土類元素また場
   合により鉄の塩化物の水溶液と、必要に応じて希釈剤に
   溶解させた中性有機りん化合物少くとも１種よりなる抽
   出剤を含む有機相とを接触させることを特徴とする方法
   。 ２ ウラン、トリウム、希土類元素また場合によって鉄
   の塩化物の水溶液がＩＮより低い酸性度を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ ウラン、トリウム、希土類元素および場合によって
   鉄の塩化物の水溶液が、ウラン、トリウムおよび希土類
   元素の酸化物に換算して５０ ？／ｌ〜６００ ？／を
   範囲の濃度を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ４ 抽出剤が、下記類の中性有機りん剤 〔ここでＲ１，Ｒ２およびＲ３は１〜１８個の炭素原子
   を有する芳香族および（又は）脂肪族炭化水素基を表わ
   し、しかもこれらＲ基の少くとも一つは最低４個の炭素
   原子を含有する〕 のうち少くとも１種類の中から選ばれることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ Ｒ１，Ｒ２およびＲ３の基は、これらＲ基の少くと
   も一つが４〜１５個の炭素原子を含有する芳香族および
   （又は）脂肪族炭化水素基を表わすことを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 有機りん化合物がホスホン酸エステル、ホスフィネ
   ートおよびホスフィンオキシトの中から選ばれることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項記載の方法。 ７ 中性有機りん化合物が、りん酸ト’）−ｎ−ブチル
   （ＴＢＰ）、りん酸トリイソブチル（ＴＩＢＰ）、ブチ
   ルホスホン酸ジブチル（ＤＢＢＰ）、２−エチルへキシ
   ルホスホン酸ジー２−エチルヘキシル（ＤＥＨＥＨＰ）
   およびトリオクチルホスフ、イ、／オキシド・、−’［
   ’０ＰＯ）の中から選ばれることを特徴とする特許請求
   の範囲第４項〜６項いずれか記載の方法。 ８ 希釈剤力ζ有機りん化合物の溶剤例えは脂肪族炭化
   水素、灯油ないしツルペッツ（ｓｏｌｖｅｓｓｏ）タイ
   プの石油留分、芳香族炭化水素および脂肪族ハロゲン炭
   化水素の中から選ばれることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ９ 抽出剤の濃度が５〜１００容量係を範囲であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 １０ 第１工程で、希土類元素を回収するために、ウラ
   ン、トリウムおよび稀土類元素の塩化物の水溶液を、希
   釈剤と抽出剤よりなる有機溶液に接触 。 させて、ウランおよびトリウムの塩化物を有機相中に抽
   出し、希土類元素の塩化物は水性相に残留させ、 第２工程では、トリウムを回収するために、第１工程か
   らの有機相を水又は塩酸溶液に接触させ ぶて、トリウ
   ムを水性相中に抽出し、ウランは有機溶液中に残留させ
   、 第３工程では、ウランを回収するために、第２工程から
   の有機相を水又は、アルカリ金属炭酸塩の水溶液に接触
   させてウランを水性溶液中に抽出 Ｊする ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜９項いずれか
   記載の方法。 １１ 溶液に鉄が含まれているなら、第１工程からの有
   機相を、１〜４Ｎ濃度の硝酸溶液で洗浄して、ご鉄を水
   溶液中に取り出し、 洗浄して鉄のなくなった有機溶液を、濃度０．１Ｍ以下
   の硝酸に接触させることによって、トリウム回収のため
   の第２工程を実施し、 該第２工程からの有機溶液を、アルカリ金属炭 ４酸塩
   の溶液に接触させてウランを水溶液中に抽出させるよう
   にすることによって、ウラン回収のための第３工程を実
   施する ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １２ 第２工程で、塩酸溶液が０．１Ｍ以下の濃度を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の方
   法。 １３ 第３工程で、アルカリ金属炭酸塩の水溶液が０．
   ５〜２Ｍ範囲の濃度を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１０項記載の方法。 １４第３工程のあと、抽出剤を第１工程また第２工程へ
   と再循環させることを特徴とする特許請求の範囲第１０
   項記載の方法。 １５ 第１工程で、希土類元素およびトリウムをウラン
   から分けるために、ウラン、トリウムおよび希土類元素
   塩化物の水溶液を、希釈剤と抽出剤よりなる有機溶液に
   接触させて、塩化ウランを有機相中に抽出し、而してト
   リウムおよび希丈類元素の塩化物は水性層に残留させ、 第２工程で、ウランを回収するために、第１工程からの
   有機相を、水又は、アルカリ金属炭酸塩溶液に接触させ
   て、ウランを水溶液中に抽出し、第３工程で、希土類元
   素を回収するために、第１工程からの、トリウムおよび
   希土類元素を含む水性相を、希釈剤と抽出剤よりなる有
   機溶液に接触させて、トリウムを有機相中に抽出し、希
   土類元素は水性相に残留させ、 第４工程で、トリウムを回収するために、第３工程から
   の有機相を塩酸溶液と接触させて、トリウムを水溶液中
   に抽出する ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜９項いずれか
   記載の方法。 １６溶液に鉄が含まれているなら、第１工程からの有機
   相を、１〜４Ｎ濃度の硝酸溶液で洗浄して、鉄を水溶液
   中に取り出し、そしてウラン回収のための第２工程は、
   洗浄して鉄のなくなった有機溶液を、アルカリ金属炭酸
   塩の溶液と接触させることにより実施する、ことを特徴
   とする特許請求の範囲第１５項記載の方法。 １７ 第２工程において、アルカリ金属炭酸塩の水溶液
   が０．５〜２Ｍ範囲の濃度を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１５項又は１６項記載の方法。 １８第４工程において、塩酸溶液が０．１ Ｍ以下であ
   る濃度を有することを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載の方法。 １９第３工程からの有機溶液を第１工程に再循環させ、
   第５工程からの有機溶液を第４工程に再循環させること
   を特徴とする特許請求の碇囲第１５項記載の方法。