RU2207393C1 - Method of thorium recovery and concentration from process solutions - Google Patents

Method of thorium recovery and concentration from process solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2207393C1
RU2207393C1 RU2001129456/02A RU2001129456A RU2207393C1 RU 2207393 C1 RU2207393 C1 RU 2207393C1 RU 2001129456/02 A RU2001129456/02 A RU 2001129456/02A RU 2001129456 A RU2001129456 A RU 2001129456A RU 2207393 C1 RU2207393 C1 RU 2207393C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
thorium
sorption
carnallite
concentration
Prior art date
Application number
RU2001129456/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
вский Ю.П. Кудр
Ю.П. Кудрявский
В.В. Стрелков
Ю.Ф. Трапезников
В.П. Казанцев
Original Assignee
ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" filed Critical ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология"
Priority to RU2001129456/02A priority Critical patent/RU2207393C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2207393C1 publication Critical patent/RU2207393C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

FIELD: hydrometallurgy; applicable for selective recovery of thorium from solutions containing other metals. SUBSTANCE: method includes sorption of thorium at pH 2.8-3.5 and temperature of 60-95 C on porous sulfacationite with subsequent washing of cationite and desorption of thorium with carbonate-containing solution. In this case, prior to sorption, introduced into initial solution is magnesium chloride in amount of 10-100 mg - equivalent Mg2+ per mg-equivalent of ions Th4+ in initial solution. After sorption, cationite is washer first with water and then with solution of MgCl2 with concentration of 50-150 g/cu.dm. Filtrate after sorption is combined with washing waters. Introduced successively into combined solution are first potassium iodate, and then barium chloride and sodium sulfate. Pulp is filtered and radioactive iodate-sulfate cake is separated from deactivated solution which is directed for recovery and utilization of rare and trace metals. Thorium-containing eluate is treated with mineral acid, for instance, hydrochloric acid up to pH 0.5-2.0, heated up to 80- 100C, held at elevated temperature for 0.5-2h and alkali reagent, for instance, solution of hydroxide of sodium and/or ammonia up to pH5-8 is introduced. Formed pulp is set and filtered, sediment of thorium hydroxide and hydroxycarbonate is separated from mother liquor, combined with radioactive iodate-sulfate cake and directed for processing or for burial into special waste storage. Besides, magnesium chloride is introduced into initial solution in amount ensuring its content in solution before sorption of 50-150 g/cu.dm. Used for introduction into initial solution of magnesium chloride are natural and/or synthetic bishofite, and/or carnallite, and/or middlings, and/or wastes of carnallite raw material processing selected from carnallite dust of the first stage of carnallite dehydration or slime of carnallite chlorinators. KJO3 is introduced in form of solution with concentration of 10-50 g/cu.dm in amount of 1.2-1.5 of solutions with concentration of 50-150 g/cu.dm in amount of 1.2-1.5 moles of Na2SO4 per mole of BaCl2. EFFECT: higher degree of thorium recovery from scandium-containing solutions, higher degree of scandium cleaning from thorium and reduced irreversible losses of scandium with thorium in radioactive cakes and sediments. 5 cl, 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для избирательного извлечения тория из растворов, содержащих другие металлы. Изобретение может быть использовано, в частности, в технологии получения оксида скандия из различного сырья - для избирательного извлечения и концентрирования тория из скандийсодержащих растворов. The invention relates to hydrometallurgy and can be used for the selective extraction of thorium from solutions containing other metals. The invention can be used, in particular, in the technology for producing scandium oxide from various raw materials - for the selective extraction and concentration of thorium from scandium-containing solutions.

Известен способ извлечения тория из растворов, заключающийся в сорбции ионов тория из хлоридно-солянокислых растворов с последующей десорбцией тория (см. Извлечение тория из отходов процесса хлорирования лопаритовых концентратов//Радиохимия, 1986, 4. С. 486-489). Недостатком известного способа является отсутствие избирательности процесса при извлечении тория из растворов, содержащих скандий: в этом случае одновременно с торием сорбируется также скандий. Этим же недостатком обладают и другие известные способы извлечения тория (а.с. 1420972 СССР, опубл. БИПМ 19, 2000, с. 602; а.с. 1485606 СССР, опубл. БИПМ 2, 2000, с. 593), заключающиеся в сорбции тория из растворов аминофосфорнокислыми амфолитами. There is a method of extracting thorium from solutions, which consists in the sorption of thorium ions from chloride-hydrochloric acid solutions followed by desorption of thorium (see. Extraction of thorium from waste from the chlorination process of loparite concentrates // Radiochemistry, 1986, 4. P. 486-489). The disadvantage of this method is the lack of process selectivity when extracting thorium from solutions containing scandium: in this case, scandium is also sorbed simultaneously with thorium. Other known methods of thorium extraction have the same disadvantage (A.S. 1420972 USSR, publ. BIPM 19, 2000, p. 602; A.S. 1485606 USSR, publ. BIPM 2, 2000, p. 593), which include sorption of thorium from solutions with amphosphate ampholytes.

Из известных аналогов наиболее близким к предлагаемому изобретению по назначению, совокупности признаков и достигаемому результату является известный способ извлечения тория из растворов, содержащих скандий (а.с. 703929 СССР с приорит. от 05.10.1977. Опубл. БИ 41, 1983. С. 256; см. также: Известия ВУЗов, Цветная металлургия, 1984, 4. С. 59-61; Журнал прикладной химии, 1986, 4. С. 896-900) - принят за прототип. Of the known analogues, the closest to the proposed invention in terms of purpose, combination of features and the achieved result is a known method for the extraction of thorium from solutions containing scandium (a.s. 703929 USSR with a priority of 10/05/1977. Publ. BI 41, 1983. C. 256; see also: Izvestiya VUZov, Non-ferrous metallurgy, 1984, 4. P. 59-61; Journal of Applied Chemistry, 1986, 4. P. 896-900) - adopted as a prototype.

Способ по прототипу заключается в следующем: исходный раствор, содержащий торий и скандий с рН 2,8-3,5 пропускают через сорбционную колонну с пористым сульфокатионитом в Na форме; сорбцию ведут при 60-90oС до "появления" тория в фильтрате, после чего катионит в колонне промывают в 2-3 объемах воды, раствором NaCl (для десорбции скандия) и, затем осуществляют десорбцию тория 1-3 н. раствором Na2CO3. По сравнению с другими, ранее известными методами, способ по прототипу позволяет избирательно извлекать торий из скандийсодержащих растворов. Недостатком известного способа является неудовлетворительная степень разделения скандия и тория и сравнительно невысокая динамическая обменная емкость по торию - т.е. емкость до "проскока" тория в фильтрат.The prototype method consists in the following: an initial solution containing thorium and scandium with a pH of 2.8-3.5 is passed through a sorption column with porous sulfocathionite in Na form; sorption is carried out at 60-90 o C until the “appearance” of thorium in the filtrate, after which the cation exchange resin in the column is washed in 2-3 volumes of water, with a NaCl solution (for desorption of scandium) and then thorium is desorbed 1-3 n. Na 2 CO 3 solution. Compared with other previously known methods, the prototype method allows selective extraction of thorium from scandium-containing solutions. The disadvantage of this method is the unsatisfactory degree of separation of scandium and thorium and the relatively low dynamic exchange capacity for thorium - i.e. capacity to "slip" of thorium into the filtrate.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении эффективности процесса за счет повышения степени разделения скандия и тория; повышение производительности процесса за счет увеличения ДОЕ по торию. The claimed invention is aimed at solving the problem of increasing the efficiency of the process by increasing the degree of separation of scandium and thorium; increase in process productivity by increasing DOE in thorium.

Технический результат, достигаемый при этом, заключается в повышении степени извлечения тория из скандийсодержащих растворов, повышении степени очистки скандия от тория и сокращение безвозвратных потерь скандия с торием - с радиоактивными кеками и осадками. Иначе говоря, технический результат, достигнутый при реализации разработанного способа, заключается в повышении динамической емкости по торию и увеличению сорбционной нагрузки по торию, т. е. повышении производительности процесса, сокращении потерь скандия с торийсодержащим радиоактивными осадками. The technical result achieved in this case is to increase the degree of extraction of thorium from scandium-containing solutions, increase the degree of purification of scandium from thorium and reduce the irreversible loss of scandium with thorium - with radioactive cakes and precipitates. In other words, the technical result achieved by the implementation of the developed method consists in increasing the dynamic capacity for thorium and increasing the sorption load for thorium, i.e., increasing the productivity of the process, reducing losses of scandium with thorium-containing radioactive fallout.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения тория из технологических растворов, включающем сорбцию тория при рН 2,8-3,5 и температуре 60-95oС на пористом сульфокатионите с последующей промывкой катионита и десорбцией тория карбонатсодержащими растворами, новым является то, что в исходный раствор перед сорбцией предварительно вводят хлорид магния в количестве Mg2+ мг-экв на 1 мг-экв ионов Th4+ в исходном растворе, катионит после сорбции промывают сначала водой, затем раствором MgCl2 с концентрацией 50-150 г/дм3, промводы объединяют с фильтратом после сорбции последовательно вводят раствор (10-50 г/дм3) иодата калия в количестве 10-100 см3 на 1 дм3 раствора, после чего вводят растворы (50-150 г/дм3) хлорида бария и сульфата натрия в количестве 1,2-1,5 моля Na24 на 1 моль ВаСl2, радиоактивный иодатно-сульфатный кек отделяют от дезактивированного раствора, который направляют на извлечение и утилизацию редких и рассеянных металлов (Sc), торийсодержащий элюат обрабатывают минеральной кислотой, например, соляной, до рН 0,5-2,0 нагревают до 80-100oС, выдерживают при повышенной температуре в течение 0,5-2 часов, вводят щелочной реагент, например раствор гидроксида натрия и/или аммония до рН 5-8, образующуюся пульпу отстаивают и фильтруют, осадок гидроксида и гидроксокарбоната тория отделяют от маточного раствора, объединяют с радиоактивным иодатно-сульфатным кеком и направляют на захоронение в хранилище спецотходов. Кроме того, хлорид магния вводят в исходный раствор в количестве, обеспечивающем его содержание в растворе перед сорбцией. Кроме того, при введении хлорида магния в исходный раствор перед сорбцией тория используют природный, и/или синтетический бишофит, и/или карналлит, и/или промпродукты, и/или отходы переработки карналлитового сырья, выбранные из ряда: карналлитовая пыль первой стадии обезвоживания карналлита, шлам карналлитовых хлораторов.The technical result is achieved by the fact that in the method of extracting thorium from technological solutions, including sorption of thorium at a pH of 2.8-3.5 and a temperature of 60-95 o With porous sulfocathionite, followed by washing the cation exchange resin and desorption of thorium with carbonate-containing solutions, is new, that magnesium chloride is preliminarily introduced into the initial solution in the amount of Mg 2+ mEq per 1 mEq of Th 4+ ions in the initial solution before sorption, the cation exchange resin is washed first with water, then with a MgCl 2 solution with a concentration of 50-150 g / dm 3 promvody combine t with the filtrate after sorption sequentially administered solution (10-50 g / dm3) of potassium iodate in an amount of 10-100 cm 3 per 1 dm 3 solution, after which the solution is administered (50-150 g / dm 3) of barium chloride and sodium sulphate in the amount of 1.2-1.5 mol of Na 2 SO 4 per 1 mol of BaCl 2 , the radioactive iodate-sulfate cake is separated from the deactivated solution, which is sent to the extraction and disposal of rare and scattered metals (Sc), the thorium-containing eluate is treated with mineral acid, e.g., hydrochloric acid, until pH 0.5-2.0 is heated to 80-100 o C, maintained at elevated temperatures within 0.5-2 hours, an alkaline reagent is introduced, for example, a solution of sodium and / or ammonium hydroxide to a pH of 5-8, the resulting pulp is settled and filtered, the precipitate of hydroxide and thorium hydroxocarbonate is separated from the mother liquor, combined with radioactive iodate-sulfate cake and sent for burial in the storage of special waste. In addition, magnesium chloride is introduced into the initial solution in an amount ensuring its content in the solution before sorption. In addition, when magnesium chloride is introduced into the initial solution, prior to sorption of thorium, natural and / or synthetic bischofite and / or carnallite and / or intermediate products and / or carnallite processing waste products selected from the series are used: carnallite dust of the first stage of carnallite dehydration , sludge carnallite chlorinators.

При прочих равных условиях предлагаемый способ, характеризующийся новыми приемами выполнения действий и новым порядком выполнения действий, использование определенных веществ, без которых невозможно осуществление самого способа, новыми режимами и параметрами осуществления процесса, обеспечивает достижение технического результата при осуществлении заявленного изобретения. Ceteris paribus, the proposed method, characterized by new methods of performing actions and a new order of actions, the use of certain substances, without which it is impossible to implement the method itself, with new modes and parameters of the process, provides a technical result in the implementation of the claimed invention.

Проверка патентоспособности заявленного изобретения показывает, что оно соответствует изобретательскому уровню, так как не следует для специалистов явным образом. Checking the patentability of the claimed invention shows that it corresponds to the inventive step, as it should not be obvious to specialists.

Анализ уровня техники свидетельствует о том, что в книжной, журнальной и патентной литературе отсутствуют сведения об избирательном извлечении тория из технологических растворов, содержащих скандий путем сорбции из растворов при рН 2,8-3,5, в которых перед сорбцией предварительно вводят MgCl2 в количестве 10-100 мг-экв на 1 мг-экв Th, a промывку катионита после сорбции ведут раствором MgCl2 с концентрацией 50-150 г/дм3, фильтрат после сорбции объединяют с промводами, в объединенный раствор последовательно вводят КIO3, Na2SO4, ВаСl2, радиоактивный иодатно-сульфатный осадок отделяют от раствора, который направляют на извлечение редких металлов, например Sc, торийсодержащий карбонатный элюат обрабатывают НСl до рН 0,5-2,0, нагревают до 80-100oС, выдерживают 0,5-2 часа, вводят щелочной реагент до рН 5-8, пульпу отстаивают, фильтруют, радиоактивный осадок отделяют от раствора, объединяют с кеком и направляют в ХСО.The analysis of the prior art indicates that in the book, journal and patent literature there is no information on the selective extraction of thorium from technological solutions containing scandium by sorption from solutions at pH 2.8-3.5, in which MgCl 2 is preliminarily introduced before sorption in an amount of 10-100 mEq per 1 mEq Th, a washing of the cation exchange resin after sorption is carried out with a solution of MgCl 2 with a concentration of 50-150 g / dm 3 , the filtrate after sorption is combined with the promoters, KIO 3 , Na 2 are sequentially introduced into the combined solution SO 4 2 VaSl radioactive iodate -sulfatny precipitate was separated from the solution, which is sent to the extraction of rare metals such as Sc, thorium-bearing eluate carbonate treated with HCl to a pH of 0.5-2.0, is heated to 80-100 o C, aged 0.5-2 hours alkaline administered the reagent is up to pH 5-8, the pulp is defended, filtered, the radioactive precipitate is separated from the solution, combined with cake and sent to HCO.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизны". Необходимо особо подчеркнуть, что технический результат по заявленному изобретению достигается лишь при выполнении всех вышеперечисленных условий и параметров процесса. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty." It must be emphasized that the technical result of the claimed invention is achieved only if all of the above conditions and process parameters are met.

Невыполнение хотя бы одного из признаков (известного или нового) заявленного способа не позволяет увеличить динамическую вязкость по торию и не дает возможности повысить эффективность процесса извлечения тория из растворов, содержащих скандий. В частности, при использовании для сорбции тория фосфорсодержащих ионитов (вместо сульфокатионитов) и при выполнении всех остальных условий (рН, температура, концентрация MgCl2 и т.д.) технический результат не только не достигается, но и вообще избирательное извлечение тория из скандийсодержащих растворов не происходит. С другой стороны, при введении в исходный раствор MgCl2 в количествах, отличающихся от оптимальных (больше или меньше 50-150 г/дм3) эффект повышения ДОЕ по торию исчезает. Важным является также вопрос о "судьбе" растворов - торийсодержащих элюатов. В известных способах отсутствуют технические решения по их переработке и утилизации.Failure to perform at least one of the features (known or new) of the claimed method does not allow to increase the dynamic viscosity of thorium and does not make it possible to increase the efficiency of the process of extracting thorium from solutions containing scandium. In particular, when using phosphorus-containing ion exchangers for sorption of thorium (instead of sulfocathionites) and when all other conditions (pH, temperature, concentration of MgCl 2 , etc.) are met, the technical result is not only not achieved, but generally selective extraction of thorium from scandium-containing solutions not happening. On the other hand, when MgCl 2 is introduced into the initial solution in amounts differing from the optimal ones (more or less than 50-150 g / dm 3 ), the effect of increasing DOE in thorium disappears. Another important issue is the "fate" of solutions - thorium-containing eluates. In the known methods there are no technical solutions for their processing and disposal.

Таким образом, анализ совокупности признаков заявленного изобретения и достигаемого при этом результата показывает, что между ними существует вполне определенная причинно-следственная связь, выражающаяся в том, что осуществление процесса в вышеуказанных условиях обеспечивает решение поставленной задачи и достижение технического результата. При нарушении вышеуказанных режимов процесса, последовательности действий и др. вышеуказанный технический результат не достигается. Thus, the analysis of the totality of the features of the claimed invention and the result achieved in this case shows that there is a well-defined causal relationship between them, expressed in that the process under the above conditions provides a solution to the problem and the achievement of a technical result. In violation of the above process modes, sequence of actions, etc. the above technical result is not achieved.

Следует при этом отметить, что установленная причинно-следственная связь явным образом не следует для специалистов и никак не вытекает из литературных данных по химии и технологии тория и его соединений. It should be noted that the established causal relationship does not explicitly follow for specialists and does not follow from the literature data on the chemistry and technology of thorium and its compounds.

Сведения, подтверждающие осуществление предлагаемого изобретения с получением вышеуказанного технического результата, а также сопоставление эффективности известного (по прототипу) и предлагаемого технических решений приведены в примерах. Information confirming the implementation of the invention with obtaining the above technical result, as well as a comparison of the effectiveness of the known (prototype) and the proposed technical solutions are given in the examples.

Пример 1. Example 1

Проводится сопоставление эффективности извлечения тория из растворов по известному и предлагаемому способам. A comparison is made of the efficiency of extraction of thorium from solutions according to the known and proposed methods.

По известному способу: через сорбционную колонку с 2 г пористого сульфокатионита КУ-23 в Na-форме пропускают раствор с рН 3,0, содержащий 2,4 г/л скандия и 4,4 г/л тория до "проскока" тория в фильтрат ("ДОЕ"). Сорбцию ведут при 80oС. После сорбции катионит в колонке промывают водой и осуществляют десорбцию: скандия - 2 н. раствором хлорида натрия; тория - 3 н. раствором карбоната аммония.According to the known method: through a sorption column with 2 g of porous sulfonic cation exchanger KU-23 in Na-form, a solution with a pH of 3.0 is passed, containing 2.4 g / l of scandium and 4.4 g / l of thorium until the “slip” of thorium into the filtrate ("DOE"). Sorption is carried out at 80 o C. After sorption, the cation exchange resin in the column is washed with water and desorption is carried out: scandium - 2 N. sodium chloride solution; thorium - 3 n. ammonium carbonate solution.

По предлагаемому способу: в исходный раствор, содержащий 2,7 г/л скандия и 3,7 г/л тория, вводят 100 г/л хлорида магния MgCl2 (33 мг-экв на 1 мг-экв Th). Этот раствор (рН 3,0) пропускают при 80oС через сорбционную колонку с 2 г макропористого сульфокатионита до "проскока" тория в фильтрат (ДОЕ). После сорбции катионит в колонке промывают водой и осуществляют десорбцию: скандия - раствором хлорида магния (100 г/дм3) и, затем, тория - 3 н. раствором карбоната аммония. Результаты опытов приведены в табл. 1. Данные таблицы 1 показывают, что предлагаемый способ обеспечивает по сравнению с прототипом повышение сорбционной нагрузки на катионит в 1,5 раза и, следовательно, увеличение производительности процесса - за счет введения в исходный раствор хлорида магния и приводит к увеличению объема раствора, пропущенного до "проскока" ионов тория в фильтрат и к повышению сорбционной емкости катионита по торию.According to the proposed method: in a stock solution containing 2.7 g / l of scandium and 3.7 g / l of thorium, 100 g / l of magnesium chloride MgCl 2 (33 mEq per 1 mEq Th) is added. This solution (pH 3.0) is passed at 80 ° C. through a sorption column from 2 g of macroporous sulfocationionite to a “slip” of thorium into the filtrate (DOE). After sorption, the cation exchange resin in the column is washed with water and desorption is carried out: scandium - with a solution of magnesium chloride (100 g / dm 3 ) and then thorium - 3 N. ammonium carbonate solution. The results of the experiments are given in table. 1. The data in table 1 show that the proposed method provides, compared with the prototype, an increase in the sorption load on the cation exchange resin by 1.5 times and, therefore, an increase in the productivity of the process due to the introduction of magnesium chloride into the initial solution and leads to an increase in the volume of the solution passed to "slip" of thorium ions into the filtrate and to increase the sorption capacity of cation exchange resin on thorium.

Одновременно с этим увеличивается примерно в 3 раза степень разделения скандия и тория на стадии сорбции. At the same time, the degree of separation of scandium and thorium at the sorption stage increases by about 3 times.

Пример 2. Example 2

В исходный хлоридный раствор с рН 3,0, содержащий 5,0 г/дм3 тория и 4,0 г/дм3 скандия вводили 100 г/дм3 MgCl2 в количестве, обеспечивающем оптимальное соотношение Mg2+/Th4+, равное 24,4 мг-экв/мг-экв. Затем этот раствор пропускали при 80±5oС через обогреваемую сорбционную колонку с макропористым сульфокатионитом КУ-23 в солевой форме. Сорбцию проводили до "проскока" - до появления тория в фильтрате. В этих условиях торий избирательно сорбировался сульфокатионитом, а скандий вытеснялся в фильтрат. Небольшие количества скандия, оставшиеся в межзерновом пространстве и фазе катионита - после "проскока" Th4+, удаляли последовательной промывкой сначала водой (2 объема по отношению к объему смолы-катионита), затем раствором MgCl2 с концентрацией 100 г/дм3. Все промводы объединяли с фильтратом и последовательно вводили сначала раствор (10 г/дм3) КIO3 в количестве 30 см3 на 1 дм3, затем ВаСl2 и Nа2SO4 (в виде раствора с концентрацией 150 г/дм3) и Na2SO4 (в количестве 1,3 моля Na2SO4 на 1 моль ВаСl2). Полученную пульпу фильтровали, радиоактивный осадок, содержащий торий и дочерние продукты его распада (Ra-228, Ra-224), отделяли от маточного - дезактивированного скандийсодержащего раствора и затем этот осадок объединяли с гидратно-гидроксокарбонатным осадком, полученным после переработки торийсодержащего элюата (150 г/дм3 Na2CO3), для чего обрабатывали концентрированной НС1 до рН 1±0,2, нагревали до 95±5oС, выдерживали при этой температуре 1 час, после чего обрабатывали раствором NaOH (100 г/дм3) до рН 6,0. Выделяющийся осадок оксигидратов и гидроксокарбонатов тория отделяли от раствора фильтрованием, объединяли с иодатно-сульфатным осадком и направляли на захоронение в могильник ("ХСО" - хранилище спецотходов).In the initial chloride solution with a pH of 3.0, containing 5.0 g / dm 3 of thorium and 4.0 g / dm 3 of scandium, 100 g / dm 3 of MgCl 2 was introduced in an amount providing an optimal ratio of Mg 2+ / Th 4+ , equal to 24.4 mEq / mEq. Then this solution was passed at 80 ± 5 o C through a heated sorption column with macroporous sulfonic cation exchanger KU-23 in salt form. Sorption was carried out before the "slip" - until the appearance of thorium in the filtrate. Under these conditions, thorium was selectively sorbed by sulfocationite, and scandium was displaced into the filtrate. Small amounts of scandium remaining in the intergranular space and the cation exchanger phase — after the “breakthrough” of Th 4+ were removed by sequential washing with water first (2 volumes with respect to the volume of cation exchanger resin), then with a solution of MgCl 2 with a concentration of 100 g / dm 3 . All promoters were combined with the filtrate and a solution of KIO 3 (10 g / dm 3 ) KIO 3 was first sequentially introduced in an amount of 30 cm 3 per 1 dm 3 , then BaCl 2 and Na 2 SO 4 (in the form of a solution with a concentration of 150 g / dm 3 ) and Na 2 SO 4 (in the amount of 1.3 mol of Na 2 SO 4 per 1 mol of BaCl 2 ). The resulting slurry was filtered, a radioactive precipitate containing thorium and its decay products (Ra-228, Ra-224) was separated from the mother-deactivated scandium-containing solution, and then this precipitate was combined with a hydrate-hydroxocarbonate precipitate obtained after processing of the thorium-containing eluate (150 g / dm 3 Na 2 CO 3 ), for which it was treated with concentrated HCl to a pH of 1 ± 0.2, heated to 95 ± 5 o C, kept at this temperature for 1 hour, after which it was treated with a solution of NaOH (100 g / dm 3 ) to pH 6.0. The precipitated precipitate of thorium oxyhydrates and hydroxocarbonates was separated from the solution by filtration, combined with the iodate-sulfate precipitate, and sent for burial to the repository ("KhSO" - a waste storage facility).

Пример 3. Example 3

Проводят сорбционное извлечение тория из растворов по примеру 1 (по предлагаемому способу, но концентрация хлорида магния в проведенных опытах составляет 20, 50, 150, 200 г/дм3. Результаты опытов приведены в табл.2.Sorption extraction of thorium from the solutions of example 1 is carried out (according to the proposed method, but the concentration of magnesium chloride in the experiments is 20, 50, 150, 200 g / dm 3. The results of the experiments are shown in table 2.

Из табл. 2 видно, что повышение сорбционной нагрузки на катионит по торию (а следовательно, и повышение производительности процесса) обеспечивается введением в исходный раствор хлорида магния в количестве 50-150 г MgCl2/дм3.From the table. 2 it can be seen that an increase in the sorption load on cation exchanger for thorium (and, consequently, an increase in the productivity of the process) is ensured by the introduction of magnesium chloride in the amount of 50-150 g MgCl 2 / dm 3 into the initial solution.

Таким образом, реализация разработанного технического решения обеспечивает высокую избирательность (селективность) извлечения Th из скандийсодержащих растворов, позволяет при этом повысить производительность процесса в 1,5 раза. Thus, the implementation of the developed technical solution provides high selectivity (selectivity) for the extraction of Th from scandium-containing solutions, while allowing to increase the productivity of the process by 1.5 times.

Claims (5)

1. Способ извлечения и концентрирования тория из технологических растворов, включающий сорбцию тория при рН 2,8-3,5 и температуре 60-95oС на пористом сульфакатионите с последующей промывкой катионита и десорбцией тория карбонатсодержащим раствором, отличающийся тем, что в исходный раствор перед сорбцией предварительно вводят хлорид магния в количестве 10-100 мг•экв Mg2+ на 1 мг•экв ионов Th4+ в исходном растворе, промывку катионита после сорбции ведут сначала водой, затем раствором хлорида магния с концентрацией 50-150 г/дм3, фильтрат после сорбции объединяют с промводами, в объединенный раствор последовательно вводят сначала иодат калия, затем хлорид бария и сульфат натрия, пульпу фильтруют, радиоактивный иодатно-сульфатный кек отделяют от дезактивированного раствора, который направляют на извлечение и утилизацию редких и рассеянных металлов, торийсодержащий элюат обрабатывают минеральной кислотой например соляной, до рН 0,5-2,0, нагревают до 80-100oС, выдерживают при повышенной температуре в течение 0,5-2 ч, вводят щелочной реагент, например раствор гидроксида натрия и/или аммиака, до рН 5-8, образующуюся пульпу отстаивают и фильтруют, осадок гидроксида и гидроксокарбоната тория отделяют от маточного раствора, объединяют с радиоактивным иодатно-сульфатным кеком и направляют на переработку или на захоронение в хранилище спецотходов.1. The method of extraction and concentration of thorium from technological solutions, including sorption of thorium at a pH of 2.8-3.5 and a temperature of 60-95 o With porous sulfacationite, followed by washing the cation exchange resin and desorption of thorium carbonate-containing solution, characterized in that in the initial solution before sorption, magnesium chloride is preliminarily introduced in an amount of 10-100 mg • equiv. Mg 2+ per 1 mg • equivalents of Th 4+ ions in the initial solution, the cation exchange resin is washed first with water, then with a solution of magnesium chloride with a concentration of 50-150 g / dm 3 , the filtrate after sorption combined with promoters, first potassium iodate is subsequently introduced into the combined solution, then barium chloride and sodium sulfate are filtered, the pulp is filtered, the radioactive iodate-sulfate cake is separated from the deactivated solution, which is sent to the extraction and disposal of rare and dispersed metals, the thorium-containing eluate is treated with mineral acid, for example hydrochloric acid, to a pH of 0.5-2.0, heated to 80-100 o C, maintained at elevated temperature for 0.5-2 hours, injected with an alkaline reagent, such as a solution of sodium hydroxide and / or ammonia, to pH 5-8, the resulting pulp is sedimented and filtered, the precipitate of thorium hydroxide and hydroxocarbonate is separated from the mother liquor, combined with radioactive iodate-sulfate cake and sent for recycling or disposal in a special waste storage. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, хлорид магния вводят в исходный раствор в количестве, обеспечивающем его содержание в растворе перед сорбцией 50-150 г/дм3.2. The method according to claim 1, characterized in that the magnesium chloride is introduced into the initial solution in an amount that ensures its content in the solution before sorption of 50-150 g / DM 3 . 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для введения в исходный раствор хлорида магния используют природный и/или синтетический бишофит, и/или карналлит, и/или промпродукты, и/или отходы от переработки карналлитового сырья, выбранные из ряда: карналлитовая пыль первой стадии обезвоживания карналлита, шлам карналлитовых хлораторов. 3. The method according to claim 1, characterized in that for the introduction into the initial solution of magnesium chloride using natural and / or synthetic bischofite, and / or carnallite, and / or intermediate products, and / or waste from the processing of carnallite raw materials, selected from among: carnallite dust of the first stage of carnallite dehydration, sludge from carnallite chlorinators. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что иодат калия вводят в виде раствора с концентрацией 10-50 г/дм1 в количестве 10-100 см3 на 1 дм3 раствора.4. The method according to p. 1, characterized in that the potassium iodate is administered in the form of a solution with a concentration of 10-50 g / dm 1 in an amount of 10-100 cm 3 per 1 dm 3 of the solution. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что хлорид бария и сульфат натрия вводят в виде растворов с концентрацией 50-150 г/дм3 в количестве 1,2-1,5 моля сульфата натрия на 1 моль хлорида бария.5. The method according to claim 1, characterized in that barium chloride and sodium sulfate are introduced in the form of solutions with a concentration of 50-150 g / dm 3 in an amount of 1.2-1.5 mol of sodium sulfate per 1 mol of barium chloride.
RU2001129456/02A 2001-10-31 2001-10-31 Method of thorium recovery and concentration from process solutions RU2207393C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001129456/02A RU2207393C1 (en) 2001-10-31 2001-10-31 Method of thorium recovery and concentration from process solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001129456/02A RU2207393C1 (en) 2001-10-31 2001-10-31 Method of thorium recovery and concentration from process solutions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2207393C1 true RU2207393C1 (en) 2003-06-27

Family

ID=29210767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001129456/02A RU2207393C1 (en) 2001-10-31 2001-10-31 Method of thorium recovery and concentration from process solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2207393C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528692C2 (en) * 2011-11-24 2014-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Русредмет технологии и оборудование" Method of extracting rare-earth elements from wet-process phosphoric acid when processing khibiny apatite concentrates
RU2567167C2 (en) * 2014-03-07 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) Method for thorium separation from scandium
CN105200247A (en) * 2015-09-30 2015-12-30 中铝广西国盛稀土开发有限公司 Method for improvement of low-grade ore solubility and removal of impurities in feed liquid
RU2759824C1 (en) * 2021-01-25 2021-11-18 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (АО "НИИ НПО "ЛУЧ") Method for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium
CN117686299A (en) * 2024-02-01 2024-03-12 北京先通国际医药科技股份有限公司 Method for extracting decay daughter of thorium element

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Известия ВУЗов. Цветная металлургия. 1984, № 4, с. 59-61. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528692C2 (en) * 2011-11-24 2014-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Русредмет технологии и оборудование" Method of extracting rare-earth elements from wet-process phosphoric acid when processing khibiny apatite concentrates
RU2567167C2 (en) * 2014-03-07 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) Method for thorium separation from scandium
CN105200247A (en) * 2015-09-30 2015-12-30 中铝广西国盛稀土开发有限公司 Method for improvement of low-grade ore solubility and removal of impurities in feed liquid
RU2759824C1 (en) * 2021-01-25 2021-11-18 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (АО "НИИ НПО "ЛУЧ") Method for sorption extraction of thorium from nitrate solutions of uranium and thorium
CN117686299A (en) * 2024-02-01 2024-03-12 北京先通国际医药科技股份有限公司 Method for extracting decay daughter of thorium element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Stringfellow et al. Technology for the recovery of lithium from geothermal brines
KR102525321B1 (en) Selective separation of an element or raw material of interest in an aqueous stream
US4291001A (en) Recovery of lithium from brine
RU2647398C2 (en) Obtaining scandium-containing concentrate and following removing the scandium oxide of high purity
AU2015391054B2 (en) A process for treatment and/or remediation of water
Warren Techno-economic analysis of lithium extraction from geothermal brines
CN106536413A (en) Methods for producing alkaline earth carbonates
RU2582425C1 (en) Method of extracting scandium from scandium-bearing material
RU2207393C1 (en) Method of thorium recovery and concentration from process solutions
US20160032423A1 (en) A method for concentrating rare-earth metals in phosphogypsum
RU2608033C1 (en) Method of producing scandium oxide
RU2196184C2 (en) Method of processing scandium-containing solutions
RU2526907C1 (en) Method of extracting rare-earth metals (rem) from phosphogypsum
CN110106356A (en) A kind of method of powder-type titanium system's ion-exchanger separation Lithium from Salt Lake Brine
RU2612107C2 (en) Method of extracting scandium from scandium-bearing product solution
JPS5924876B2 (en) How to treat boron-containing water
RU2559476C1 (en) Method of extracting rare earth metals from nitrophosphate solution in nitric acid processing of apatite concentrate
JP2005324137A (en) Method for removing fluoride ion in wastewater
RU2246550C1 (en) Method for reprocessing of thorium-containing radwastes
RU2331126C1 (en) Method of processing and deactivation of radioactive waste in process of loparite concentrate chlorination
RU2684663C1 (en) Method of producing scandium concentrate from scandium-containing solution
Malovanyy et al. Investigation of Clinoptylolite Ion Exchange Capacity Relative to Copper and Zinc Ions in Conditions of Ideal Intermixing Mode
RU2665512C1 (en) Method for phosphogypsum processing
JP2010075805A (en) Water purification material and water purification method
RU2630989C1 (en) Method for processing fluoride rare-earth concentrate

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031101