RU2753711C1 - Method for producing gadolinium (iii) chloride with reduced content of uranium and thorium - Google Patents

Method for producing gadolinium (iii) chloride with reduced content of uranium and thorium Download PDF

Info

Publication number
RU2753711C1
RU2753711C1 RU2020123519A RU2020123519A RU2753711C1 RU 2753711 C1 RU2753711 C1 RU 2753711C1 RU 2020123519 A RU2020123519 A RU 2020123519A RU 2020123519 A RU2020123519 A RU 2020123519A RU 2753711 C1 RU2753711 C1 RU 2753711C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chloride
gadolinium
temperature
iii
vacuum
Prior art date
Application number
RU2020123519A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Борисович Гришечкин
Марина Павловна Зыкова
Андрей Владимирович Хомяков
Роман Игоревич Аветисов
Игорь Христофорович Аветисов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева» (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева» (РХТУ им. Д.И. Менделеева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева» (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
Priority to RU2020123519A priority Critical patent/RU2753711C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2753711C1 publication Critical patent/RU2753711C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00Compounds of rare earth metals
    • C01F17/10Preparation or treatment, e.g. separation or purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/253Halides
    • C01F17/271Chlorides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry.
SUBSTANCE: invention relates to the technology of inorganic materials and concerns the development of a method for producing gadolinium (III) chloride with a reduced content of uranium and thorium. The method for producing gadolinium (III) chloride is purification by annealing in a dynamic vacuum. Moreover, at the first stage, gadolinium chloride is calcined in an atmosphere of hydrogen chloride at atmospheric or reduced pressure at a temperature of 500-600°C. At the second stage, gadolinium chloride is annealed in vacuum at a temperature of 600-700°C and residual pressure of no higher than 10-4 Torr.
EFFECT: increasing the depth of purification of gadolinium chloride for uranium and thorium to less than 10-8 wt.% with the content of the main substance at least 99.999 wt.%, while simplifying the known technologies and obtaining a minimum amount of waste.
4 cl, 1 tbl, 2 ex

Description

Заявляемое изобретение относится к технологии неорганических материалов и касается разработки способа получения хлорида гадолиния (III) с пониженным содержанием урана и тория для изготовления детекторов нейтрино и нейтронов. Изобретение может быть использовано для получения ультра-низкофонового хлорида гадолиния (III), используемого в экспериментальной физике космических частиц для регистрации антинейтрино, наблюдения нейтринных осцилляций и регистрации потоков нейтронов, а также для поиска безизлучательного двойного β-распада.The claimed invention relates to the technology of inorganic materials and concerns the development of a method for producing gadolinium (III) chloride with a reduced content of uranium and thorium for the manufacture of neutrino and neutron detectors. The invention can be used to obtain ultra-low-background gadolinium (III) chloride used in experimental physics of cosmic particles for detecting antineutrinos, observing neutrino oscillations and registering neutron fluxes, as well as for searching for nonradiative double β-decay.

В настоящее время на рынке доступны препараты гадолиния с содержанием основного вещества до 99,99 мас. % и содержанием урана и тория (таблица 1). Ни один из доступных коммерческих препаратов не удовлетворяет требованию по содержания урана и тория менее 10-8 мас. %.Currently, gadolinium preparations with a basic substance content of up to 99.99 wt.% Are available on the market. % and the content of uranium and thorium (table 1). None of the available commercial preparations meets the requirement for uranium and thorium contents less than 10 -8 wt. %.

Таблица 1.Table 1.

No. ВеществоSubstance ПроизводительManufacturer Концентрация Th, нг/гTh concentration, ng / g Концентрация
U, нг/г
Concentration
U, ng / g
11 Gd2O3 Gd 2 O 3 Yeemeida Technology Co. Ltd. (КНР) Партия 1 Yeemeida Technology Co. Ltd. (PRC) Party 1 (5,60±0,20)(5.60 ± 0.20) (4,50±0,20)(4.50 ± 0.20) 22 Gd2O3 Gd 2 O 3 IoLiTec (100 нм) (Германия)IoLiTec (100 nm) (Germany) (4289,80±295,00)(4289.80 ± 295.00) (1929,20±50,10)(1929.20 ± 50.10) 33 Gd2O3 Gd 2 O 3 American Elements (США)American Elements (USA) (3,25±0,08)(3.25 ± 0.08) (45,26±2,30)(45.26 ± 2.30) 44 Gd2O3 Gd 2 O 3 IoLiTec (20-80 нм) (Германия)IoLiTec (20-80 nm) (Germany) (3,70±0,10)(3.70 ± 0.10) (48,00±1,10)(48.00 ± 1.10) 55 Gd2O3 Gd 2 O 3 OOO «ИРЕА»OOO "IREA" (1,20±0,10)(1.20 ± 0.10) (1,30±0,10)(1.30 ± 0.10) 66 Gd2O3 Gd 2 O 3 Stanford Advanced Materials (США)Stanford Advanced Materials (USA) (32,50±3,30)(32.50 ± 3.30) (162,38±7,50)(162.38 ± 7.50) 77 Gd2O3 Gd 2 O 3 Yeemeida Technology Co. Ltd. (КНР) Партия 2Yeemeida Technology Co. Ltd. (PRC) Party 2 (1,20±0,10)(1.20 ± 0.10) (410,00±13,00)(410.00 ± 13.00) 8eight Gd2O3 Gd 2 O 3 ООО «Ланхит»LLC "Lanhit" (1,20±0,03)(1.20 ± 0.03) (0,20±0,01)(0.20 ± 0.01) 9nine Gd(NO3)3 Gd (NO 3 ) 3 OOO «ИРЕА»OOO "IREA" (0,20±0,01)(0.20 ± 0.01) (0,23±0,01)(0.23 ± 0.01) 10ten GdCl3 (безводный)GdCl 3 (anhydrous) ООО «Ланхит»LLC "Lanhit" (10,30±0,50)(10.30 ± 0.50) (2,50±0,10)(2.50 ± 0.10) 11eleven Gd2(SO4)3 Gd 2 (SO 4 ) 3 American Elements (США)American Elements (USA) (116,20±12,50)(116.20 ± 12.50) (1,80±0,05)(1.80 ± 0.05)

В настоящее время среди известных способов очистки соединений гадолиния можно выделить способы, основанные на многократной экстракции из солянокислых или азотнокислых растворов органическими экстрактантами с последующей реэкстракцией кислотами. Так, например, в патенте CN101824537 описан способ получения высокочистого оксида гадолиния (III) методом многостадийной экстракции из солянокислого раствора смесью органических экстрактантов Р507 и Р204 с последующей электрохимической доочисткой, осаждением в виде оксалата гадолиния и прокаливанием последнего до оксида гадолиния (III). Аналогично патенты US3582263, CN105861825 (5N GdCl3). Существенными недостатками таких способов являются многостадийность, большой расход реактивов и образование эквивалентного количество токсичных отходов.Currently, among the known methods of purification of gadolinium compounds, one can distinguish methods based on multiple extraction from hydrochloric acid or nitric acid solutions with organic extractants, followed by reextraction with acids. For example, patent CN101824537 describes a method for producing high-purity gadolinium (III) oxide by multistage extraction from a hydrochloric acid solution with a mixture of organic extractants P507 and P204, followed by electrochemical post-treatment, precipitation in the form of gadolinium oxalate and calcining the latter to gadolinium oxide (III). Likewise patents US3582263, CN105861825 (5N GdCl 3 ). Significant disadvantages of such methods are multistage, high consumption of reagents and the formation of an equivalent amount of toxic waste.

Также есть ряд способов, основанных на селективной экстракции ионообменными смолами. Например, в патенте EP0335538 описан способ глубокого разделения редкоземельных металлов, основанный на многократном фракционировании с помощью хроматографических колонн, наполненных ионообменной смолой Dowex 50x. Недостатками такого способа являются многостадийность, низкая производительность и высокая стоимость ионообменных смол. Также в патенте не приведена примесная чистота конечных продуктов.There are also a number of methods based on selective extraction with ion exchange resins. For example, EP0335538 describes a method for deep separation of rare earth metals based on multiple fractionation using chromatographic columns filled with Dowex 50x ion exchange resin. The disadvantages of this method are multistage, low productivity and high cost of ion exchange resins. Also, the patent does not show the impurity purity of the final products.

Известны способы очистки концентрата редкоземельных металлов от примесей урана и тория с помощью многократной экстракции. В патенте RU2633859 описан способ разделения РЗМ, включающий стадию очистки от примеси урана и тория экстракцией их 30 % раствором трибутилфосфата. В результате экстракции получают раствор, удельная α-активность которого не превышает 1×10-8 Ки/кг. Недостатком способа применительно к хлориду гадолиния является необходимость его перевода в нитратный раствор, проведения экстракции, возможно в несколько стадий, и обратной конверсии в хлорид, что будет сопровождаться неизбежными потерями исходного вещества, потребует большого расхода реактивов и получения значительного объема отходов.Known methods of purification of a concentrate of rare earth metals from impurities of uranium and thorium using multiple extraction. Patent RU2633859 describes a method for separating rare-earth metals, including a stage of purification from impurities of uranium and thorium by extracting them with a 30% solution of tributyl phosphate. As a result of extraction, a solution is obtained, the specific α-activity of which does not exceed 1 × 10 -8 Ci / kg. The disadvantage of this method in relation to gadolinium chloride is the need to convert it into a nitrate solution, carry out extraction, possibly in several stages, and reverse conversion to chloride, which will be accompanied by inevitable losses of the starting material, will require a large consumption of reagents and a significant amount of waste.

В технологии получения особо чистых и высокочистых веществ широко используется способ удаления из очищаемого вещества легколетучих примесей посредством отжига материала в динамическом вакууме. Этот способ может применяться как самостоятельно, так и как одна из стадий сублимационной или дистилляционной очистки. Так, в работе Д. В. Севастьянов, М. С. Дориомедов, И. В. Сутубалов, Г. С. Кулагина "НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБЛАСТИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ" [http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=1199], опубл.: 2018, описан способ повышения примесной чистоты редкоземельных металлов типа тербия, включающий стадию отжига в вакууме без значительного испарения исходного вещества. При этом происходит эффективная очистка от труднолетучих редкоземельных металлов (Y, Sc, La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Lu). Описанный способ был принят в качестве близкого аналога.In the technology of obtaining highly pure and high-purity substances, a method of removing volatile impurities from the substance to be purified is widely used by means of annealing the material in a dynamic vacuum. This method can be used both independently and as one of the stages of sublimation or distillation purification. So, in the work of D. V. Sevastyanov, M. S. Doriomedov, I. V. Sutubalov, G. S. Kulagin "DIRECTIONS OF DEVELOPMENT OF PRODUCTION TECHNOLOGIES IN THE FIELD OF RARE EARTH METALS" [http://viam-works.ru/ru/ articles? art_id = 1199], publ .: 2018, describes a method for increasing the impurity purity of rare earth metals such as terbium, including the stage of annealing in vacuum without significant evaporation of the starting material. At the same time, there is an effective cleaning from hardly volatile rare earth metals (Y, Sc, La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Lu). The described method was adopted as a close analogue.

Технической проблемой прототипа является недостаточно глубокая очистка хлорида гадолиния по урану и торию, а также достаточно большое количество отходов.The technical problem of the prototype is the insufficiently deep purification of gadolinium chloride for uranium and thorium, as well as a sufficiently large amount of waste.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных технических проблем.The objective of the present invention is to eliminate these technical problems.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение глубины очистки хлорида гадолиния по урану и торию до величины менее 10-8 мас. % при содержании основного вещества не менее 99,999 мас. %, при этом обеспечивается упрощение известных технологий и получении минимального количества отходов. The technical result of the proposed invention is to increase the depth of purification of gadolinium chloride for uranium and thorium to a value of less than 10 -8 wt. % with a basic substance content of at least 99.999 wt. %, while simplifying the known technologies and obtaining a minimum amount of waste.

Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен способ получения хлорида гадолиния (III) с пониженным содержанием урана и тория, заключающийся в том, что очистку ведут отжигом в динамическом вакууме, отличающийся тем, что на первой стадии проводят прокаливание хлорида гадолиния в атмосфере хлороводорода при атмосферном или пониженном давлении при температуре 500-600 °С, на второй стадии осуществляют отжиг хлорида гадолиния в вакууме при температуре 600-700°С и остаточном давлении не выше 10-4 торр.The specified technical result is achieved due to the fact that the claimed method for producing gadolinium (III) chloride with a reduced content of uranium and thorium, which consists in the fact that the purification is carried out by annealing in a dynamic vacuum, characterized in that at the first stage, gadolinium chloride is calcined in an atmosphere of hydrogen chloride at atmospheric or reduced pressure at a temperature of 500-600 ° C, in the second stage, gadolinium chloride is annealed in vacuum at a temperature of 600-700 ° C and a residual pressure not exceeding 10 -4 torr.

Предпочтительно, очистку ведут в кварцевом контейнере, куда помещают исходное вещество - хлорид гадолиния (III), сам контейнер помещают в проточный реактор из кварцевого стекла, один конец которого присоединяют к источнику хлороводорода, а другой - через барботер-уловитель хлороводорода к водоструйному насосу, и перед очисткой проводят прокаливание хлорида гадолиния в парах хлороводорода; затем реактор охлаждают, контейнер с подготовленным таким образом хлоридом гадолиния (III) перемещают в закрытый с одного конца кварцевый реактор, который присоединяют к вакуумной откачной системе; реактор вакуумируют до остаточного давления 10-4 торр, нагревают и полученный препарат очищают сублимацией в вакууме при температуре 600-700 °С; после окончания процесса реактор охлаждают, извлекают контейнер с очищенным веществом и производят выгрузку очищенного хлорида гадолиния (III). Preferably, the purification is carried out in a quartz container, where the starting material, gadolinium (III) chloride, is placed, the container itself is placed in a flow-through reactor made of quartz glass, one end of which is connected to a source of hydrogen chloride, and the other end through a hydrogen chloride trap-trap to a water-jet pump, and before cleaning, gadolinium chloride is calcined in hydrogen chloride vapors; then the reactor is cooled, the container with thus prepared gadolinium (III) chloride is transferred to a quartz reactor closed at one end, which is connected to a vacuum pumping system; the reactor is evacuated to a residual pressure of 10 -4 torr, heated and the resulting preparation is purified by sublimation in vacuum at a temperature of 600-700 ° C; after the end of the process, the reactor is cooled, the container with the purified substance is removed and the purified gadolinium (III) chloride is unloaded.

Как вариант, отжиг препарата осуществляют при постоянном небольшом протоке хлороводорода при температуре 500 °С и атмосферном давлении в течение 6 часов, а отжиг в вакууме при температуре 600 °С в течение 12 часов.Alternatively, the preparation is annealed at a constant small flow of hydrogen chloride at a temperature of 500 ° C and atmospheric pressure for 6 hours, and annealing in vacuum at a temperature of 600 ° C for 12 hours.

Как вариант, отжиг препарата осуществляют при постоянном небольшом протоке хлороводорода при температуре 600 °С и давлении 50 торр в течение 12 часов, а отжиг в вакууме при температуре 700 °С в течение 6 часов.Alternatively, the preparation is annealed at a constant small flow of hydrogen chloride at a temperature of 600 ° C and a pressure of 50 Torr for 12 hours, and annealing in vacuum at a temperature of 700 ° C for 6 hours.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что очистку гадолиния ведут отжигом в вакууме, а перед очисткой проводят прокаливание хлорида гадолиния в парах хлороводорода при температуре 500-600 °С, затем полученный препарат очищают сублимацией в вакууме при температуре 600-700 °С.The task is solved, and the technical result is achieved by the fact that the purification of gadolinium is carried out by annealing in a vacuum, and before purification, gadolinium chloride is calcined in hydrogen chloride vapor at a temperature of 500-600 ° C, then the resulting preparation is purified by sublimation in a vacuum at a temperature of 600-700 ° C. ...

В результате отжига в атмосфере хлороводорода примеси урана и тория, существующие в виде хлоридов UCl4 и ThCl4, переходят в UCl6 и ThCl6, имеющие значительно более высокое давление паров, чем четырехвалентные хлориды. При дальнейшем отжиге в вакууме гексахлориды урана и тория количественно отгоняются в более холодную часть реактора и конденсируются, при этом остаточная концентрация урана и тория в хлориде гадолиния составляет менее 10-8 мас. %.As a result of annealing in an atmosphere of hydrogen chloride, impurities of uranium and thorium, existing in the form of chlorides UCl 4 and ThCl 4 , pass into UCl 6 and ThCl 6 , which have a significantly higher vapor pressure than tetravalent chlorides. Upon further annealing in vacuum, uranium and thorium hexachlorides are quantitatively distilled off into the colder part of the reactor and condensed, while the residual concentration of uranium and thorium in gadolinium chloride is less than 10 -8 wt. %.

Опытным путем было установлено, что проведение предварительной термообработки в атмосфере хлороводорода повышает эффективность последующей очистки в вакууме, позволяя получить конечный препарат с концентрацией урана и тория не выше 10-8 мас. % при содержании основного вещества не менее 99,999 мас. %. It was experimentally found that carrying out preliminary heat treatment in an atmosphere of hydrogen chloride increases the efficiency of subsequent purification in vacuum, making it possible to obtain the final preparation with a concentration of uranium and thorium not exceeding 10 -8 wt. % with a basic substance content of at least 99.999 wt. %.

Таким образом, упомянутые отличительные признаки являются существенными, так как каждый из них необходим, а вместе они достаточны для решения поставленной задачи: получения хлорида гадолиния (III) с концентрацией урана и тория не выше 10-8 мас. % при содержании основного вещества не менее 99,999 мас. %, пригодного для изготовления детекторов при малом количестве стадий процесса и малом объеме отходов.Thus, the aforementioned distinctive features are essential, since each of them is necessary, and together they are sufficient to solve the task: to obtain gadolinium (III) chloride with a concentration of uranium and thorium no higher than 10 -8 wt. % with a basic substance content of at least 99.999 wt. %, suitable for the manufacture of detectors with a small number of process steps and a small amount of waste.

Пример 1. Example 1.

В кварцевый контейнер помещают исходное вещество - хлорид гадолиния (III). Контейнер помещают в проточный реактор из кварцевого стекла, один конец которого присоединен к источнику хлороводорода (баллон или лабораторный реактор для синтеза) а другой - через барботер-уловитель хлороводорода к водоструйному насосу, и производят отжиг препарата при постоянном небольшом протоке хлороводорода при температуре 500 °С и атмосферном давлении в течение 6 часов. Затем реактор охлаждают, контейнер с подготовленным таким образом хлоридом гадолиния (III) перемещают в закрытый с одного конца кварцевый реактор, который присоединяют к вакуумной откачной системе. Реактор вакуумируют до остаточного давления 10-4 торр, нагревают и проводят отжиг в вакууме при температуре 600 °С в течение 12 часов. После окончания процесса реактор охлаждают, извлекают контейнер с очищенным веществом и производят выгрузку очищенного хлорида гадолиния (III). The starting material, gadolinium (III) chloride, is placed in a quartz container. The container is placed in a flow-through reactor made of quartz glass, one end of which is connected to a source of hydrogen chloride (a cylinder or laboratory reactor for synthesis) and the other end is connected through a hydrogen chloride bubbler to a water-jet pump, and the preparation is annealed at a constant small flow of hydrogen chloride at a temperature of 500 ° C. and atmospheric pressure for 6 hours. Then the reactor is cooled, the container with thus prepared gadolinium (III) chloride is transferred to a quartz reactor closed at one end, which is connected to a vacuum pumping system. The reactor is evacuated to a residual pressure of 10 -4 Torr, heated and annealed in vacuum at a temperature of 600 ° C for 12 hours. After the end of the process, the reactor is cooled, the container with the purified substance is removed and the purified gadolinium (III) chloride is unloaded.

Пример 2Example 2

В кварцевый контейнер помещают исходное вещество - хлорид гадолиния (III). Контейнер помещают в проточный реактор из кварцевого стекла, один конец которого присоединен к источнику хлороводорода (баллон или лабораторный реактор для синтеза) а другой - через барботер-уловитель хлороводорода к водоструйному насосу, и производят отжиг препарата при постоянном небольшом протоке хлороводорода при температуре 600 °С и давлении 50 торр в течение 12 часов. Затем реактор охлаждают, контейнер с подготовленным таким образом хлоридом гадолиния (III) перемещают в закрытый с одного конца кварцевый реактор, который присоединяют к вакуумной откачной системе. Реактор вакуумируют до остаточного давления 10-4 торр, нагревают и проводят отжиг в вакууме при температуре 700 °С в течение 6 часов. После окончания процесса реактор охлаждают, извлекают контейнер с очищенным веществом и производят выгрузку очищенного хлорида гадолиния (III).The starting material, gadolinium (III) chloride, is placed in a quartz container. The container is placed in a flow-through reactor made of quartz glass, one end of which is connected to a hydrogen chloride source (a cylinder or laboratory reactor for synthesis) and the other end is connected through a hydrogen chloride bubbler to a water-jet pump, and the preparation is annealed at a constant small flow of hydrogen chloride at a temperature of 600 ° C. and a pressure of 50 torr for 12 hours. Then the reactor is cooled, the container with thus prepared gadolinium (III) chloride is transferred to a quartz reactor closed at one end, which is connected to a vacuum pumping system. The reactor is evacuated to a residual pressure of 10 -4 torr, heated and annealed in vacuum at a temperature of 700 ° C for 6 hours. After the end of the process, the reactor is cooled, the container with the purified substance is removed and the purified gadolinium (III) chloride is unloaded.

Таким образом, изобретение получает получать ультра-низкофоновый хлорид гадолиния (III) с содержанием примесей урана и тория не выше
10-8 мас. % при содержании основного вещества не менее 99,999 мас. % в две стадии без использования токсичных растворителей и экстрагирующих агентов.
Thus, the invention obtains an ultra-low-background gadolinium (III) chloride with a content of uranium and thorium impurities not higher than
10 -8 wt. % with a basic substance content of at least 99.999 wt. % in two stages without the use of toxic solvents and extracting agents.

Claims (4)

1. Способ получения хлорида гадолиния (III) с пониженным содержанием урана и тория, заключающийся в том, что очистку ведут отжигом в динамическом вакууме, отличающийся тем, что на первой стадии проводят прокаливание хлорида гадолиния в атмосфере хлороводорода при атмосферном или пониженном давлении при температуре 500-600°С, на второй стадии осуществляют отжиг хлорида гадолиния в вакууме при температуре 600-700°С и остаточном давлении не выше 10-4 Торр. 1. A method of obtaining gadolinium (III) chloride with a reduced content of uranium and thorium, which consists in the fact that the purification is carried out by annealing in a dynamic vacuum, characterized in that at the first stage, gadolinium chloride is calcined in an atmosphere of hydrogen chloride at atmospheric or reduced pressure at a temperature of 500 -600 ° C, in the second stage, gadolinium chloride is annealed in vacuum at a temperature of 600-700 ° C and a residual pressure of no higher than 10 -4 Torr. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что очистку ведут в кварцевом контейнере, куда помещают исходное вещество – хлорид гадолиния (III), сам контейнер помещают в проточный реактор из кварцевого стекла, один конец которого присоединяют к источнику хлороводорода, а другой через барботер-уловитель хлороводорода - к водоструйному насосу, и перед очисткой проводят прокаливание хлорида гадолиния в парах хлороводорода; затем реактор охлаждают, контейнер с подготовленным таким образом хлоридом гадолиния (III) перемещают в закрытый с одного конца кварцевый реактор, который присоединяют к вакуумной откачной системе; реактор вакуумируют до остаточного давления 10-4 Торр, нагревают и полученный препарат очищают сублимацией в вакууме при температуре 600-700°С; после окончания процесса реактор охлаждают, извлекают контейнер с очищенным веществом и производят выгрузку очищенного хлорида гадолиния (III). 2. The method according to claim 1, characterized in that the purification is carried out in a quartz container, where the starting material - gadolinium (III) chloride is placed, the container itself is placed in a flow reactor made of quartz glass, one end of which is connected to a source of hydrogen chloride, and the other through a hydrogen chloride bubbler-trap - to a water-jet pump, and before cleaning, gadolinium chloride is calcined in hydrogen chloride vapors; then the reactor is cooled, the container with thus prepared gadolinium (III) chloride is transferred to a quartz reactor closed at one end, which is connected to a vacuum pumping system; the reactor is evacuated to a residual pressure of 10 -4 Torr, heated and the resulting preparation is purified by sublimation in vacuum at a temperature of 600-700 ° C; after the end of the process, the reactor is cooled, the container with the purified substance is removed and the purified gadolinium (III) chloride is unloaded. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что отжиг препарата осуществляют при постоянном протоке хлороводорода при температуре 500°С и атмосферном давлении в течение 6 часов, а отжиг в вакууме при температуре 600°С в течение 12 часов.3. The method according to claim 2, characterized in that the annealing of the preparation is carried out with a constant flow of hydrogen chloride at a temperature of 500 ° C and atmospheric pressure for 6 hours, and annealing in vacuum at a temperature of 600 ° C for 12 hours. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что отжиг препарата осуществляют при постоянном протоке хлороводорода при температуре 600°С и давлении 50 Торр в течение 12 часов, а отжиг в вакууме при температуре 700°С в течение 6 часов. 4. The method according to claim 2, characterized in that the preparation is annealed at a constant flow of hydrogen chloride at a temperature of 600 ° C and a pressure of 50 Torr for 12 hours, and annealing in vacuum at a temperature of 700 ° C for 6 hours.
RU2020123519A 2020-07-15 2020-07-15 Method for producing gadolinium (iii) chloride with reduced content of uranium and thorium RU2753711C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123519A RU2753711C1 (en) 2020-07-15 2020-07-15 Method for producing gadolinium (iii) chloride with reduced content of uranium and thorium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123519A RU2753711C1 (en) 2020-07-15 2020-07-15 Method for producing gadolinium (iii) chloride with reduced content of uranium and thorium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2753711C1 true RU2753711C1 (en) 2021-08-20

Family

ID=77349022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020123519A RU2753711C1 (en) 2020-07-15 2020-07-15 Method for producing gadolinium (iii) chloride with reduced content of uranium and thorium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753711C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3582263A (en) * 1969-10-31 1971-06-01 Sylvania Electric Prod Solvent extraction process for separating gadolinium from terbium and dysprosium
RU2068810C1 (en) * 1993-07-19 1996-11-10 Научно-исследовательский институт атомных реакторов Method of refining gadolinium-153 preparation from radioactive europium
CN105861825A (en) * 2016-05-13 2016-08-17 南昌航空大学 Method for extracting and preparing 5N gadolinium through industrial-grade gadolinium raw material P507
CN111186853A (en) * 2018-10-26 2020-05-22 北京梦晖科技有限公司 Preparation method of rare earth halide

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3582263A (en) * 1969-10-31 1971-06-01 Sylvania Electric Prod Solvent extraction process for separating gadolinium from terbium and dysprosium
RU2068810C1 (en) * 1993-07-19 1996-11-10 Научно-исследовательский институт атомных реакторов Method of refining gadolinium-153 preparation from radioactive europium
CN105861825A (en) * 2016-05-13 2016-08-17 南昌航空大学 Method for extracting and preparing 5N gadolinium through industrial-grade gadolinium raw material P507
CN111186853A (en) * 2018-10-26 2020-05-22 北京梦晖科技有限公司 Preparation method of rare earth halide

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3722258B1 (en) Method for producing astatine
US20230002855A1 (en) Separation of rare earth elements
CN105967424A (en) Method for recycling rare earth extraction residual wastewater with high sodium salt content
CN110540227A (en) Preparation method of high-quality anhydrous rare earth chloride and bromide
JP3950968B2 (en) Method for separating and recovering Y and Eu
RU2753711C1 (en) Method for producing gadolinium (iii) chloride with reduced content of uranium and thorium
Kobisk et al. Application of reduction-distillation method for preparing high-purity rare-earth isotope metals
CN113772715B (en) Anhydrous samarium chloride and preparation method thereof
JP3122948B1 (en) Method for producing high purity cobalt
CN106621811A (en) Method for carrying out centrifugal separation on boron isotope
RU2456233C2 (en) Method of producing fullerene c60
US4078907A (en) Separation and purification of xenon
CN216171414U (en) Isotope separator with high separation efficiency
US3514267A (en) Batch separator of yttrium and rare earths under total reflux
RU2610494C1 (en) Molybdenum trioxide purification method
EP3329982A1 (en) Method and apparatus for producing heavy oxygen water
CN109970913B (en) Resin preparation method based on BMAOP and application thereof in scandium-zirconium separation
CN105906131A (en) Method for recycling magnesium chloride from rare earth industrial wastewater
JP3134896B2 (en) Production method of high purity rare earth fluoride
CN113975966B (en) Oxygen isotope separation system and method for producing oxygen isotope water by using same
CN1101381C (en) Method for extracting huperzine A as acetylcholinesterase depressant
Pengo et al. The reduction of rare earth oxides to metal and their subsequent rolling
CN116688756B (en) Continuous production process method for separating boron isotopes
CN102719685A (en) Separation and extraction technology for enriching thulium lutetium in thulium ytterbium lutetium reducing slag
Li et al. Improved technique for HgI2 purification

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210915

Effective date: 20210915