UA45306C2 - Спосіб зниження радіоактивністі, що виникла внаслідок урану і/або торію у титановмісних матеріалах (варіанти) і спосіб обробки залізо- та титановмісного матеріалу - Google Patents

Abstract

Спосіб спрощення видалення домішок, наприклад, радіоізотопів урану та торію та / або одного або більше їх дочірніх радіоізотопів з титановмісних матеріалів включає контактування титановмісного матеріалу з одним або більше реагентами при підвищеній температурі, останній вибирається для збільшення доступності, принаймні, одного з дочірніх радіоізотопів у тітановмісному матеріалі. Реагентом (реагентами) може бути склоутворюючий агент, і його вибирають для утворення фази при підвищеній температурі, такої, що диспергує на поверхнях титановмісного матеріалу і включає радіоізотопи та один або більше дочірніх радіоізотопів. Титановмісним матеріалом може бути, наприклад, ільменіт, змінений ільменіт або синтетичний рутил.

Description

Опис винаходу

Зто изобретение относится к способу для упрощения удаления примесей, особенно, но не только, таких 2 радиоактивньх изотопов как, например, уран и торий и их дочерних радисизотопов из титансодержащих материалов, причем в частности изобретение касается способов удаления урана и тория из вьіветренного или "измененного" ильменита и продуктов, образованньх из ильменита.

Ильменит (РетіОз) и рутил (ТіО») являются основньїм и ванньім для промьішленности минеральнь!м сьірьем для получения металла титана и двуокиси титана. Хотя ильменит и рутил почти неизменно присутствуют вместе в природе в качестве компонентов "минеральньх песков" или "тяжельх минералов" (вместе с цирконом (215105) и монацитом ((Се, Га, ТИ)РО)), однако ильменит обьчно более распространен. Естественное вьіветриваниег ильменита, приводит к частичному окислению железа, присутствующего первоначально в ильмените в виде двухвалентного железа (Бе?"), до трехвалетного железа (Бе?"). Для поддержания злектронейтральности некоторое окисленное железо необходимо удалять из решетки ильменита. В результате т образуется более пористая структура с вьісоким содержанием титана (и более низким содержанием железа).

Такие вьіветреннье материаль известнь! как "измененнье" ильменить, которье могут иметь содержание свьіше бОб56 в сравнениий с 52,795 ТО» в стехиометрическом (неизмененньй) ильмените. Когда происходит вьіветриваниг или изменение ильменита, такие примеси как, например, алюмосиликать! (глина) часто внедряются в пористую структуру в виде дискретньїх небольших зерен, которве располагаются в порах 720 узмененного ильменита. Повидимому уран и торий могут также внедряться в порьії ильменита во время зтого процесса.

Большую часть добьіваемого в мире ильменита используют для получения пигментов на основе двуокиси титана, которье применяют в красильной и бумажной отраслях промьішленности. Двуокись титана, которую используют в качестве пигмента, оббічно получают путем реакциий ильменита с концентрированной серной сч 729 кислотой и последующей обработки для образования ТіО »о-пигмента, то есть зто так назьваемьй сульфатньй (У способ. Однако зтот способ становится все больше нежелательньм с зкологической точки зрения, поскольку образуется большое количество кисльїх жидких отходов. Альтернативньй способ - так назьіваемьй хлоридньй способ - включаєет в себя реакцию с хлором для образования летучего четьрех-хлористого титана и последующее окисление до ТіО». В отличие от сульфатного способа хлоридньій способ способен обрабатьвать ї-о такие исходнье материаль! как, например, рутил, которьій имеет вьісокое содержание ТіОо и низкоесодержание «(3 железа и других примесей.

Следовательно хлоридньй способ создает меньше проблем в отношений загрязнения окружающей средь, и о он становится предпочтительньім для получения пигмента из двуокиси титана. Также, хотя сульфатньй способ юю может образовьшвать только пигментьі на основе ТіО», однако хлоридньмм способом можно получить как

Металлический титан так и пигменть на основе двуокиси титана. Запасьі природного рутила недостаточнь! для З удовлетворения мировьїх потребностей в нем с целью использования его в хлоридном способе. Итак, существует повьишенная необходимость в превращении более изобильньх ильменитов и измененньх ильменитов (обьічно 45 - 6595 ТО») в синтетический рутил (содержит свьіше 9095 ТіО»). Разработано множество « й различньїх способов для обогащения ильменита до синтетического рутила (ЗК), причем найболее широко -о

Применяемьм способом является способ Веспег. с Способ Бечера включаеєт в себя восстановление железа, присутствущего в ильмените (предпочтительно з измененньй ильменит), до металлического железа, которое осуществляют в восстановительной печи при вьісоких температурах, для получения так назьшаемого восстановленного ильменита с последующим окислением металлического железа в азраторе для образования мелкозернистой окиси железа, которую можно їз 15 физически отделить от крупньїх зерен, богатьїх содержанием титана, образующих синтетический рутил. Обьічно продукт подвергают вьіщелачиванию разбавленной кислотой. В печь можно добавлять серу для упрощения 1 удаления марганца и остальньїх примесей железа путем образования сульфидов, которне удаляются во время с кислотного виіщелачивания. Полученньій таким образом синтетический рутил, богатьій содержанием титана, содержит обьічно » 90905 ТіО». (ав) 50 Независимо от того, ильменит имеется в продаже в качестве необработанного минерала или в качестве

Ф обогащенного ценного синтетического рутила, от производителей постоянно требуется, чтобьі их продукция отвечала более строгим требованиям в отношений уровней содержания в них урана и тория. Способ Бечера для получения синтетического рутила не уменьшаєет значительно уровни содержания урана и тория в продукте, таким образом существует все большая необходимость в разработке способа удаления урана и тория из 99 льменитай других титансодержащих материалов (например, синтетический рутил).

ГФ) Часто, концентратьї ильменита имеют низкие уровни содержания тория из-за их загрязнения монацитом. т Целью зтого изобретения является не удаление макроскопических зерен монацита из титансодержащих материалов, а удаление микроскопических частиц урана и тория, первоначально внедренньїх в зернь ильменита во время процесса вьіветривания. бо В заявках Австралии, МоМо 14980/92 и 14981/92 раскрьто, что уран и торий можно удалить из титансодержащего материала путем обработки кислотой, содержащей растворимьй фторид, или основанием с последующей обработкой кислотой соответственно. Хотя и бьіло установлено, что зти обработки действительно удаляют уран и торий из титансодержащего материала, однако теперь вьіявили, что радисактивность материала не уменьшается до степени, которую ожидали от снижения содержания тория и урана. бо Дополнительное исследование показало, что зто происходит потому, что известнье способь! обработки заключаются в удаленийи главньім образом материнских изотопов урана и тория и что дочерние радисактивнье изотопьі не удаляются до той же степени. Зто открьтие является неожиданньім, поскольку наблюдаемое различное поведение противоположно тому, которое обьічно отмечается во время обработки вьиіщщелачиванием радисактивньхх материалов в других областях, где дочерние радисизотопь! обьічно также удаляются, или более легко, чем материнские изотопь.

В частности, для цепочки 232ТН нами бьло обнаружено, что ни один из дочерних радисактивньх изотопов не удаляется до такой же степени, как и материнский изотоп 232ТИ, Зто откриьтие указьіваєт на то, что после или в результате превращения 292ТН в его промежуточньй дочерний изотоп 229Ка протекает процесс, в результате 70 которого 228Ка и все его дочерние изотопьі, включая 229ТН становятся менее доступньіми, чем материнский изотоп 232Тй для удаления способами, описанньми в упомянутьх заявках. Зтот вьівод подтверждается наблюдением, что после применения указанньїх способов обработки измененного ильменита часто отмечается, что изотоп 228ТН находится в равновесии с изотопом 228БКа, а не с 232Тп. Если бьі изотопьі 229Ти и 292Тп находились в одной физической окружающей среде, они вели бьї себя идентично во время химической т обработки.

Неожиданно обнаружили, в соответствии с предпочтительньм первьім аспектом изобретения, что для титансодержащего материала можно зффективно применять термообработку для увеличения доступности радисактивньїх изотопов и/или по крайней мере одного из дочерних радисизотопов для последующих способов удаления, описанньїх в заявках Австралии, МоМо 14980/92 и 14981/92, или других способов. Предпочтительно, 2 материнский изотоп, например, 229Тп в цепочке распада тория и его дочерние радисизотопьі, например, 228Тп и 228Ка делаются по существу одинаково доступньіми для последующих способов удаления тория и/или урана.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения разработан способ для упрощения радисактивньх изотопов из титаносодержа-щего материала, которьій включает в себя стадию нагрева титансодержащего с ге материала до такой степени, которая является зффективной для увеличения доступности по крайней мере одного из дочерних радисизотопов для последующего его удаления. Радиоактивньми изотопами могут бьть і) торий и/или уран и/или один или несколько из дочерних радисизотопов.

Температура нагрева - предпочтительно свьіше 500"С. Действительно, обнаружили, что в первом интервале температур, например, между 5002 и 10002 достигается улучшенное удаление дочерних радисактивньх Ге зо Ммзотопов (например, 229Тп), но уменьшенноє удалениє материнских радиоизотопов (например, 232Тп). Во втором интервале температур, например, 10009С - 130092С и особенно при 12002С или вьіше удаление о материнских и дочерних радисизотопов улучшается, причем зто происходит до одинакового уровня, хотя еще Ге) при более вьісоких температурах, например, 14002 общее удаление становится вьісоким, причем сохраняется ою одинаковое удаление материнских и дочерних радиоизотопов, таким образом достигаєется значительное

З5 снижение радисактивности. «

Стадию нагрева можно оптимизировать для химических или физических способов удаления, и ее можно осуществлять в окислительной или восстановительной атмосфере или в той и. в другой в любой соответствующей печи или реакторе. Следует отметить, что оптимальнье условия нагрева будут зависеть от « последующей стадии удаления.

Нашли, что способь,, описаннье в заявках Австралии, МоМо 14980/92 и 14981/92, являются более - с зффективньми для удаления урана и тория из ильменита, чем из синтетического рутила, полученного способом ч» Бечера. Таюке обнаружили, что термообработка ильменита, проводимая до обработки способом Бечера в " соответствии с первьім аспектом изобретения, делает уран и торий в продукте синтетического рутила более восприимчивьїми к последующему вьиіщелачиванию.

Таюке установили, что термообработка синтетического рутила после обработки способом Бечера также - делает уран и торий более восприймчивьми к последующему вьиіщелачиванию. сл Обнаружено, что до термообработки торий распределяется очень хорошо в зернах измененного ильменита (ниже уровня разрешающей способности злектронной микроскопии со сканированием). После термообработки о титансодержащего материала, в соответствий с первьім аспектом изобретения, до температурь! примерно о 50 12002С или вьше, фазьі, богатье содержанием тория, имеющие размер до несколько микрон, можно обнаружить на и под поверхностью титансодержащих зерен. Скопление и концентрация тория в дискретньх с» фазах, отмеченное как в ильмените так и в синтетическом рутиле, могут позволить осуществлять физическое (а также химическое) отделение фазьі, богатой содержанием тория, от фаз, богатьсх содержанием титана, посредством соответствующего способа, например, оттирки. Однако температурь), необходимье для го оптимальной сегрегации фазьі, богатой содержанием тория, являются более вьісокими, чем те, которье

ГФ) требуются, чтобьі сделать изотоп 232Тй и его дочерние изотопьі одинаково доступньмми для химических способов разделения, например, путем вьіщелачивания. о В соответствии с другим аспектом изобретения титансодержащий материал можно подвергнуть предварительной обработке, зффективной для достижения скопления или концентрации радисизотопов и/или 60 одного или нескольких дочерних радисизотопов в идентифицируемьх отложениях или фазах для улучшения последующего отделения от материала.

Согласно второму аспекту изобретения разработан способ для упрощения удаления радисактивньх изотопов и/или одного или нескольких дочерних радисизотопов из титансодержащего материала, которьй включает в себя стадию обработки титансодержащего материала, чтобь! вьізвать скопление или концентрацию 62 радиоизотопов и одного или нескольких их дочерних радисизотопов до степени, которая является зффективной для увеличения доступности по крайней мере одного из дочерних радисизотопов для его последующего удаления. Радисоизотопами могут бьть торий и/или уран и/или один или несколько из их дочерних радисизотопов.

Зтот способ обработки предпочтительно включаєт в себя термообработку. Такую термообработку можно осуществлять в окислительной или в восстановительной атмосфере либо в окислительной, а затем в восстановительной атмосфере и после зтого в окислительной атмосфере. Обработка предпочтительно включает в себя контактирование титансодержащего материала с одним или несколькими реагентами, вьібранньїми так, чтобьї образовьівалась фаза в результате упомянутой термообработки, диспергированная на 7/0 поверхностях титансодержащего материала и включающая в себя радисизотопь! и один или более дочерних радисизотопов.

Считаем, что реагент (реагентьї) является зффективньім для образования в упомянутой фазе средь! для увеличения скопления или концентрации тория и/или урана и тем самьїм для упрощения отделения тория и/или урана их дочерних радисизотопов во время последующего вьіщелачивания. Они также имеют тенденцию /5 уменьшать температуру нагрева, необходимую для достижения данной степени удаления радисизотопов.

Согласно третьему аспекту изобретения разработан способ для упрощения удаления радисизотопов, например, урана или тория и/или одного или более ах дочерних радиоизотопов из титансодержащего материала, которьій включает в себя контактирования титансодержащего материала сродним или несколькими реагентами при повьішенной температуре, вьібранной для увеличения доступности по крайней мере одного из 2о дочерних радисизотопов в титансодержащем материале, причем реагент (реагенть) вьібирают так, чтобь образовьвалась фаза при повьішенной температуре, диспергированная на поверхностях титансодержащего материала и включающая в себя радисизотопь и один или более дочерних радисизотопов.

Обьічно, упомянутая фаза, включающая в себя радисизотопьі, может поглощать другие примеси, например, кремний/двуокись кремния, алюминий/окись алюминия, марганец и остаточное железо, которье могут с ов удаляться вместе с радисизотопами во время растворения фазь!.

Согласно четвертому аспекту изобретения разработан способ для упрощения удаления одного или более і) примесей из титансодержащего материала, которьій включает в себя контактирования титансодержащего материала с одним или более реагентами при повьішенной температуре, причем реагент (реагентьї) вьібирают, чтобьі образовать фазу при повьішенной температуре, которая диспергирована на поверхностях «о зо титансодержащего материала и включает в себя примесь (примеси). Примеси могут содержать один или несколько из группьї, включающей в себя кремний и/или двуокись кремния, алюминия и/или окись алюминия, о марганец и остаточное железо. со

Согласно второму, третьему и четвертому аспектам изобретения, реагент или реагенть! предпочтительно содержат стеклообразующие реагентьї, например, боратьї, фторидь, фосфатьі и силикать. Под о з5 стеклообразующим реагентом подразумеваєтся соединение, которое превращаєтся при повьішенной «г температуре в стекловидную, то есть в некристаллическую фазу, содержащую трехмерную атомную сетку, обьічно включающую в себя кислород. Стеклообразующие реагентьь можно добавлять отдельно или в комбинации либо в смеси с двумя или более соединениями. Также, реагенть!, которне действуют в качестве модификаторов стекла, то есть в качестве модификаторов упомянутой фазь! сетки, например, соединения « щелочньїх и щелочноземельньїх металлов, можно также добавлять вместе со стеклообразующими реагентами. 7-3 с Модификаторь! стекла можно добавлять, например, в виде соединения окиси, карбоната, гидроокиси, фторида, нитрата или сульфата. Добавляемьми стеклообразующими реагентами и модификаторами стекла могут бьіть ;» природнье минераль, например, боракс, улексит, колеманит или флюорит либо химически синтезированнье соединения.

Особенно зффективнье стеклообразующие реагенть, согласно второму и третьему аспектам изобретения, в ї5» том смьсле, что они достигают оптимального включения радисоизотопов и дочерних радисоизотопов в стекловидную фазу, включают в себя боратьь щелочньх и щелочноземельньх металлов, более о предпочтительно борать! натрия и кальция и кальций - натриевье боратьі. Примерь! таких боратов включают в 2) себя Са 2856014, МаСаВбОо и Ма»В/О7, которье соответственно представленьії минералами: колеманит,

Са»ВеО115Н2О, улексит МаСаВ5О»8НоО и боракс Ма2850710Н20. Особенно предпочтительньми являются о борать! кальция. Зффективньім модификатором стекла в соединениий с зтими боратами является флюорит

Ф (фторид кальция).

Соответствующая повьішенная температура, зффективная для достижения удовлетворительного или лучшего уровня включения радисизотопов, находится в интервале 900 - 12002С, оптимально 1050 - 12005,

Согласно каждому из четьірех аспектов изобретения, титансодержащим материалом может бьіть ильменит, измененньй ильменит, восстановленньій ильменит или синтетический рутил.

ІФ) Дочерние радисизотопь, доступность которьїх улучшена, предпочтительно включают в себя 228ТН и 228Га, іме) Предложенньй способ предпочтительно включает в себя дополнительно стадию отделения радиоизотопов от титансодержащего материала. бо Способ, согласно любому его аспекту, может дополнительно включать в себя обработку титансодержащего материала в соответствии со способом, описанньм в одной или обоих заявках Австралии, МоМо 14980/92 и 14981/92, то есть посредством вьіщщелачивания материала кислотой, содержащей фторид, или обработку основньім раствором с последующим вьщелачиванием кислотой либо обработку только кислотой или кислотами. Например, вьіщелачивание кислотой может бьть зффективньм для растворения фазь, 65 включающей в себя радисоизотопьі! и дочерние радисизотопьі, и следовательно для извлечения последних из титансодержащего материала. Таким образом упомянутье реагентьь можно вьібрать, между прочим, по их растворимости в кислоте, причем в зтом отношений предпочтительньми являются боратьі. Зффективной кислотой для зтой цели является соляная кислота, например, в концентрации примерно 1М, но по практическим причинам серная кислота может бьть предпочтительной. Если серную кислоту применяют для первичного

Вьщелачивания, то может потребоваться вторичное вьіщелачивание соляной кислотой, предпочтительно после промьївки, для извлечения дочернего радисизотопа радия ( 2"9Ка). Когда для зтой цели применяют вторичное вьщелачивание, а не первичное вьіщелачиваниє, то радий можно удалить, а соляную кислоту можно рециркулировать. Вьіщелачивание кислотой можно проводить с добавленньм фторидом, которьій можно успешно получить за счет фторидного реагента в первоначальной смеси реагентов. Зффективнье фториднье 70 реагенть! для зтой цели включают в себя Мак и Сак.

Твердьй остаток после виіщелачивания можно затем промьіть любьми известньіми средствами, например, фильтрованием или декантацией для удаления жидкой фазьі, богатой содержанием радисоизотопов. После зтого может следовать сушка или обжиг.

Особенно предпочтительньм применением, согласно описанньм аспектам изобретения, может бьть 75 получение синтетического рутила (ЗК) из ильменита способом восстановления железа, например, способом

Бечера. Как уже упоминалось, в зтом способе окисль! железа, присутствующие в ильмените, восстанавливают главньм образом до металлического железа в восстановительной атмосфере в печи при температуре в интервале 900 - 12007"С для получения так назьіваемого восстановленного ильменита. В печь также подают упомянутьй реагент (реагенть!), в результате образуется фаза, которая диспергирована на поверхностях титансодержащего материала и включает в себя радисизотопь! и одно или несколько дочерних радисизотопов.

Охлажденньй восстановленньій ильменит или синтетический рутил, оставшийся после последующего водного окисления железа и отделения окиси железа, подвергают кислотному вьіщщелачиванию как бьло описано, для удаления тория. Часть радисизотопов можно также удалить во время стадии водного окисления.

Таким образом настоящее изобретение относится, согласно конкретному аспекту, к способу обработки с Титансодержащего материала, включающего в себя железо, например, рудь! как, например, ильменита путем восстановления железа в титансодержащем материале в основном до металлического железа в і) восстановительной атмосфере в печи, предпочтительно в продолговатой вращающейся печи для получения так назьваемого восстановленного титансодержащего материала, причем способ включает в себя подачу титансодержащего материала, восстановителя, предпочтительно порошкообразного углеродистого материала, Ге) зо например, уголь к одного или нескольких описанньх реагентов и предпочтительно одного или более стеклообразующих соединений в печь, поддержание повьішенной температурьй в печи, извлечение смеси, о которая включает в себя восстановленньій титансодержащий материал, из печи через вьіпускное отверстие и со обработку восстановленного титансодержащего материала для удаления тория и/или урана и/или одного или нескольких дочерних радисизотопов. Поддерживаемая повьішенная температура находится предпочтительно в юю интервале 900 - 12002С, а лучше всего 1050-120090. «Її

Зтот способ предпочтительно включает в себя одну или несколько основньїх стадий способа Бечера, которне являются следующими: 1. Восстановление во вращающейся печи окислов железа, содержащихся в загрузке ильменита, главньм « образом до металлического железа с использованием угля в качестве источника тепла и восстановителя. 2. Охлаждение смеси, удаленной из восстановительной печи. - с 3. Физическое разделение сушкой восстановленного ильменита и остаточного древесного угля. ц 4. Водное окисление (известно как азрирование) восстановленного ильменита для превращения "» металлического железа в частицьй окиси железа, отделенньх от частиц минерала, богатого содержанием двуокиси титана. 5. Мокрое физическое разделение для удаления окиси железа из частиц минерала, богатого содержанием щ» ТО». 6. Возможная стадия кислотного вьіщелачивания для удаления части остаточного железа и марганца. й 7. Промьівка, обезвоживание и сушка продукта синтетического рутила. (9) Обработку для удаления тория и/или урана и/или одного или более дочерних радисизотопов можно успешно о 50 проводить после и/или во время стадии 4, причем ее можно осуществлять одновременно со стадией 6 посредством кислотного вьіщелачивания, предпочтительно соляной кислотой и предпочтительно при 4) концентрации по крайней мере 0,05М, например, 0,5М. Как уже упоминалось, за начальньім виіщелачиванием серной кислотой может следовать вьіщелачивание соляной кислотой. Для обьічного кислотного виіщелачивания в способе Бечера применяют щелок, обьічно НьЗО,) при концентрации примерно 0,5М.

Либо обработку для удаления тория и/или урана и/или одного или более их дочерних радисизотопов можно осуществлять путем замещения стадии 4 кислотньім виіщелачиванием для удаления металлического железа и о радисизотопов в одной стадии. Снова, для зтого вьніщщелачивания предпочитают применять кислоту НОСІ. іме) В другом применений смесь упомянутьїх реагентов, включая один или более стеклообразующих соединений и возможно один или более модификаторов стекла добавляют в ильменит и нагревают при температуре в 60 интервале 900-12002С до обработки способом, которьій включаєет в себя основнье стадии способа Бечера, как бьло описано, и затем проводят виіщелачивание для удаления тория и/или урана и/или одного или более их дочерних радисизотопов. Либо нагретьій ильменит с добавленньми реагентами можно вьщелачивать для удаления тория и/или урана и/или одного или более их дочерних радисизотопов до обработки способом

Бечера. 65 Удаление тория и/или урана и/или одного или более их дочерних радисизотопов может также достигаться посредством обработки продукта обьічного синтетического рутила (ЗК) из процесса Бечера. В конкретном применений смесь упомянутьїх реагентов, включая одно или более стеклообразующих соединений и возможно один или более модификаторов стекла добавляют в продукт синтетического рутила и нагревают при температуре 900 - 12007С до вьіщелачивания для удаления тория и/или урана и/или одного или более дочерних

Дадисизотопов.

Изобретение дополнительно описано и проиллюстрировано следующими неограничивающими примерами. В примерах указанноє значение ТПхвє представляет содержание 232Трп ов оматериале, как определено рентгеновской флуоресцентной спектрометрией (ХКР), тогда как значение Ту представляет значение 232Тн, вьічисленноє путем измерения у - спектрометрией 229Тр в образце, допуская при зтом, что 232Тп и 228Трп 70 находятся в секулярном равновесии. Когда два изотопа торпя действительно находятся в секулярном равновесии, тогда значения ТИхХрвг и Ту являются одинаковьми. Когда значение ТИЙ хрє значительно меньше, чем значение ТПу, как зто отмечено в нескольких представленньїх примерах, то зто значит, что материнский изотоп 232Тп удалялся до более значительной степени, чем дочерние радиоизотопь. Когда в Примерах не указьівается значение ТПУ, то качественнье измерения показьівают, что активность образца уменьшается до 79 такой же степени, как и измеренное значение ТПхрер.

Аналитические даннье и значения активности для примеров ильменита и синтетического рутила в следующих образцах представлень! следующим образом:

Пример 1

В зтом примере показан зффект предварительной обработки ильменита нагревом на последующее удаление тория из ильменита вьіщелачиванием.

Образцьї ильменита Знеабба Норд (Образец А) со значениями количественного анализа ТИ хвв и Ту, равньми 375 и 355 част/млн ТП соответственно, нагревали при температурах 500, 750, 1000, 1100, 1200, 1300 и 14007 в муфельной печи в течение 2 или 16 часов.

Нагретье образцьй ильменита и образец ненагретого ильменита подвергли реакции с 2-молярньм с раствором едкого натра при содержаний, твердьх частиц 4Омас.оо в реакторе, оснащенном мешалкой, (3 вращающейся непрерьівно со скоростью 750об/мин., термокарманом, содержащим термометр или (или термопару), и противоточньїм конденсатором. Реактор обогревался греющим кожухом, соединенньім через терморегулятор с термопарой. Таким образом реакционную смесь можно поддерживать при требуемой со температуре. Смесь о нагревали при температуре 709С в течение 1 часа. Затем твердьй остаток профильтровали, тщательно промьіли водой и анализировали. о

После зтого продукт, обработанньійй едким натром, возвратили в реактор и подвергли вьіщелачиванию с б-молярной соляной кислотой, содержащей 0,5 молярного раствора фторида натрия при содержаний твердьх частиц 25мас.9о, при 859С в течение 2 часов. Снова твердьй остаток профильтровали, тщательно промьли водой, вьісушили и анализировали. «

Результать! анализа тория в ненагретьїх и нагретьїх образцах (Образец А) после вьіщелачивания едким натром и затем соляной кислотой, содержащей фторид натрия, представлень в Таблице 1.

Результать, представленньсе в Таблице 1, показьівают, что: 1) Хорошеє вьіщелачивание 232ТН, но не 228ТН фактически, достигаєтся при температуре 5002С и ниже. « 2) При промежуточньїх температурах 750 и 11002С достигается умеренное вьиіщелачивание 232ТИ ,причем //Ш-т0 с также увеличивается количество вьиіщелачиваемого 229Тіи, однако общий процент удаления тория составляєт в меньше, чем в нагретом образце. -» З) При более вьісоких температурах в интервале 1000 - 13002С, особенно при температуре 12002С или вьіше удаляется одинаковоє умеренное количество как 292ТН, так и 228Тп (то есть материнский 232Тп и дочерние радиоизотопь)), причем общее удаление тория улучшается с увеличением температурь!. е 4) При температуре 1400С достигаєтся хорошеє общеє удалениє тория, причем оба 232Ти и 228Тн 1 удаляются до одинаковой степени. Обнаружили, что радиоактивность полученного продукта значительно меньше, чем радисактивность ненагретого образца после виіщелачивания/

Мамі Пример 2 ав) 50 В зтом примере показан зффект предварительной обработки нагревом до восстановления и азрации ильменита на последующее удаление тория вьіщелачиванием из полученного ильменита. с Образцьї ильменита из Знеабба Норд (Образец А) нагревали при температурах 750, 1000, 1200 и 14009С в муфельной печи в течение 2 или 16 часов. Нагретье образць! подвергали восстановлению с применением древесного угля (-2 ї- 0,5мм) при температуре 11002 в условиях, установленньїх в лаборатории, для получения продукта, подобного тому, которьій получают в восстановительной печи в способе Бечера. (Ф) Полученньій восстановленньій ильменит азрировали в среде хлорида аммония в условиях подобньх тем,

ГФ которье применяются в способе Бечера, для удаления металлического железа и затем его виіщелачивали соляной кислотой, содержащей фторид натрия при содержаний твердьїх частиц 25мас.9о, при температуре во 902 в течение 2 часов. В некоторьїх случаях кислотному виіщелачиванию предшествовало вьіщщелачивание посредством 2,5МаоН при содержаниий твердьх частиц 25мас.бо при 752С в течение 1 часа.

В Таблице 2, результать! для нагретьїх и восстановленньїх образцов сравнили с результатами для образца, которьій не нагревали до восстановления. Результатьії показьвают, что, когда температура во время предварительной обработки нагревом увеличивается, также увеличивается количество тория, удаленного б5 посредством кислотного виіщелачивания. Результать! показьвают, что активность удаляется также до такой же степени, что и торий.

Пример З

Улучшенное вьіщелачивание тория и его дочерних изотопов из синтетического рутила после нагрева синтетического рутила показано в зтом примере.

Образцьі стандартного синтетического рутила (СР) из установки Нарнгулу (Образец С) нагревали в муфельной печи при температуре 1000 - 14007С в течение 16 часов. Затем нагретье образць! синтетического рутила вьіщелачивали едким натром при 25мас.бо твердьїх частиц при 759С в течение 1 часа с последующим вьщелачиванием соляной кислотой содержащей фторид натрия при 25мас.9о, при температуре 907С в течение 2 часов. Результатьі в Таблице З показьівают, что материнский ТП и дочерние радисизотопь! удаляются до 7/0 значительной степени из образцов синтетического рутила, когда температура, при которой их нагревали, увеличивалась.

В зтом примере показан зффект добавки двуокиси кремния в отдельности и с другими реагентами на ильменит до термообработки.

Образцьі ильменита (Образец А) Знеабба Норд смешали с осажденной двуокисью кремния и фторидом 7/5 натрия или с дигидратмононатрийфосфатом и нагревали в муфельной печи при температуре 1000 - 130090 в течение 1 - 2 часов. Субобразец нагретого образца виіщелачивали соляной кислотой, содержащей фторид натрия при 25мас.9о, при температуре 902С в течение 2 часов.

В Таблице 4, результать! для обработанньх, нагретьїх и виіщелоченньїх образцов сравнили с результатами для ильменита, нагретого и вьіщелоченного, но без добавки двуокиси кремния или других реагентов.

Результать! показьівают, что добавка только двуокиси кремния оказьвшала мало зффекта после нагрева при температуре 115092С, но что добавка фторида натрия является полезной, поскольку удаление тория увеличивалось с увеличением температурь! нагрева. Результать! показьввают, что активность устраняется до такой же степени, до которой удаляется торий.

В результате добавки фосфата с двуокисью кремния достигается лучшее удаление тория, причем для зтого С только требуется температура нагрева 100020. (5)

Пример 5

В зтом примере показал зффект добавки фосфатного соединения до термообработки.

Образец ильменита (Образец А) из Знеабба Норд смешивали с аналитическим реактивом (Апаїа К) - дигидратмононатрий-фосфата - или с образцами технически чистого фосфата (1 - 5мас.96), смачивали водой, «О смешивали в мокром состоянии, сушили в сушилке при температуре 1200 и затем нагревали в муфельной печи о при температуре 10009 в течение 1 часа. Субобразец ильменита, обработанного фосфатом и нагретого, вьіщщелачивали кислотой, содержащей фторид натрия при 25мас.9о твердьїх частиц, при температуре 909 в і течение 2 часов. ю

В Таблице 5, результать! для обработанного фосфатом, нагретого и вьиіщелоченного ильменита сравнивают с результатами для ильменита, которьій нагревали и вьіщелачивали без добавки фосфата до нагрева. -

Результать! показьівают, что из материала, обработанного фосфатом, удаляется значительно больше тория.

Также результать! показьіивают, что для достижения подобной степени удаления тория при более меньшей добавки реактива требуется кислота повьішенной силь. «

Пример 6

В зтом примере показан зффект добавки только соли фторида и с другими реагентами в ильменит до в с термообработки. » В один из двух ильменитов Знеабба Норд (Образец А или Образец В) добавляли натрий или фторид кальция отдельно или в комбинации с карбонатом натрия, фосфатом или бораксом. Образцьі! нагревали в муфельной печи при температуре 1000 или 1150923 в течение 1 часа и виіщелачивали соляной кислотой или соляной кислотой, содержащей фторид натрия, при содержаний твердьхх частиц 25мас.9о при температуре те 9020 в течение 2 часов. 1 Результать! в Таблице 6 показьівают, что добавка фторида натрия отдельно или фторидов в комбинации с о другими реагентами обеспечивает значительно большое удаление тория во время обработки нагревом и вьщелачиванием в сравнений с образцами, в которье не добавляли реагенть! до нагрева и виіщелачивания. є ШИ Пример 7

Ф В зтом примере показан зффект добавки минералов бората в ильменит до термообработки.

Природнье боратовье минераль, в частности борат натрия (боракс Ма 28507710Н50), кальций-натриевьй борат (улексит МаСаВь5Оо8Ньс) и борат кальция (колеманит, Са 2856034:5Н20), добавляли в количестве 2 - 5мас.уо, в ильменит Знеабба Норд (Образец В), нагревали в муфельной печи при температуре 900-110090 и вьщщелачивали соляной кислотой или соляной кислотой, содержащей фторид натрия, в количестве твердьх (Ф) частиц 25мас.бо при температуре 60 или 907С в течение 2 часов. г) В Таблице 7, результатьь ильменита, обработанного минералом боратом, нагретого и вьіщелоченного, сравниваются с результатами для образца, которьій нагревали и вьіщелачивали без добавки бората. во Результать! показьвают, что хорошее удаление тория бьіло достигнуто с добавлением боракса и улексита после нагрева при температуре 1000 и 11007 но что, когда добавляют колеманит, необходима температура нагрева 11007. Зто находится в соответствии с более вьісокКой температурой плавления колеманита в сравнений с бораксом и. улекситом. Результатьь также показьвают, что удаляется больше тория, когда количество добавляемого бората увеличивается.

Пример 8 б5

В зтом примере показан зффект добавки минерала бората (боракс или улексит) и соли кальция (фторид,

гидроокись или сульфат) в ильменит до нагрева.

Минерал борат и соль кальция (З - 4мас. 95 в отношений 1:1 или 2:1) добавляли в ильменит Знеабба Норд (Образец В) и нагревали в муфельной печи при температуре 900-11009С в течение 1 часа и затем

Вьіщелачивали соляной кислотой или соляной кислотой, содержащей фторид натрия в количестве 25мас. 90 твердьїх частиц, при температуре 60 или 902С в течение 2 часов.

Результать! в Таблице 8 показьівают, что хорошее удаление тория и активности достигалось особенно при температуре нагрева 1000 - 11002С. Результать! также показьшвают, что, когда добавляют фторид кальция, можно удалить большое количество тория во время кислотного виіщелачивания кислотой 0,25М НСЇ с низкой 70 силой.

Пример 9

В зтом примере показано удаление тория и урана из образца ильменита, обработанного бокасом и фторидом кальция (флюарит) путем вьіщелачивания после термообработки.

Образцьі ильменита Знеабба Норд (Образец В) смешали с бораксом и фторидом кальция (2 - 5мас.9о в 75 отношений 1:1 или 2:1) и нагревали в муфельной печи при температуре 10002 или 11502С в течение 1 часа и затем вьіщелачивали, соляной кислотой или соляной кислотой, содержащей фторид кальция при 25мас.9о твердьїх частиц, при температуре 602С в течение 2 часов.

Результать! в Таблице 9 показьввают, что торий (как материнский 232ТИ, как указьівает значение ТНхев, так и дочерний 228ТН, как показьіваєт значение Ту) и уран в ильмените удаляются посредством термообработки и вьіщщелачивания. Результатьі показьвшвают, что количество удаляемьх тория и урана увеличиваєется с увеличением добавки боракса и фторида кальция при температуре нагрева 10009С в течение 1 часа и при вьіщелачиваний кислотой 0,25 М НС. Более вьісокая температура нагрева 1150 9С и вьщелачивание с применением сильно концентрированной кислоть (2М НСЇЇ) обеспечивают удаление большого количества тория сч и урана.

Пример 10 (о)

В зтом примере показано влияние времени нагрева при температуре на ильменит, обработанньій бораксом и фторидом кальция (флюориті).

Образцьї ильменита Знеабба Норд (Образец В) смешали с бораксом и фторидом кальция (3 мас. в с зр бтношений 1:11), нагревали в муфельной печи при температуре 10002С в течение 0,25 - 4 часов и затем вьіщелачивала соляной кислотой (0,25М) при содержаний твердьїх частиц 25мас.95 при температуре б0еС в (Ф течение 2 часов. с

Результать! в Таблице 10 указьівают на то, что имеется оптимальное время, в течение которого образец должен нагреваться для удаления найбольшего количества тория во время кислотного вьіщелачивания. о

Зз5 Результать! таюке показьівают, что вместе с удалением тория удаляется активность. Нагрев в течениє слишком («р продолжительного времени уменьшает количество удаляемого тория.

Пример 11

В зтом примере показан зффект добавки минералов бората в ильменит до восстановления.

Образцьі ильменита Знеабба Норд (Образец А или Образец В) смешали с минералами бората (боракс, « 470 улексит или колеманит) или с минералом бората (боракс или улексит) и фторидом кальция (флюорит), Ссмочили пл») с водой, смешали во влажном состояниий и добавили с древесньім углем (-2 ї- 0,5мм) в кремнеземистьй тигель.

Образец нагревали в муфельной печи при температуре 1000 или 11507"С в течение 1 - 4 часов для ;» восстановления ильменита и образования восстановленного ильменита. Субобразец восстановленного ильменита азрировали для удаления металлического железа и виіщелачивали соляной кислотой, содержащей фторид натрия в количестве 25мас.7о твердьх частиц при температуре 60"С в течение 2 часов или ї5» обрабатьшвали непосредственно соляной кислотой в количестве 9,1мас. 90 твердьїх частиц при температуре 602С в течение 2 часов для растворения металлического железа, тория и соответствующей активности. о В Таблице 2, результатьь для образцов, обработанньїх боратом, восстановленньїх и. вьіщелаченньх, 9) сравниваются с результатами для образцов, восстановленньїх и вьіщелаченньїх, но без добавки минералов бората. Результать! показьвают, что добавка минералов бората приводит к значительному удалению тория. о Также результать! показьівают, что при более вьісокой температуре восстановления достигается более вьісокое б удаление тория во время кислотного вьіщелачивания. Рутил находится в более восстановленном состояний в продукте при температуре восстановления 11502С, чем при температуре восстановления 110090.

Пример 12

В зтом примере показан зффект добавки минералов бората в ильменит до восстановления углем в качестве твердого восстановителя и профиль нагрева, подобньій профилю нагрева, существующему в промьішленньх о восстановительньїх печах Бечера. іме) Образцьї ильменита Знеабба Норд (Образец В) смешали с минералами бората (боракс, улексит или колеманит) или с бораксом плюс фторит кальция (флюорит), смешали с углем (-10 ї- 5мм) и поместили в 60 цилиндр. Цилиндр перемещался в печи, при зтом его нагревали до температурь 1100 или 115090 с использованием профиля нагрева, подобного тому, которьій применяют в промьішленньїх восстановительньмх печах Бечера, для получения образца восстановленного ильменита такого же состава, которьій получают в промьішленньїх установках. Восстановленньй ильменит азрировали и вьщелачивали соляной кислотой, содержащей фторид натрия в количестве 25мас.9о твердьїх частиц, при температуре 602С в течение 2 часов б5 или вьщелачивали соляной кислотой непосредственно при содержаниий твердьх частиц 9,Імас.бо при температуре 602С в течение 2 часов.

Результать! в Таблице 12 показьшвают, что хорошее удаление тория достигается с бораксом и фторидом кальция и с улекситом при температуре восстановления 1150"С, тогда как с коле-манитом зто достигается при температуре восстановления 11002. Результать! показьивают, что вместе с удалением тория удаляется и активность.

Пример 13

В зтом примере показано избирательное удаление тория и затем радия из ильменита посредством кислотного виіщелачивания после восстановления ильменита.

Образец ильменита Знеабба Норд (Образец В), смешанньй с колеманитом (Змас.9о), восстанавливали 70 Углем (-19 ж 5мм) во вращающейся барабанной печи при температуре 11002С, при зтом применяли профиль нагрева в промьішленньїх восстановительньх печах Бечера, для получения образца восстановленного ильменита, имеющего такой же состав, которьій получают в промьішленньїх установках. Восстановленньй ильменит вьіщелачивали либо соляной кислотой при 9,1мас.9о твердьїх частиц при температуре 602С в течение 2 часов, либо азрировали в растворе хлористого аммония и затем вьіщелачивали серной кислотой при 25мас.9о 75 твердьїх частиц при температуре 602С в течение 1 часа и затем соляной кислотой при 25мас.9о твердьїх частиц при температуре 602С в течение 1 часа.

Результать! в Таблице 13 показьівают, что виіщелачивание восстановленного ильменита соляной кислотой удаляєт торий (как материнский 232Тп, так и дочерний 229Т1) и радий (дочерний 2294). Однако, когда применяют серную кислоту и затем соляную кислоту, только торий удаляется во время виіщелачивания серной кислотой, а радий удаляется в последующем вьіщелачиваний соляной кислотой.

Пример 14

В зтом примере показано удаление тория и урана из ильменита, обработанного колеманитом посредством вьщелачивания после его восстановления до восстановленного ильменита.

Образец ильменита Знеабба Норд (Образец В), смешанньй с колеманитом (Змас.95), восстанавливали СМ углем (-10 ї 5мм) во вращдающемся барабане при температуре 11002С, при зтом применяли профиль нагрева, г) подобньй тому, которьій используют в промьішленньїх восстановительньїх печах Бечера, для получения образца восстановленного ильменита такого же состава, которьій получают в промьішленньїх установках.

Восстановленньй ильменит либо вьшщелачивали соляной кислотой при 9,1мас.бо твердьх частил при температуре 602С в течение 2 часов либо азрировали в растворе хлористого аммония и вьіщелачивали соляной ее, кислотой при содержаний твердьх частиц 9,1мас.9о при температуре 60"С в течение 2 часов. ав!

Результать в Таблице 14 показьівают, что как торий так и уран удаляются во время вьіщелачивания соляной кислотой восстановленного ильменита до или после азрирования. о

Пример 15 юю

В зтом примере доказан зффект предварительной обработки нагревом до восстановления на удаление

Зо тория во время кислотного виіщелачивания. З

Образцьї ильменита Знеабба Норд (Образец В смешивали с улекситом или колеманитом (Змас.90) и нагревали при температуре 10002С в течение 1 часа. Нагретьій образен охладили и затем восстанавливали с применением угля (-10 ї- 5мм) во вращающемся барабане при температуре 11002 с использованием профиля « дю нагрева, подобного профилю нагрева в промьшленньїх восстановительньїх печах Бечера для получения - образна восстановленного ильменита такого же состава, которьій получают в промьшленньїх установках. с Восстановленньй ильменит вьиіщелачивали соляной кислотой при 9,1мас.9о твердьїх частиц при температуре :з» 602 в течение 2 часов.

В Таблице 15 результатьь для ильменита, обработанного улекситом или колеманитом, нагретого,

Восстановленного и вьіщелоченного, сравнивают с результатами для образцов, восстановленньіх - или їз нагретьїх и восстановленньїх без добавки минералов бората. Результать! показьшвают, что торий удаляли во время кислотного вьіщелачивания на образцах, обработанньїх улекситом или колеманитом до нагрева. 1 Пример 16 с В зтом примере показан зффект добавки минералов бората в ильменит до восстановления в атмосфере Водорода и двуокиси углерода. («в Образньї ильменита Знеабба Норд (Образец А) смешали с минералами бората (боракс, улексит или

Ф колеманит), поместили в молибденовую лодочку и загрузили внутрь стеклянной трубки в горячей зоне трубчатой печи. Образен восстанавливали при температуре 11002 или 11507С в течение 2 или 4 часов в газовом потоке смеси водорода и окиси углерода такого состава, чтобьі получить такое же парциальное давление кислорода, каки в восстановительной печи Бечера (РНо/РСО» - 34,68). Полученньій восстановленньй ильменит вьіщщелачивали соляной кислотой при 9,1мас.9о твердьїх частиц при температуре 602С в течение 2

Ф) часов. ка Результатьі в Таблице 16 показьивают, что хорошее удаление тория достигалось во время кислотного вьщелачивания во всех случаях. 60 Пример 17

В зтом примере показано удаление тория из синтетического рутила, полученного в установке, после обработки минералом бората, нагрева и виіщелачивания.

Образньі синтетического рутила из установки Нарнгулу (Образец С) смешивали с бораксом, бораксом и фторидом кальция (флюорит), улекситом или колеманитом и нагревали при температуре 1000 или 11507 в б5 течение 1 часа и затем вьіщелачивали соляной кислотой при 25мас.до твердьх частип при температуре 607С или 9022 в течение 2 часов.

Результатьі в Таблице 17 для синтетического рутила из установки, обработанного боратом, нагретого и вьіщелоченного, сравнивают с результатами синтетического рутила, вьщелоченного или нагретого и вьіщелоченного без добавки минералов бората. Результатьь показьвают, что торий удаляется из синтетического рутила во время кислотного виіщелачивания, когда добавляют минераль! бората.

Пример 18

В зтом примере показано избирательное удаление тория и затем радия из синтетического рутила, полученного в установке, посредством кислотного виіщелачивания после нагрева.

Образец синтетического рутила из установки Нарнгулу (Образец Д) смешали с улекситом (2мас.90) и 7/0 нагревали при температуре 110092 в течение 1 часа. Образцьї нагретого материала вьіщелачивали соляной кислотой при 25мас.бо твердьїх частин, при температуре 609С в течение 1 часа или серной кислотой и затем соляной кислотой при 25мас.9о твердьїх частин при температуре 602С в течение 1 часа.

Результатьь в Таблице 18 показьвают, что торий и радий удаляются, когда нагретьій материал вьщелачивают только соляной кислотой, но когда сначала применяют серную кислоту и затем соляную кислоту, 75 то торий (материнский 232ТН, так и дочерний 228Ті) удаляеєется в первом вьщелачиваний, а радий ( 228Ба) удаляется во время второго вьіщелачивания.

Пример 19

В зтом примере показано удаления тория из различньїх образцов ильменита из Западной Австралии.

Образец ильменита из различньх отложений в Западной Австралии (Образцьй БЕ и РЕ) смешали с колеманитом (5мас.5) и восстанавливали углем (-10 ї- бмм) во вращающемся барабане при температуре 110090 с использованием профиля нагрева, подобного тому, которьій применяют в промьшленньх восстановительньїх печах Бечера для получения образца восстановленного ильменита такого же состава, которьій достигается в промьішленньїх установках. Восстановленньійй ильменит вьіщелачивали соляной кислотой при 9,1мас.бо твердьїх частиц, при температуре 602С в течение 2 часов для удаления тория. с 29 В таблице 19 результатьь для двух образцов, с добавкой и без добавки колеманита, сравнивают с Ге) соответствующими значениями для ильменита Знеабба Норд (Образец В). Результать! показьівают, что торий можно удалять из других ильменитов так же, как из ильменита Знеабба Норд.

Пример 20

В зтом примере показано удаление радия во время окисления (азрация) восстановленного ильменита, ї-оі полученного из ильменита, обработанного колеманитом. ав!

Образен ильменита Знеабба Норд (Образен В) смешали с колеманитом и восстанавливали углем (-10 Ж

БбБмм) во вращающемся барабане при температуре 11002С с использованием профиля нагрева, подобного тому, о которьій применяют в промьішленньїх восстановительньїх печах Бечера, для получения восстановленного юю ильменита.

Восстановленньй ильменит окисляли (азрировали), для удаления металлического железа, в растворе З хлористого аммония (1,29омас.9о) при температуре 802С с образованием пузьірьков воздуха через суспензию (для насьіщения его кислородом) в течение 16 часов.

Результатьі в Таблице 20 для двух окисленньїх и восстановленньіїх образцов ильменита, обработанньх « дю колеманитом, сравнивают с результатами для образца без обработки колеманита и с начальньм образцом - ильменита. Можно увидеть, что уровень содержания тория и радия в продукте более вьісокие в необработанном с образце в сравнении с исходньім ильменитом из-за удаления железа во время восстановления и окисления. :з» Также можно увидеть, что в продукте из ильменита, в которьій добавляли колеманит, торий концентрировался до такой же степени, как и в образце без колеманита, однако удалилось значительное количество радия.

Пример 21 їх що В зтом примере показан зффект добавки минералов бората в ильменит до восстановления, на удаление таких примесей, как, например, кремний/двуокись кремния, алюминий/окись алюминия, марганец и остаточное 1 железо в кислотном вьіщелачивании. сю Образцьї ильменита Знеабба Норд (Образен, В) смешали с минералами бората (боракс, улексит или колеманит) или с бораксом плюс фторид кальция (флюорит), смешали с углем (-10 ї- 5мм) и поместили в («в) 50 барабан. Барабан вращали внутри печи и нагревали до температурьї 11009 с использованием профиля

Ф нагрева, подобного тому, которьій применяют в промьшленньїх восстановительньїх печах Бечера, для получения образца восстановленного ильменита такого же состава, которьій получают в промьшленньх установках. Восстановленньій ильменит виіщелачивали соляной кислотой при 9,мас.95 при температуре 60"С в вв Течение 2 часов.

Результать! в Таблице 21 показьшвшают, что хорошее удаление примесей достигается с соответствующим (Ф. увеличением содержания ТіО», когда в ильменит; добавляют минераль! бората до восстановления. іме) бо попи ПЗ НА По Ос: ОН НН 00 тенор фуоросцентнья нализіхню в

МпзОд (95) 1,36). 1,31 1,31 112 1,72 1,09

7 оюосюоюою об 00 000) оо ; 7 свохруоюот 00500500 д Вечист тічасимлю зв 33 200000000031003ев)3о й вот вва вв о част/млн. Ге)

Кислотное вьищелачивание "| Тихе (част/млн)| Ту (част/млн) І«о) зо 10000008 26

Фо юю1050000лю1011111111111008 291 юр 6000000ню00010000000100110008001110в0111ов0 о ст Ин У ни с пс НН НО НО НАШ

НС ї- 0,1М Мак (А) или 2,5М Маон, затем 6М НС. п. д. - не определено. « з з - г» 00 ванавю;11110401111ям|1звв

Безнатева но свищелечиєням| 11111030000000302000в00 в о (65)

Ф 2

Реагент Кислотное ТИХЕЕ ТНу (част/млн)

МИ М ані оновив знан ві ІНШІЙ мас) (час)

Вади 0011110010001013000000000200000101Арото 11111 ною определено о в 30117ю100829 в

СДН пес ни По ПОН. ШО ПОН ПОЛ ПЕ определено о сеим001115р000900р00000008ж 2 вом 001115000000095ю,000008000ю0в сс НИННННННН ШО НН. ШО ПОН ПО ДЕ определено 8іО» - МР 5 11 1000 2 в 45 не 65 определено

Жидкое Ат 1000 2 с 183 не стекло определено 1,7 1000 1,5 с 125 не определено 9 "Кислотное вищелачивание с 2,5 ММаон затем 6М НОСІ ж 0,5Масі (А) или,. с 6М НС х 0,5 мак (В), или 6М НОЇ я 0,2М Має (С). п. д. - не определено

Таблица 5

Реактив") Добавка (ббмасімає 000000 Нагреві Кислотное вьщелачивание ТИХЕ част/млн Тпу част/млн

Температура (С) Время (час) тю 897100 тю, 10000008 55) не определено " МБРР - Дигидратмононатрийфосфат

ЗРР - Пирофосфат натрия т88Р - Тетранатрийфосфат сч

Кислотное вищелачивание сначала с применением 2,5 Маон затем 6М НС х 0,5Мак (А) или,. с 6М НСЇ - 0,1М Має (В), или ЗМ Н25О4 ж 01М

Маг (С)уили 1М НСІ « 01М Має (Д) о п. д. - не определено

Таблица 6 Ге

Общее количество (мас.96 Отношение | Температура (С) Время Внщелачивание| (част/млн) о мас) (час) с

В бвдоваю 00000000 шою 01286 Юю -

Саго к 5 12 1150 1 141 тк - . " МР - Дигидратмононатрийфосфат т88Р - Тетранатрийфосфат

Кислотное вищелачивание сначала с применением 2,5М Маон, затем 6М НС « 0,5Мак (А) или,. с 6М НС - 0,5М МаБє (В), или 6М НСІ ї01М ве мак (С) или 1М НСД) 1

ОО Таблица 7 о 50 Реагент Добавка (Хомас/мас) 0 Нагрев|Кислотное вьіщелачивание | ТИХЕ (част/млн)

Температура (С) Температура СС)

Ф Бездобави ше 000000210010111101111А01000 в о нин ПЕ: пб007700108 тв я пев т Келеманит! 11111110310000900111101111111111110008І 11111215 ві тю 1Ват бо в п Ввв ни пев в п Ввв ві пр Вів " Кислотное вьиіщелачивание с применением 6М НС х 0,5М Мак (А), или 1М НС! (В), или 1М НОСІ - 0,1М Мак (С). б5 вьіщелачи-вание |(част/млн.) | (част/млн.) (мас.95 мас) (час) й веди 000000100003000000ю)201111А ово ее 0000003119ю18 25, 2ю юю 000008тв тю 1вмв ю ета 10009058, определено

Упекитсаюню 11132116 ш НИШЕШИоШНИ НІШ Шк ШЕ 75 саводоноо п. а. - не определено

Реагент Кислотное ТИХЕЕ Ту Ц (част/млн) вьіщелачивание " |(част/млн) (част/млн) (мас.95 мас) сс) (час) в 73 добавки Га

Без 1150 1 А 190 172 11,0 ше 11 о с В ПИ ПИВ НОВА ПОН НОЯ НО ННЯ

Сагз2

Пи ПО НЕ НЕННЯ НОЯ НОЕУ ННЄС НОЯ о ним ПО ЕЕ НИЄ ОСТ НОЯ ПОС НО ННЯ

ПИ ПО НОЯ НЕ НЯ ПОЛУ НОЯ НОТ НАННЯ о пиши поло З Ех НЕТ НОЯ НО У ОЗ ННЯ ій

ІС о) зв - мас) (час) « веде 00001195 5,5) в бор- З о ро с Сако . ним ПО ПОЕТ ПОЛЕ НУ: НО НОТ НЄ) 4 нини не Ес НО НС ПОЛЯ ПЕ НЕК ним По ПОЕТ ПОЕТ НО ПО НО НУ з в1о410000000в1ввілво, е 1 с

ФО (мас.95 мас) (час)

ПУ У НО НОЯ ПЕРУ НОТ НО НАННЯ

ПОС У НИ ПОН ЕЕ Ост НО НОЯ в 01 АЦвю111110404 511186

Ар ва 001111104,1004пю11111111116ф5

ДИ нини: НН НЕ Пс ННЯ НОЯ НААН вок вата 00000058 тю) 00000005

По От ПО НОЯ ПЕРУ НО НОЯ НАННЯ в ВІ улеюи! 11111505 16діхов, нини ан ШИ нн НИ

Саг2

ПО З НО ПОН ЕЕ НО ПО НОЯ в колеманит 5 - 1150 1,5 д 45 б5

" Восстановление в кремнеземистом тигле при отношений содержания ильменита:древесньій уголь (-2 ї О,Б5мм) - 2:1 "" Азрирование и одно (А) или два (В) кислотньїх виіщелачивания соляной кислотой ЄМ НС 0,5М Мак или прямое вьиіщелачивание соляной кислотой 1,95М НСЇ и затем 6М НС хз 0,5М Має (С) или 2М НС! (Д).

Таблица 12

Общее содержание Отно-шенис | Темпера-тура| Время Вбіщелачива-ниєе" / (част/млн) (мас.95 мас) сс) (час) 1 оБеадобави 1100 бваю 11114 їоо

Боракс з Саг м101 00000008 00001306 не определено, ши чюю 8600002 оулеюи 5 м101 00000008 00011910 не определено, в чвбо510000000000000ВІ 0000125 не определено, ооюлеманит! 1105 п ввів ввів дво " Восстановление во вращающемся барабане при отношений содержания ильменита: угля (-10 ж 5мм) - 1:11 с применением профиля нагрева до требуемой температурь!. "" Азрирование и вьіщелачивание с применением 6М НС з 0,5М Мак (А) или прямое вьіщелачивание с 2М НС! (В), или 1,75М НозОд (С), или азрирование и виіщелачивание с 2 МНС! (Д). п. й. - не определено с

Таблица 13

Обработка ТИХЕ (част/млн) Тпу (част/млн) 228тТп (Во/г) 228ра (Во/г) і)

Вьіщелачивание восстановленного ильменита (КІ) соляной 128 133 0,54 0,21 кислотой 2М НОЇ Ге) " Восстановления Образца В с колеманитом (Змас.9о) во вращающемся барабане при отношений содержания ильменита и угля (-10 ж 5мм) - ю 11 и профиле нагрева до 1100260. «

Таблица 14

Обработка ТИХЕ (част/млн) ТНу (част/млн) І О(част/млн)

Без обработки «

Восстановление до восстановленного ильменита с добавкой 347 А25 10,4 шщ ильменита с Вьіщелачивание восстановленного ильменита (КІ) соляной 458 442 18,5 п з» кислотой 2М НОСІ п

Азрация восстановленного ильменита посредством

МНАсі/воздух ве " Восстановление Образца В плюс колеманита (Змас.95) во вращающемся барабане при отношений содержания ильменита: угля (-10 ж 5мм) - сл 1:11 и при профиле нагрева в течение 10 часов до температурь 110070. (95)

Таблица 15 о Реагент Добавка Предварительньй нагрев| 00000 Восстановление "І Кислотное ТИХЕ (част/млн)

Ф Температура (С) Время (чась) Температура (С) Время (час) ВРіщелачива-ние де) пт пото мне, 17 " Восстановление во вращающемся барабане при отношений содержания нагретого ильменита к углю (-10 ї 5мм) - 1:11 и при профиле нагрева во до 11002С в течение 10 часов.

Таблица 16

Реагент Добавка (масовмає! 00000000 Восстановление "І Кислотное вьіщелачивание ТИХЕ (част/млн) бе Температура" С) Время (час)

Не добавляют - 1100 2 А 19

" Восстановление в бденовой лодочке в потоке газовой смеси Но ї СО» с РНо/РСО» - 34,68, зквивалентом восстановительному потенциалу в промьшленной печи Бечера. "6 Кислотное виіщелачивание посредством 2М НС! (А).

Таблица 17

Общее количество (мас.95 Отно-шение | Температура Время Зещелачи-вание 7 (част/млн) мас) сс) (час)

Не 421 395 добавляют

Не А 302 00 добавляют

Не 1000 2 А 260| Не добавляют определено

Боракс 5 1150 1 103| Не определено

Боракс я Саг 3 11 1000 1 с 187) Не определено см

Улексит 5 1100 1 с Не определено (8)

Улексит 5 1150 1 с 25| Не определено

Колеманит Б 1100 1 с 71) Не со определено " Виіщелачивание с применением 2,5М Маон, затем 6М НСЇ х 0,5М Мак (А), или НСЇІ (В), или 2М НС! (С). ав п. а. - не определено со

Таблица 18 о

Реагент Добавка (Хомас/ Кислотное (част/млн)) (част/млн) (В/г) (В/г) «І мас) Темпера-тура Время Веіщелачи-вание сс) (чась)

Не 1100 1 1М Не 216|Не Не Не добавляют определено (определено определено « пе 50 зв яв лов - с по нео; о 00590000125000о6 в ї» моя те Таблица 19 1 Ильменит Добавка реагента (Фі Восстановление "| Кислотное вьіщелачивание "" ТИХЕ (част/млн) мас/мас) Температура (С) Время (чась)

Фів п0000ю11111111111А1111110з - жо нини Оп: пе00ю60А 4) ни 1100 " Восстановление ильменита во вращающемся барабане при отношений содержания ильменита к содержанию угля (-1О0 ж 5мм) - 1:1 и при

ГФ) профиле нагрева при температуре 11007С в течение 10 часов. "6 Кислотное виіщелачивание соляной кислотой (2М НОЇ). ко во Таблица 20

Реагент Добавка Окисление "7" Продукт (Жемас/мас.), Температура ("С)) Время (час) Тихве (част/млн), Тпу (част/млн)) 228Тн (Во/г). 228Ва (Вд/г) ведоваляюі 0000000000010000051000003а1яв вв бо Колеманит Кк 1100 10) МНАасі/воздух 415 408 1,66 1,02 течение 110076. " Окисление (азрация) в 1,295 (мас./обьем) растворе МНАСІ при температуре 802С в течение 16 часов с пропусканием пузьірьков воздуха через суспензию. (бмас/мас) сс) (час) (96) |(9У5) (У) (У) ш- 3003 ня добавляют ває 11111104. 00,61 вв) язвилвия? од

Боракс т 5 21 1100 10 93,1) 2,24 1,04 1,65) 0,35 й ПЕ зи ПИ ПО ПОВ ПОН соб По ні ані Бі о уеют 01111151 00610100 вв) затовотя? ов

Колемаит! 11111030) 038 ололаєтоті ові,

Колеманит! 77111161 моб! і ее! сеовоова омо)

Claims (28)

Формула винаходу

1. Способ снижения радисактивности, возникающей из-за урана и/или тория в титансодержащих с 29 материалах, отличающийся тем, что способ включает осуществление контактирования титансодержащего Ге) материала с одним или более реагентами и иногда модификатором стекла при повьішенной температуре, при котором увеличивается доступность по крайней мере одного из дочерних радисизотопов урана и/или тория в титансодержащем материале, где указанньй(-ье) реагент(-ь) включает(-ют) стеклообразующий(-ие) реагент(-ь), которьій образует фазу при указанной повьішенной температуре, которая диспергирована на ке, поверхностях титансодержащего материала и включаєт в себя радиоизотопьі и один или более дочерних о радисизотопов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагретьй титансодержащий материал превращают в Ше синтетический рутил, которьій затем вьіщелачивают для удаления радисизотопов. ю

З. Способ по п. 1, отличающийся тем, что данньім титансодержащим материалом является ильменит, Зо которьій конвертируют в синтетический рутил путем восстановления железа, содержащегося в нем, до - металлического железа и затем водного окисления металлического железа для образования отделяемой окиси железа.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что данньм титансодержащим материалом является ильменит, « которьій конвертируют в синтетический рутил путем восстановления железа, содержащегося в нем, до металлического железа и затем водного окисления металлического железа путем образования отделяемой в с окиси железа, причем во время окисления отделяют радисизотопь. "з 5.

Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в качестве указанного " титансодержащего материала используют синтетический рутил, полученньій путем обработки ильменита, которая включаєет в себя восстановление железа, содержащегося в нем, до металлического железа и затем водное окисление металлического железа для образования отделяемой окиси железа. т- б.

Способ снижения радиоактивности, возникающей из-за урана и/или тория в титансодержащих «сл материалах, отличающийся тем, что способ включает осуществление обработки титансодержащего материала для вьізьивания скопления или концентрации радисизотопов и одного или более их дочерних радисизотопов до о степени, зффективной для увеличения доступности по крайней мере одного из дочерних радиоизотопов для о 20 последующего удаления, где указанная обработка включает термообработку указанного титансодержащего материала и контактирование титансодержащего материала с одним или более реагентами и иногда щи модификатором стекла, где указаннье один или более реагент(-ь) включают(-ет) стеклообразующий реагент(-ьї) для образования фазь! в результате термообработки, которая диспергирована на поверхностях титансодержащего материала и включает в себя радисизотопь и один или более дочерних радисизотопов. 52

7. Способ по п. 6, отгличающийся тем, что титаносодержащий материал вьібирают из группьї, включающей в ГФ) себя ильменит, измененньїй ильменит, восстановленньйй ильменит или синтетический рутил.

8. Способ по п. б или 7, отличающийся тем, что осуществляют дополнительно стадию отделения о радисизотопа(-ов) от титансодержащего материала.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что обработанньй титансодержащий материал подвергают 60 кислотному вищелачиванию для удаления радисизотопов.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что в качестве кислоть! используют соляную или серную кислоту.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что виіщелачивание состоит из первичного вьіщелачивания серной кислотой и вторичного вьіщелачивания соляной кислотой для удаления радия.

12. Способ по любому из пп. 9-11, отгличающийся тем, что кислотное вьіщелачивание осуществляют с бо добавленньм фторидом.

13. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что стеклообразующий реагент(-ь) вьібирают из боратов, фторидов, фосфатов и силикатов.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что стеклообразующий реагент(-ьї) вьібирают из щелочньх и щЩелочноземельньх боратов.

15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что стеклообразующий реагент(-ьі) внібирают из боратов кальция и натрия и кальцийнатриевьїх боратов.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что стеклообразующий реагент(-ьї)) содержит один или более Са»ВеО 34, МаСавьоОз и Ма2»ВАО». 70

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что стеклообразующий реагент(-ьї) содержит один или более из колеманита, улексита и боракса.

18. Способ по любому из предшествующих пунктов, отгличающийся тем, что в качестве модификатора стекла используют флюорит.

19. Способ обработки железо- и титансодержащего материала путем восстановления железа, 7/5 Ссодержащегося в титансодержащем материале, в основном до металлического железа в восстановительной атмосфере в печи, для получения так назьиваемого восстановленного титансодержащего материала, отличающийся тем, что способ включаєет загрузку в печь титансодержащего материала, восстановителя и одного или нескольких упомянутьїхх реагентов, вьібранньїх с целью увеличения доступности по крайней мере одного из дочерних радисизотопов урана и/или тория в титансодержащем материале и иногда го Модификатора стекла, при поддержаний повьшенной температурь в печи, отличающийся тем, что указанньїй(-е) реагент(-ьї) включает(-ют) стеклообразующий(-е) реагент(-ь) для формирования фазьі при указанной повьішенной температуре, которая диспергирует на поверхностях титансодержащего материала и включает в себя радисоизотопь! и один или более дочерних радисизотопов, которье извлекают смесь, которая содержит восстановленньій титансодержащий материал и указанную фазу, из печи через вьіпускное отверстие с ов М обрабатьвают смесь для удаления тория, и/или урана и/или одного или более дочерних радисизотопов.

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что титансодержащим материалом является руда. і)

21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что руда является ильменитом.

22. Способ по любому из пп. 19-21, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют водное окисление металлического железа для образования отделяемой окиси железа, причем во время окисления отделяются «о зо радисизотопь.

23. Способ по любому из пп. 19-22, отличающийся тем, что дополнительно подвергают обработанньй о титансодержащий материал кислотному вьіщелачиванию для удаления радисизотопов. со

24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что в качестве кислоть! используют соляную или серную кислоту.

25. Способ по п. 24, отгличающийся тем, что виіщелачивание включаєт в себя первичное вьіщелачивание о з5 серной кислотой и затем вторичное виіщелачивание соляной кислотой. «г

26. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что повьішенную температуру, при которой нагревают титансодержащий материал, поддерживают в интервале 900-120070.

27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что указанную температуру поддерживают в интервале 1050-1200. «

28. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что дочерний(-е) радисизотоп(-ь), п») с доступность которьх увеличивают, включают в себя 229Тп и 228ра, . "» Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2002, М 4, 15.04.2002. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. щ» 1 (95) о 50 42) Ф) іме) 60 б5