Спосіб відділення скандію від урану та торію

1 Спосіб відділення скандію від урану і торію, що включає екстрагування органічним екстрагентом азотнокислого розчину, який відрізняється тим, що екстрагування азотнокислого розчину ве дуть розчиненою у гасі сумішшю фосфіноксиду різнорадикального, диїзооктилметилфосфонату, триалкілметиламонш нітрату при такому співвідношенні компонентів, % мас 2-3 фосфіноксид різнорадикальний 1-4 диїзооктилметилфосфонат 6-Ю триалкілметиламонш нітрат решта гас 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що екстрагування ведуть при співвідношенні об'ємів органічної фази до водної фази 1 (3 - 5), при числі ступенів протитечійної екстракції 8-10 Винахід належить до гідрометалургії і може бути використаний при переробці уранових руд і концентратів Екстракційний метод широко застосовується для розділення компонентів та відокремлення потрібних компонентів від важко відокремлюваних домішок Він має ряд переваг відносно інших методів простий в апаратурному оформленні, високопродуктивний, має досить високу ефективність і дозволяє звільнитися від багатьох домішок Відомий спосіб виділення урану і торію з розчинів, що мають у своєму складі багато домішок (див наприклад, М Л Навтанович, А С Черняк, Ю Е Сутырин Журнал прикладной химии, 38, № 2, с 345, 1975г) Екстрагування ведуть додецилфосфорною кислотою 3 розчинів разом з торієм й ураном частково екстрагується і скандій Реекстрагують уран 10н соляною кислотою, торій - плавиковою кислотою, а частково екстрагований скандій втрачається За технологічною схемою, яка реалізована в США на урановому заводі в СолтЛейк-Сіті, одержують розчини, у яких міститься уран та ІНШІ елементи При екстракції урану 0,1 М розчином додецилфосфорної кислоти в гасі в органічну фазу переходять U, Th, Ті, Sc Уран реекстрагують 10н НСІ Торій залишається в органічній фазі разом з Ті і Sc Екстрагент регенерують і плавиковою кислотою вимивають Sc і Th Отриманий фторидний кек містить -10% SC2O3 і -20% який піддають подальшій переробці з метою виділення торію і одержання SC2O3 високого ступеня чистоти При переробці уранових руд на заводі ПортПірі (Австралія), використовують екстракцію урану із сірчанокислих розчинів ді-2етилгексилфосфорною кислотою (Д2ЕГФК) Після реекстракцм урану в екстрагенті накопичуються домішки, у тому числі і скандій Для очищення екстрагента від домішок застосовують содову обробку, у результаті якої одержують кек, що містить до 0,14% Th, 0,14% Sc, 0,3% Ті, 24% U3O8, 38% Fe 3 цього кеку виділяють ЦІННІ елементи, у тому числі скандій (J R Ross, С Н Schack U S Bureau of Miner Riport of Invest № 65, 80, 1965) При цьому частина скандію втрачається Як прототип із відкритих джерел науковотехнічної інформації вибрано патент США № 4 744 960, МПК C01F 17/00, С22В 59/00, 1988 рік Урановий концентрат сплавляють з гідроксидом калію Одержаний продукт розчиняють в азотній кислоті 3 азотнокислого розчину уран екстрагують органічним розчинником Органічна фаза містить уран, торій, скандій Водна фаза містить рідкісноземельні елементи Причинами, які перешкоджають одержанню потрібного технічного результату є недостатньо повне відділення урану і торію від скандію При цьому частина скандію безповоротно втрачається В основу винаходу поставлено задачу у спо 00 ю 45781 собі виділення скандію від урану і торію, шляхом цих елементів органічною фазою зміни параметрів процесу збільшити повноту виПриклад 2 Екстракцію проводили так, як опилучення скандію сано у прикладі 1, за винятком того, що був змінений КІЛЬКІСНИЙ склад компонентів екстрагента ЧиПоставлена задача вирішується тим, що у сло ступенів протиточної екстракції дорівнювало способі відділення скандію від урану і торію, що 10, а співвідношення об'ємів органічної фази до включає екстрагування органічним екстрагентом водної фази було 1 до 5 Результати випробувань азотнокислого розчину, згідно з винаходом екстрапредставлені в прикладі 2 таблиці гування азотнокислого розчину ведуть розчиненою у гасі сумішшю фосфіноксиду різнорадикального Приклад 3 Екстракцію проводили так, як опи(ФОР), диїзооктилметилфосфонату (ДиОМФ) і сано у прикладі 1, за винятком того, що був змінетриалкілметиламоній нітрату (ТАМАН) при такому ний КІЛЬКІСНИЙ склад компонентів екстрагента Чиспіввідношенні компонентів, % мас сло ступенів протиточної екстракції становило 8, а співвідношення об'ємів органічної фази до водної фосфіноксид різнорадикальний 2 - З, фази було 1 до 4 Результати випробувань преддиїзооктилметилфосфонат 1-4, ставлені в прикладі 3 таблиці триалкілметиламоній нітрат 6-10, гас решта Приклади 4 - 9 Процес екстрагування вели так, як у прикладі 1, за винятком того, що змінюваЗгідно З винаходом екстрагування ведуть при ли КІЛЬКІСНИЙ склад компонентів органічної фази співвідношенні об'ємів органічної фази до водної Склад органічної фази, а також вміст урану, торію і фази 1 до 3 - 5 і числі ступенів протиточної екстраскандію в рафінаті та проценти вилучення органічкції 8 - Ю ною фазою цих елементів наведено в прикладах 4 Далі винахід ілюструється наступними прикла- 9 таблиці Обрані межі концентрації екстрагентів дами конкретної реалізації обумовлені тим, що при зниженні їхніх концентраПриклад 1 У лабораторних випробуваннях з цій зменшується вилучення з розчинів урану (приазотнокислого розчину, що містить, г/л урану - 0,5, клади 6, 7), у випадку зменшення концентрацій торію - 4,0, скандію - 0,8, РЗЕ - 10, HNO3 - 250, ТАМАН знижується вилучення торію (приклади 5, Р2О5 - 40 екстрагують уран і торій органічним екст6,7) рагентом, що має такий склад, % мас фосфіноксид різнорадикальний З Підвищення концентрації ФОР викликає збільшення втрат скандію (приклад 8) диїзооктилметилфосфонат 1 триалкілметиламоній нітрат 6 Таким чином, параметри способу, що заявляється, забезпечують ефективне вилучення із водгас 90 ної фази урану та торію при незначному вилученні Екстракцію проводили при співвідношенні об'скандію Наступними стадіями реекстракцм можна ємів органічної фази до водної фази 1 3 і числі з водної фази вилучити скандій зі значним вихоступенів протиточної екстракції п = 9 У прикладі 1 дом таблиці наведено числові дані вмісту урану, торію і скандію в рафінаті, а також проценти вилучення Таблиця № пр 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Склад компонентів органічної фази, % мас ФОР ДиОМФ ТАМАН 3 1 6 2 4 6 2 2 6 3 2 10 2 1 2 3 1 1 1 1 3 5 1 6 0,5 0,5 6 Вміст у рафінаті, г/л и 0,002 0,004 0,004 0,002 0,012 0,006 0,025 0,001 0,05 Th 0,045 0,04 0,05 0,01 1,9 2,1 0,6 0,03 0,07 Вилучено органічною фазою, % Sc 0,766 0,68 0,78 0,66 0,782 0,77 0,784 0,65 0,79 и 99,6 99,2 99,2 99,6 97,6 98,8 95,0 99,8 90,0 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 Th 98,875 99,0 98,75 99,75 52,5 47,5 85,0 99,25 98,25 Sc 4,25 3,78 2,5 4,44 2,25 3,75 2,0 18,75 1,25