專(zhuān)利名稱(chēng)：一種釷的純化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及稀土冶金領(lǐng)域，具體涉及一種釷的純化方法。
背景技術(shù)：
釷元素是核能研究和發(fā)展中的重要元素之一，它本身不易裂變，但是吸收中子后可轉(zhuǎn)變成易裂變材料U-233，其轉(zhuǎn)換過(guò)程為JK2 +n0 ^ Th^ ^Palf C (Α. H.澤里克曼，中國(guó)工業(yè)出版社，1965，ρ.49)。釷在地殼中的含量豐富，儲(chǔ)量大約是鈾的3倍。在我國(guó)， 已探明的釷儲(chǔ)量為觀.6萬(wàn)噸，其中，包頭白云鄂博礦床釷資源量達(dá)22萬(wàn)余噸，約占全國(guó)已探明釷資源量的77%。(徐光憲，白云鄂博礦釷資源開(kāi)發(fā)利用迫在眉睫，稀土信息，2005年第5期，p. 4-5)，四川氟碳鈰礦和山東微山稀土礦中的釷約占我國(guó)釷儲(chǔ)量的5%。包頭稀土礦普遍采用的是高溫濃硫酸焙燒法提取工藝，將精礦中的釷變?yōu)椴蝗苄越沽姿徕Q留在渣中。四川冕寧純氟碳鈰礦中釷含量與包頭礦相當(dāng)或略高一些，沉淀法提取稀土?xí)r，釷亦留在渣中。這樣既造成環(huán)境污染，同時(shí)也使寶貴的資源流失。釷元素在汽燈紗罩、催化劑、耐火材料方面有一定的應(yīng)用，但是需求量很少，致使氟碳鈰礦、獨(dú)居石礦生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)物釷部分進(jìn)入廢渣堆放，甚至有一部分流入環(huán)境。在釷作為核能研究上取得突破后，將產(chǎn)生巨大效益，很大程度上緩解我國(guó)在能源方面對(duì)石油的依賴(lài)。因此回收并提純釷是很有意義的。中國(guó)專(zhuān)利98122348. 6和02123913. 4分別公開(kāi)了從攀西氟碳鈰礦、包頭獨(dú)居石氟碳鈰礦混合礦這兩種不同類(lèi)型的稀土礦中萃取分離稀土并回收釷的工藝。兩個(gè)工藝均以伯胺(R-NH2)為萃取劑，將四川或包頭稀土精礦中約0.2%的釷回收并富集到99%，釷的收率達(dá)到99%。該工藝現(xiàn)已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，釷得到回收并儲(chǔ)存，避免了釷的放射性對(duì)環(huán)境的污染。印度的Gupta研究了用Cyanex923從獨(dú)居石礦回收和分離釷、鈾和稀土(Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry，251 (2002) 451-456)，結(jié)果表明可在 5. OM 的硝酸介質(zhì)中萃取釷鈾，然后于2. OM鹽酸反萃釷，0. 5M硫酸反萃鈾，其工藝未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。純度為99%的釷只能滿(mǎn)足民用，而作為核能原料的的釷必須達(dá)到核純級(jí)，特別是對(duì)那些熱中子俘覆界面大的雜質(zhì)元素(如硼、鎘、稀土等)要求極高，必須對(duì)釷進(jìn)一步提純， 現(xiàn)普遍采用的是萃取純化法。磷酸三丁酯(TBP)從硝酸溶液中提純釷的方法在世界范圍內(nèi)得以廣泛應(yīng)用。TBP 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不被硝酸氧化，而且TBP對(duì)釷(或鈾)與稀土等雜質(zhì)的分離系數(shù)高，可以用較少的萃取技術(shù)達(dá)到很好的提純效果?，F(xiàn)舉文獻(xiàn)例(吳華武，核燃料化學(xué)工藝學(xué)，原子能出版社，1989，p. 164)進(jìn)行說(shuō)明。該工藝以獨(dú)居石生產(chǎn)過(guò)程中的氫氧化釷富集物為原料，采用 TBP萃取流程，分離了鈾，并提純了釷。工藝流程見(jiàn)附

圖1，其中^為酸化有機(jī)相，F(xiàn)為原料液，W為洗液，St為反萃劑，Ac為酸化用酸，R為萃余液，其它工藝參數(shù)見(jiàn)表1 :表ITBP提純釷方法工藝參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種釷的純化方法，其特征在于，包括 將釷富集物與無(wú)機(jī)酸混合，制備原料液；將中性膦萃取劑與有機(jī)溶劑混合，得到有機(jī)相；使用所述有機(jī)相對(duì)原料液進(jìn)行萃取，并用洗滌液洗滌第一萃取液，再用反萃液反萃取所述第一萃取液中的釷元素，得到第二萃取液；將草酸鹽與所述第二萃取液混合，得到沉淀，對(duì)所述沉淀進(jìn)行灼燒，得到氧化釷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純化方法，其特征在于，所述釷富集物中含釷化合物與雜質(zhì)的質(zhì)量比為80 99 1 20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純化方法，其特征在于，所述含釷化合物為草酸釷、氫氧化釷、硝酸釷、氯化釷和氧化釷中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純化方法，其特征在于，所述中性膦萃取劑的通式為(^3P= O ； 其中G為烷基或烷氧基。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的純化方法，其特征在于，所述中性膦萃取劑選自2-乙基己基膦酸二 O-乙基己基)酯、甲基磷酸二(1-甲基)庚酯、丁基膦酸二丁酯和二丁基膦酸丁酯中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純化方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為烷烴或芳烴；所述的有機(jī)相中，萃取劑與有機(jī)溶劑的體積比為10 60 40 90 ；所述無(wú)機(jī)酸為鹽酸、硝酸或硫酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的純化方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為磺化煤油或二甲苯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純化方法，其特征在于，所述有機(jī)相、原料液、洗滌液和反萃液按流量比為22 2 3 2 5 2 10。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純化方法，其特征在于，所述萃取級(jí)數(shù)為4 10級(jí)萃取，洗滌級(jí)數(shù)為2 8級(jí)；反萃取級(jí)數(shù)為3 8級(jí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純化方法，其特征在于，所述洗滌液為1.0 4. Omol/L硝酸、鹽酸或硫酸；所述反萃液為高純?nèi)ルx子水、稀硝酸或稀鹽酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釷的純化方法。其技術(shù)特征是以攀西氟碳鈰礦、包頭獨(dú)居石氟碳鈰礦混合礦、獨(dú)居石礦或其它礦生產(chǎn)的過(guò)程中回收的釷為原料，將釷富集物與無(wú)機(jī)酸混合，制備原料液；將中性膦萃取劑與有機(jī)溶劑混合，得到有機(jī)相；使用所述有機(jī)相對(duì)原料液進(jìn)行萃取，并用洗滌液洗滌第一萃取液，再用反萃液反萃取所述第一萃取液中的釷元素，得到第二萃取液；將草酸鹽與所述第二萃取液混合，得到沉淀，對(duì)所述沉淀進(jìn)行灼燒，得到氧化釷?？墒光Q的純度從80～99％提高到99.998％以上，收率大于98％。該工藝有效地分離了稀土、鐵、鋁、鋯等微量雜質(zhì)，流程簡(jiǎn)單，消耗試劑少。
文檔編號(hào)C22B59/00GK102417992SQ20111007434
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者廖伍平, 李德謙, 王艷良 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所