Способ извлечения редкоземельных элементов, урана и тория
Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ), урана и тория из их смесей и позволяет повысить чистоту конечных продуктов. Смесь, содержащую пивалаты РЗЭ, урана или тория и щелочноземельный элемент, подвергают двухступенчатому нагреванию в вакууме - мм рт.ст. На первой стадии при 250 - 290°С отгоняют пивалаты урана или тория. На второй стадии при 330 - 390°С отгоняют пивалаты РЗЭ. Фракционной сублимацией выделяют индивидуальные РЗЭ, уран и торий. 1 ил., 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OT KPblTVlRM
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4612212/26 (22) 12,10.88 (46) 07.09.91. Бюл. М 33 (71) М ГУ им.М. B,Ëoìoíoñoâa (72) Н,П.Кузьмина, И.А.Юранов(50), Тхи
Нгует Чьеу (VN), К,M.Äóíàåâa и Л.И.Мартыненко (SU) (53) 661.865 (088.8) (56) Berg Е.W., Acosta J.Ñ. Recovery actinium
and lantanlum by fraction dlstilatlon,—
Anal.chlm.Acta, 1968, ч. 40, М 1, р,103. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, УРАНА И ТОРИЯ
Изобретение относится к способам извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ), урана и тория методом фракционной сублимации в вакууме и может быть использовано при получении их чистых соединений, Цель изобретения состоит в повышении чистоты конечных продуктов за счет повышения селективности извлечения.
На чертеже представлена установка для реализации способа.
Пример 1. Очистку ведут в установке, содержащей стеклянную ампулу 1, в которую помещена кварцевая лодочка 2 с разделяемой смесью, Ампулу устанавливают в трубчатую печь 3 без градиента температуры таким образом, что часть ампулы с лодочкой находится внутри печи, и вторая часть, снабженная холодильником 1, образует холодную зону и находится вне печи, Смесь, содержащую соответственно
2,4 10, 1,2 10 и 6,4 10 моль пивалатов неодима, тория и стронция, помещают в
„, 50 ÄÄ 1675207 А1 (sl)s С 01 F 17/00, 15/00, С 01 G 43/00 (57) Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных элементов (P33), урана и тория из их смесей и позволяет повысить чистоту конечных продуктов.
Смесь, содержащую пивалаты РЗЭ, урана или тория и щелочноземельный элемент, подвергают двухступенчатому нагреванию в вакууме 10 — 10 мм рт.ст. На первой
-2 -1 стадии при 250 -- 290 С отгоняют пивалаты урана или тория, На вгорой стадии при
330 — 390 С отгоняют пивалаты РЗЭ. Фракционной сублимацией выделяют индивидуальные РЗЭ, уран и торий. 1 ил., 2 табл. стеклянную ампулу и в трубчатую печь без градиента температуры. Разделяемую смесь выдерживают в течение 2 ч при 2500С и давлении 10 мм рт.ст. При этом фракция
-2 сублимата (фракция 1), полученная в холодной зоне, содержит 1,2 10 моль пивалата тория, т.е. торий выделяется количественно.
Окончание процесса отделения пивалата тория фиксируют по показаниям вакуумметра. Полученный остаток, содержащий пивалаты неодима и стронция (2,4 10 и
-4
6,4 10 моль соответственно), нагревают до
-а
330 С и выдерживают при этой температуре в течение 2 ч дп окончания процесса сублимации пивалата неодима. Фракция сублимата (фракция 2), полученная в холодной зоне установки, содержит 2,4 10 моль пи-4 валата неодима, а в остатке обнаружено
6,4 10 моль пивалата стронция.
-4
Пример ы 2 — 5. Осуществляют по методике примера 1, нс при различных температурных режимах, в том числе и выходя1675207 щих за предлагаемые пределы (примеры 4 и 5), Пример 6 осуществляют по методике, изложенной в примере 1, но в качестве исходного соединения используют пивалат неодима, загрязненный пивалатами тория и бария.
Пример 7 осуществляют по методике. изложенной в примере 1, но в качестве исходного соединения используют пивалат неодима, загрязненный пивалатами урана и стронция.
Пример 8 осуществляют по методике, изложенной в примере 1, но в качестве исходного соединения используют пивалат эрбия, загрязненный пивалатами урана и бария, Условия эксперимента и полученные результаты приведены в табл.1.
Пивалаты актинидов более легколетучи, чем соединения РЗЭ, что обусловлено полимерным строением пивалатов РЗЭ. Температуры зон кристаллизации летучих пивалатов актинидов и РЗЭ отличаются как минимум на 40 С. При нагревании их смеси в вакууме при 250 — 290 С происходит количественная сублимация пивалатов урана (IV) и тория (IV), а в остатке остаются пивалаты РЗЭ. При 245 С и ниже пивалаты актинидов не сублимируются. Проведение процесса сублимации пивалатов актинидов при температуре выше 290 С сопровождается их частичным термолиэом, что препятствует их количественной сублимации и загрязняет остаток пивалатов РЗЭ продуктами термолиэа соединений актинидов, После полного удаления пивалатов актинидов при 250 — 290 С дальнейшее нагревание остатка пивалатов РЗЭ приводит к тому, что при 330 С начинается процесс сублимации пивалатов РЗЭ. Количественная сублимация пивалатов РЗЭ наблюдаетсяя в инте рвал е 330 — 390 С. При температуре выше 390 С пивалаты РЗЭ подвергаются частичному осмолению и их ублимация является неполной. Кроме того, ри такой высокой температуре происходит переход в газовую фазу пивалатов стронция и бария. Эти элементы присутствуют в технологических смесях, содержащих РЗЭ и актиниды, поэтому при вакуумной сублимационной очистке пивалатов РЗЭ от актинидов в интервале 330 — 390 С происходит очистка РЗЭ от стронция и бария.
Как следует из табл.1, выход эа предлагаемые температурные пределы приводит либо к снижению чистоты конечных продуктов, либо к невозможности сублимации, Для сравнения в табл,2 представлены результаты, полученные при извлечении
РЗЭ, урана и тория из смесей их гидратов ацетилацетонатов сублимацией в условиях прототипа.
Иэ табл,2 следует, что по способу-прототипу не происходит селективного извлечения РЗЭ, урана и тория, ввиду чего получаемые соединения этих элементов взаимно загрязнены примесями. Это объясняется тем, что зоны кристаллизации фторированных бета-дикетонатов (урана, тория и
РЗЭ-соединений, используемых для разделения по прототипу) близки и составляют соответственно 50 — 70 и 80 — 120 С. При совместном осаждении гексафторацетилацетонов и последующей фракционной сублимации этой смеси наблюдается перекрывание зон кристаллизации компонентов смеси и содержание РЗЭ во фракции бета-дикетоната урана достигает 3 — 107;. В случает пивалатов существование значительной разницы в температурах сублимации компонентов смеси позволяет избежать взаимного загрязнения фракций и тем самым повысить выход очищенного продукта практически до 1007, Таким образом, осуществление изобретения позволяет повысить степень очистки конечных продуктов и получить практически не содержащие примеси индивидуальные соединения Р33, урана и тория.
Формула изобретения
Способ извлечения редкоземельных элементов, урана и тория из смесей их соединений с органическими лигандами, включающий нагревание в вакууме 10 — 10 мм
-г рт.ст., фракционную сублимацию с выделением индивидуальных продуктов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения чистоты конечных продуктов эа счет повышения селективности извлечения, в качестве исходных соединений редкоземельных элементов, урана и тория используют их пивалаты и нагревание осуществляют последовательно при 250 — 290 С для отгонки урана и/или тория при 330 — 390 С вЂ” редкоземельных элементов.
-1 Ю о
Ф ! о
4И Q л (и о (и !! (Q !
Г
Ф! 1 (1 (I
I 1 (1
I ( ((1 (1 ( (! (l о
cl (\ \ о
Ю ((t I
1 (Оъ
40 с ъ
Оъ
О
О сО
Ос о
О 44
Ю
D о и
Ю I сЧ
Ю с 1
Ю м
Ю и с \ о
Ю о
4 \
Ю и о и (и (О (I t о
t сч (! (! (( (1
СЪ
C 4
Ю съъ о
О о а (I
М
4 (.
Ю (О
I (1 t
Т
Ф
-1 сЧ (Ф с 4 (Ctl
О
С 4
Ъ
4Ч
Ю
4 гс
Ю
О сч
Ф сЧ о
С 4
D и сЧ
Ю и о и сч
Ю и
Ю и
D и \ и о о л и сЧ сч
Ю
4 4 4 сЧ
Т сч
4Ч
1675207 о Q
44 4 4 Ъ с 4 м и
Ю (! 1
1 I (сч
О
3
1 а
Ц а
1675207
Таблица 2
Ьжуу
Составитель В. Нечипоренко
Редактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун
Заказ 2970 Тираж . Ю Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
