專利名稱：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)換過程為JK2 +n0 ^ Th^ ^Palf C (Α. H.澤里克曼，中國工業(yè)出版社，1965，ρ.49)。釷在地殼中的含量豐富，儲量大約是鈾的3倍。在我國， 已探明的釷儲量為觀.6萬噸，其中，包頭白云鄂博礦床釷資源量達22萬余噸，約占全國已探明釷資源量的77%。(徐光憲，白云鄂博礦釷資源開發(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釷儲量的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、獨居石礦生產(chǎn)過程中副產(chǎn)物釷部分進入廢渣堆放，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在能源方面對石油的依賴。因此回收并提純釷是很有意義的。中國專利98122348. 6和02123913. 4分別公開了從攀西氟碳鈰礦、包頭獨居石氟碳鈰礦混合礦這兩種不同類型的稀土礦中萃取分離稀土并回收釷的工藝。兩個工藝均以伯胺(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)，釷得到回收并儲存，避免了釷的放射性對環(huán)境的污染。印度的Gupta研究了用Cyanex923從獨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，其工藝未見報導(dǎo)。純度為99%的釷只能滿足民用，而作為核能原料的的釷必須達到核純級，特別是對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，必須對釷進一步提純， 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)達到很好的提純效果?，F(xiàn)舉文獻例(吳華武，核燃料化學(xué)工藝學(xué)，原子能出版社，1989，p. 164)進行說明。該工藝以獨居石生產(chǎn)過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。工藝流程見附
圖1，其中^為酸化有機相，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 將釷富集物與無機酸混合，制備原料液；將中性膦萃取劑與有機溶劑混合，得到有機相；使用所述有機相對原料液進行萃取，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，對所述沉淀進行灼燒，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，所述有機溶劑為烷烴或芳烴；所述的有機相中，萃取劑與有機溶劑的體積比為10 60 40 90 ；所述無機酸為鹽酸、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，所述萃取級數(shù)為4 10級萃取，洗滌級數(shù)為2 8級；反萃取級數(shù)為3 8級。
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、包頭獨居石氟碳鈰礦混合礦、獨居石礦或其它礦生產(chǎn)的過程中回收的釷為原料，將釷富集物與無機酸混合，制備原料液；將中性膦萃取劑與有機溶劑混合，得到有機相；使用所述有機相對原料液進行萃取，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，對所述沉淀進行灼燒，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)，流程簡單，消耗試劑少。
文檔編號C22B59/00GK102417992SQ20111007434
公開日2012年4月18日 申請日期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 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所