Способ извлечения редкоземельных элементов, урана и тория

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ СВИД печь без пулу и в трубчат мпературы, Ра текля нну радиент яемую при 250 С м фракция ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОткРытияПРИ ГКНТ СССР(56) Вегц Е.Ю., Асовта.1.С, йесочегу ас 11 п Шгпа и с 1 1 а п 1 а п 1 о гп Ьу тгас 11 оп о 1 в 111 а 11 оп,Апа.сЫпт.Аста, 1968, ч. 40, 1 ч. 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.П р и м е р 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, сод 4 ержа щу ю соответственно 2,410, 1,21 О и 6,4 10 моль пивалатов неодима, тория и стронция, помещают в(57) 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 10 - 10 мм рт,ст, На первой-2 -1стадии при 250290 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. смесь выдерживают в течение 2 ч и давлении 10 мм рт.ст, При это-2 сублимата (фракция 1), полученная в холодной зоне, содержит 1,210 моль пивалата тория, т.е, торий выделяется количественно, Окончание процесса отделения пивалата тория фиксируют по показаниям вакуумметра, Полученный остаток, содержащий пива- латы неодима и стронция (2 4 10 и-4330 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 2,410 моль пи валата неодима, а в остатке обнаружено 6,4 10 моль пивалата стронция.-4П р и м е р ы 2 - 5. Осуществляют по методике примера 1, нс при различных температурных режимах, в том числе и выходя 1675207щих 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 строн ция.Пример 8 осуществляют по методике, изложенной в примере 1, но в качестве исходного соединения используют пиеалат 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 (1 Ч) и тория (1 У), а в остатке остаются пива- латы 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 . убл имация является непол ной. Кроме того, при 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. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 - 10. 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 100,Таким образом, осуществление изобретения позволяет повысить степень очистки конечных продуктов и получить практически не содержащие примеси индивидуальные соединения РЗЭ, 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-грт,ст., фракционную сублимацию с выделением индивидуальных продуктов, о т л и ч аю щ и й с я 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 - редкоземельных элементов,1675207 Таблица 2 Ьжуугт едактор О. Юрко НТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2970 ВНИИПСоставитель В, НечипоренкоТехред М.Моргентал Корректор С. Шев Тираж .Ю Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5