Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

превышают 0.1-0.5 отн. %. При рН = 7.35-7.5 в нерадиоактивный карбонатный концентрат количественно осаждаются все РЗЭ [ 6 ]. Хотя обеспечивается высокая эффективность разделения тория и РЗЭ, ториевый кек относится к продуктам с повышенным содержанием радионуклидов, что затрудняет практическую реализацию метода. Второй метод предусматривает избирательную десорбцию тория и кальция сернокислым элюатом, полученным из сернокислого раствора выщелачивания при насыщении сульфокатионита РЗЭ. Тогда, если концентрация H 2 SO 4 в элюате не превосходит ее концентрацию в использованном для насыщения сорбента растворе выщелачивания, обеспечивается избирательная десорбция большей части тория и кальция, в то время как РЗЭ количественно остаются в сорбенте. Из полученного затем десорбата на основе раствора солей аммония для получения нерадиоактивного концентрата РЗЭ отделения тория уже не требуется. Однако возникает проблема, связанная с тем, что торий остается в предназначенном для использования в обороте сернокислом растворе, и его концентрация в нем при многократном использовании может превысить допустимую. Установлено, что в таком растворе, содержащем значительные концентрации фтора в виде SiF62-, самопроизвольно протекают реакции: Ме3++ SiF 6 2-+ 3 Н 2 О ~ МеF 6 3- + ^Ю 2 ^ О + 4 H+, (3) 6 Ме3++ 5 SiF62- + 15 Н2О ~ 6 МеF 5 2- + |5 SiO2- Н2О + 20 H+, (4) 3 Ме3++ 2 SiF62-+ 6 Н2О ~ 3 МеF4- + |2 S i0 2 •Н20 + 8 H+, (5) где Ме = Al, Fe. Это означает, что для насыщения фтор-акцепторных примесей фтором не требуется дополнительное введение фторид-иона и, следовательно, вводимый фторид-ион будет расходоваться только на образование ThF4. Следовательно, во-первых, для связывания тория в этом растворе не нужно учитывать содержание фтор- акцепторных примесей и, значит, может использоваться известное количество фторид-иона, во-вторых, расход фторид-иона будет достаточно мал (см. рис.2) и, в-третьих, не требуется специальная операция выделения ThF4, поскольку при использовании раствора в обороте в перколяционном процессе в качестве фильтра выступает слой выщелачиваемого фосфогипса. Экспериментально доказано, что при такой обработке оборотного раствора концентрация тория в растворе выщелачивания не увеличивается и содержание тория в очищенном гипсовом продукте не превышает уровень, позволяющий его использовать без ограничений в производстве гипсовых материалов для гражданского строительства. Второй метод положен в основу технологии комплексной переработки фосфогипсов с получением качественных концентратов РЗЭ и очищенного гипсового продукта, исключающей образование промежуточных и отвальных радиоактивных продуктов. Радионуклиды в процессах извлечения РЗЭ из ЭФК Нами предложены три метода извлечения РЗЭ из ЭФК: 1. Осаждение концентратов на основе двойных сульфатов РЗЭ и натрия (применим для оборотной ЭФК); 2. Осаждение фтор-фосфатных концентратов РЗЭ (применим для продукционной ЭФК); 3. Сорбция РЗЭ сульфокатионитом (применима для оборотной и продукционной ЭФК). В концентрат на основе двойных сульфатов РЗЭ и натрия радионуклиды попадают с маточным раствором. Поскольку осадок представляет собой кристаллический, хорошо фильтрующийся продукт, он после фильтрации содержит мало маточного раствора и его Аэфф = 0.33 КБккг -1 при содержании £Tr 2 O 3 2 0 мас. %. Торий и уран вносили в величину Аэффпримерно равный вклад [7]. При осаждении фтор-фосфатных концентратов РЗЭ уран количественно остается в растворе, а торий попадает в концентрат [ 8 ]. Содержание ThO 2 в непромытом концентрате достигало 0.1 мас. % (Аэфф = 3.15 КБккг-1), а относительно содержавшейся в нем ^Tr 2 O 3 1.4 мас. %, т.е. концентрат представляет собой продукт с повышенным содержанием природных радионуклидов III класса [9]. При взаимодействии фтор-фосфатного концентрата и сульфокатионита в среде разбавленной серной кислоты (сорбционной конверсии фтор-фосфатного концентрата) значительная часть тория, примеси фосфора и фтора отделяется от РЗЭ, оставаясь в сернокислой пульпе [10]. Затем содержащий РЗЭ сорбент перерабатывают описанным выше методом, при котором торий отделяется при нейтрализации десорбата на основе солей аммония в виде торийсодержащего примесного кека и затем осаждается нерадиоактивный карбонатный концентрат РЗЭ. При сорбции сульфокатионитом из горячей ЭФК вначале торий и РЗЭ эффективно поглощаются сорбентом, но по мере насыщения сорбента торий начинает вытесняться обратно в ЭФК (рис. 3), а сорбция РЗЭ продолжается и, наконец, торий практически полностью удаляется из сорбента [ 8 ]. В катионите содержание ThO 2 относительно ^Tr 2 O 3 в конце опыта (до начала заметного проскока РЗЭ) составило 0.001 мас. % при содержании в исходной ЭФК 1.51 мас. %. Данные табл.4 показывают, что при этом достигалась высокая эффективность сорбции РЗЭ, несколько снижавшаяся для тяжелых лантаноидов. Возникающие в процессе сорбции колебания концентрации тория в ЭФК мало влияют на общую радиоактивность продукта, не препятствуя его использованию для производства минеральных удобрений. В заключение отметим, что разработанные технические решения защищены патентами РФ. 83