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Patent Searching and Data


Title:
REMOVAL OF RADIONUCLIDES FROM MIXTURES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/120183
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for removing radioactive elements from a mixture, said mixture being treated with at least one alkane sulphonic acid and at least one additional acid, as well as to the use of at least one alkane sulphonic acid and at least one additional acid for removing radioactive elements from mixtures containing the same.

Inventors:
URCH, Henning (Erich-Schug-Strasse 1, Ludwigshafen, 67071, DE)
REIN, Christian (Rheindammstr. 32, Mannheim, 68163, DE)
FITZMAURICE, Neil Jeffrey (5 Binnie Street, Brighton East, Victoria 3187, 3187, AU)
ORR, Graham Robert (27 Landale Street, Boxhill, Victoria 3128, 3128, AU)
REDFERN, David (17 James Street, Surrey Hills, Victoria 3127, 3127, AU)
Application Number:
EP2016/051403
Publication Date:
August 04, 2016
Filing Date:
January 25, 2016
Export Citation:
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Assignee:
BASF SE (67056 Ludwigshafen, 67056, DE)
International Classes:
G21C19/46; C22B3/08; C22B3/16; G21F9/12; G21F9/30
Domestic Patent References:
WO2007099119A12007-09-07
WO2007099119A12007-09-07
Foreign References:
DE102013102331B32014-07-03
US5494649A1996-02-27
US5342449A1994-08-30
US20040129636A12004-07-08
US4120935A1978-10-17
Attorney, Agent or Firm:
STEINBUSCH, Daniel (Isenbruck Bösl Hörschler LLP Patentanwälte, EASTSITE ONESeckenheimer Landstraße 4, Mannheim, 68163, DE)
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Claims:
Patentansprüche

Verfahren zum Abtrennen von radioaktiven Elementen aus einer Mischung, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung mit wenigstens einer Alkansulfonsäure und wenigstens einer weiteren Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salzsäure, Salpetersäure, Amidosulfonsäure und Mischungen davon behandelt wird.

Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Alkansul fonsäure und die wenigstens eine weitere Säure als wässrige Zusammensetzungen eingesetzt werden.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung zuerst mit wenigstens einer Alkansulfonsäure und anschließend mit wenigstens einer weiteren Säure behandelt wird.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung zuerst mit wenigstens einer weiteren Säure und anschließend mit wenigstens einer Alkansulfonsäure behandelt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkansul fonsäure Methansulphonsäure eingesetzt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Zusammensetzung enthaltend wenigstens eine Alkansulfonsäure, bevorzugt Methan- sulfonsäure, und wenigstens eine weitere Säure, bevorzugt Salzsäure, eingesetzt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Zusammensetzung eingesetzt wird, die aus wenigstens einer Alkansulfonsäure, wenigstens einer weiteren Säure und Wasser besteht.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung ein Erz oder ein Erzkonzentrat ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das radioaktive Element ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Uran-238, Thorium-230, Ra- dium-226, Blei-210, Polonium-210, Uran-235, Palladium-231 , Thorium-227, Radium-228, Thorium-228 und Mischungen davon.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung als wässrige Aufschlämmung vorliegt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Zusammensetzung eingesetzt wird, die eine 0,5 bis 2 molare Salzsäure, die 1 bis 20 Gew.-% Methansulfonsäure enthält, ist.

Verwendung wenigstens einer Alkansulfonsäure und wenigstens einer weiteren Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salzsäure, Salpetersäure, Amidosulfonsäure und Mischungen davon zum Abtrennen von radioaktiven Elementen aus Mischungen enthaltend diese.

13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Zusammensetzung eingesetzt wird, die aus wenigstens einer Alkansulfonsäure, wenigstens einer weiteren Säure und Wasser besteht.

Description:
Entfernung von Radionukliden aus Mischungen Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von radioaktiven Elementen aus einer Mischung, wobei die Mischung mit wenigstens einer Alkansulfonsäure und wenigstens einer weiteren Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salzsäure, Salpetersäure, Amidosulfonsäure und Mischungen davon behandelt wird, sowie die Verwendung wenigstens einer Alkansulfonsäure und wenigstens einer weiteren Säure ausgewählt aus der Gruppe be- stehend aus Salzsäure, Salpetersäure, Amidosulfonsäure und Mischungen davon zum Abtrennen von radioaktiven Elementen aus Mischungen enthaltend diese.

Für die Handhabung bzw. Verarbeitung von Erzen oder Erzkonzentraten ist es notwendig, dass die Konzentration verschiedener in den Erzen bzw. Erzkonzentraten vorhandener radioaktiver Metall-Kationen bei einem möglichst niedrigen Wert liegt, um negative Auswirkungen auf die Gesundheit der mit dem Erz bzw. Erzkonzentrat in Kontakt tretenden Personen zu vermeiden.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Behandlung von Mischungen enthaltend Metallverbindungen oder von Erzen oder Erzkonzentraten bekannt.

US 2004/0129636 A1 offenbart ein Verfahren zur Abtrennung von Metall-Kationen, insbesondere von Verbindungen enthaltend Chrom(VI)-Kationen, aus entsprechenden Mischungen durch eine Flüssig-Flüssig-Extraktion. Als Extraktionsmittel wird dazu eine wässrige Zusammensetzung enthaltend wenigstens ein tertiäres Amin eingesetzt.

In der WO 2007/0991 19 A1 wird ein Verfahren zum sauren Aufschluss von metallhaltigen Verbindungen offenbart. Dazu wird eine entsprechende Mischung mit einem wässrigen Laugungs- mittel, wobei das wässrige Laugungsmittel eine Alkansulfonsäure und gegebenenfalls Schwefelsäure und/oder ein Tensid und/oder ein Gemisch aus einem Alkansulfonsäuresalz und Schwefelsäure sowie gegebenenfalls einem Tensid enthält. Gemäß dieser Schrift können Kupfer, Zink, Lanthanoide, Titan, Calciumdifluorid, Blei, Molybdän, Antimon, Bismuth, Quecksilber, Kobalt, Nickel, Aluminium, Lanthan oder Uran enthaltende Mischungen aufgeschlossen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Konzentration von radioaktiven Elementen in Mischungen enthaltend diese, beispielsweise Erze oder Erzkonzentrate, signifikant erniedrigt werden kann. Insbesondere soll es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich sein, die Konzentration der entsprechenden radioaktiven Elemente auf einen Wert herabzusenken, der es erlaubt, die erfindungsgemäß behandelten Mischungen kommerziell zu nutzen.

Diese Aufgaben werden gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Abtrennen von radioaktiven Elementen aus einer Mischung, wobei die Mischung mit wenigstens einer Alkan- sulfonsäure und wenigstens einer weiteren Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salzsäure, Salpetersäure, Amidosulfonsäure und Mischungen davon behandelt wird.

Die Aufgaben werden ebenfalls gelöst durch die erfindungsgemäße Verwendung wenigstens einer Alkansulfonsäure und wenigstens einer weiteren Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salzsäure, Salpetersäure, Amidosulfonsäure und Mischungen davon zum Abtrennen von radioaktiven Elementen aus Mischungen enthaltend diese.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass durch die Behandlung von Mischun- gen, insbesondere von Erzen, mit wenigstens einer Alkansulfonsäure und wenigstens einer weiteren Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salzsäure, Salpetersäure, Amidosulfonsäure und Mischungen davon die entsprechenden Mischungen erhalten werden können, wobei die Menge an radioaktiven Elementen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren niedrig genug ist, dass die behandelten Mischungen unter Beachtung vorhandener gesetzlicher Best- immungen weiterverarbeitet werden können.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können im Allgemeinen alle Mischungen behandelt werden, die radioaktive Elemente enthalten. Erfindungsgemäß bevorzugt werden erfindungsgemäß Erze oder Erzkonzentrate behandelt.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei die Mischung ein Erz oder ein Erzkonzentrat ist.

Erze werden im Allgemeinen durch bergmännischen Abbau entsprechender Lagerstätten erhal- ten. Erzkonzentrate werden im Allgemeinen aus Erzen durch Abtrennen einer oder mehrerer Komponente(n) erhalten. Die erfindungsgemäß zu behandelnden Erze können dabei aus jedweder dem Fachmann bekannten Quelle stammen, beispielsweise Erze aus Untertage- Lagerstätten oder Tagebaugruben. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform können durch das erfindungsgemäße Verfahren auch andere Mischungen enthaltend radioaktive Elemente behandelt werden, beispielsweise Abfall- oder Zwischenprodukte aus anderen Prozessen, wie die bei der Schwefelsäure-Herstellung anfallenden kupferhaltigen Pyrit-Abbrände oder bei der Abluftreinigung erhaltener Filterstaub oder Flugasche.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das radioaktive Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Uran-238, Thorium-230, Radium-226, Blei-210, Polonium-210, Uran-235, Palla- dium-231 , Thorium-227, Radium-228, Thorium-228 und Mischungen davon. In den erfindungsgemäß zu behandelnden Mischungen, insbesondere in den Erzen oder Erz- konzentraten, liegen im Allgemeinen neben den abzutrennenden radioaktiven Elemente weitere Verbindungen bzw. chemische Elemente, bevorzugt mineralischem Ursprungs, vor. Entsprechende Verbindungen sind beispielsweise Oxide, Hydroxide, Phosphate, Sulfate, Sulfide, Car- bonate, Silikate, Fluate, Fluoride, Chloride, Aluminate oder Mischungen davon von Metallen oder Halbmetallen des Periodensystems der Elemente. Entsprechende Elemente sind beispielsweise Edelmetalle, die gediegen vorliegen können, insbesondere Gold, Silber, Palladium oder Platin.

Besonders bevorzugte Verbindungen bzw. chemische Elemente, die neben den abzutrennenden radioaktiven Elementen in den zu behandelnden Mischungen, insbesondere Erzen oder Erzkonzentraten, vorliegen, sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Eisen, Schwefel, Kupfersulfid, Al 2 0 3 , Si0 2 , CaO, K 2 0, MgO, BaO, U 3 0 8 , Ag, As, Cd, Pb, Zn und Mi- schungen davon.

Das gewünschte Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bevorzugt eine Mischung, insbesondere ein Erz, deren Gehalt an radioaktiven Elementen so niedrig ist, dass er unterhalb von bestimmten Höchstgrenzen, beispielsweise gesetzlich vorgeschriebenen Höchstgrenzen, liegt. Das gewünschte Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält radioaktive Elemente, beispielsweise in einer Menge von weniger als 100 Gew.-ppm, weiter bevorzugt weniger als 80 Gew.-ppm, besonders bevorzugt weniger als 70 Gew.-ppm, jeweils bezogen auf das Hauptelement der Zerfallsreihe, z. B. U238. Im Allgemeinen weist das Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens radioaktive Elemente in einer Menge von wenigstens 1 Gew.-ppb auf. Das bevorzugte Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine spezifische Aktivität von weniger als 2,0, bevorzugt weniger als 1 ,8, Bq pro Gramm (Bq/g) Radionuklid der Zerfallsreihe auf.

In den erfindungsgemäß zu behandelnden Mischungen kann ein radioaktives Element oder eine Mischung verschiedener radioaktiver Elemente vorliegen.

Im Allgemeinen enthält die erfindungsgemäß zu behandelnde Mischung, insbesondere Erz oder Erzkonzentrat, die abzutrennenden radioaktiven Elemente in einer solchen Menge, dass die zu behandelnde Mischung eine Radioaktivität, jeweils bezogen auf die einzelnen Elemente, von 10 bis 20, bevorzugt 15 bis 19, Bq/g, beispielsweise bezogen auf die Elemente U-238, Th-230, Ra- 226, Pb-210 oder Po-210 oder 0,05 bis 2,0, bevorzugt 0,1 bis 1 ,0 Bq/g, beispielsweise bezogen auf die Elemente U-235, Pa-231 , Th-227, Ra-228 oder Th-228, aufweist. Neben den radioaktiven Elementen liegen bevorzugt die oben genannten Verbindungen und/oder chemischen Elemente vor. Gegebenenfalls liegen in der erfindungsgemäß zu behandelnden Mischung auch noch weitere Verbindungen und/oder Materialien vor.

Erfindungsgemäß kann im Allgemeinen jede dem Fachmann bekannte Alkansulfonsäure eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße Verfahren, wobei die wenigstens eine Alkansulfonsäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus cyclischen, linearen oder verzweigten Alkansulfonsäuren, deren Alkylrest 1 bis 40 C- Atome aufweisen. Diese können nach dem Fachmann bekannten Methoden hergestellt werden, beispielsweise durch Sulfoxidation der entsprechenden Alkane.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugt werden Alkansulfonsäuren mit kurzkettigen Alkylresten mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen wie Propyl, Ethyl oder Methyl. Ganz besonders wird erfindungsgemäß Methansulfonsäure eingesetzt.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei als Alkansulfonsäure Methansulfonsäure eingesetzt wird.

Erfindungsgemäß können auch Salze, beispielsweise Alkalimetallsalze, der genannten Sulfon- säuren eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß wird des Weiteren wenigstens eine weitere Säure ausgewählt aus der Grup- pe bestehend aus Salzsäure, Salpetersäure, Amidosulfonsäure und Mischungen davon eingesetzt. Erfindungsgemäß ist Salzsäure ganz besonders bevorzugt.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher besonders bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei die wenigstens eine weitere Säure Salzsäure ist.

Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die wenigstens eine Alkansulfonsäure und die wenigstens eine weitere Säure als wässrige Zusammensetzungen eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei die wenigstens eine Alkansulfonsäure und die wenigstens eine weitere Säure als wässrige Zusammensetzungen eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß ist es möglich, dass die wenigstens eine Alkansulfonsäure und die wenigstens eine weitere Säure nacheinander oder gemeinsam eingesetzt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform, dass die wenigstens eine Alkansulfonsäure und die wenigstens eine weitere Säure nacheinander eingesetzt werden, ist es erfindungsgemäß möglich, dass die zu behandelnde Mischung zuerst mit wenigstens einer Alkansulfonsäure und anschließend mit wenigstens einer weiteren Säure behandelt wird. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, dass die zu behandelnde Mischung zuerst mit wenigstens einer weiteren Säure und anschließend mit wenigstens einer Alkansulfonsäure behandelt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei die Mischung zuerst mit wenigstens einer Alkansulfonsäure und anschließend mit wenigstens einer weiteren Säure behandelt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft auch bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei die Mischung zuerst mit wenigstens einer weiteren Säure und anschließend mit wenigstens einer Alkansulfonsäure behandelt wird. Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen, in denen die wenigstens eine Alkansulfonsäure und die wenigstens eine weitere Säure nacheinander eingesetzt werden, werden diese bevorzugt als wässrige Lösungen eingesetzt. Die Konzentrationen der einzelnen wässrigen Lösungen können dabei jeweils dem Fachmann als geeignet erscheinende Werte aufweisen. Die wässrigen Lösung der wenigstens einen Alkansulfonsäure, insbesondere Methansulfonsäu- re, weist dabei bevorzugt eine Konzentration von 1 bis 20 Gew.-%, weiter bevorzugt von 5 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt von 8 bis 12 Gew.-%, jeweils bezogen auf die wässrige Lösung, auf.

Die wässrigen Lösung der wenigstens einen weiteren Säure weist dabei bevorzugt eine Kon- zentration von 0,5- bis 2-mol/l, bevorzugt von 0,75- bis 1 ,5-mol/l, ganz besonders bevorzugt 1 - mol/l, jeweils bezogen auf die wässrige Lösung, auf.

Ganz besonders bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße Verfahren, wobei eine wässrige Zusammensetzung enthaltend wenigstens eine Alkansulfonsäure, insbe- sondere Methansulfonsäure, und wenigstens eine weitere Säure, insbesondere Salzsäure, eingesetzt wird. In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die zu behandelnde Mischung gleichzeitig mit wenigstens einer Alkansulfonsäure und wenigstens einer weiteren Säure behandelt. Weiter bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße Verfahren, wobei eine Zusammensetzung eingesetzt wird, die aus wenigstens einer Alkansulfonsäure, bevorzugt Methansulfonsäure, wenigstens einer weiteren Säure, bevorzugt Salzsäure, und Wasser besteht. Die wässrige Zusammensetzung zur Behandlung der Mischung enthält somit neben Wasser wenigstens eine Alkansulfonsäure und wenigstens eine weitere Säure, insbesondere bevorzugt besteht die wässrige Zusammensetzung aus Wasser, wenigstens einer Alkansulfonsäure und wenigstens einer weiteren Säure. Im Allgemeinen kann die wenigstens eine Alkansulfonsäure und die wenigstens eine weitere Säure in jeweils jeder dem Fachmann als geeignet erscheinenden Konzentration vorliegen.

Ganz besonders bevorzugt wird eine wässrige Zusammensetzung eingesetzt, die auf einer 0,5- bis 2-molaren, bevorzugt 0,75- bis 1 ,5-molaren, ganz besonders bevorzugt 1 -molaren, weiteren Säure, bevorzugt Salzsäure, basiert, die bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, weiter bevorzugt 5 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 8 bis 12 Gew.-%, der wenigstens einen Alkansulfonsäure, insbesondere Methansulfonsäure, enthält. Weiter bevorzugt liegen keine weiteren Komponenten vor, so dass diese bevorzugte wässrige Zusammensetzung aus Wasser, wenigstens einer weiteren Säure und wenigstens einer Alkansulfonsäure in den angegebenen Konzentrationen besteht.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der wässri- gen Zusammensetzung neben der genannten wenigstens einen Alkansulfonsäure und wenigstens einen weiteren Säure auch weitere Additive vorliegen.

Geeignete Additive sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Tensiden, Komplexbildnern, Mikroorganismen, beispielsweise Bakterien, und Mischungen davon.

Tenside können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus anionischen, kationischen, zwitterionischen, nicht ionischen Tensiden und Mischungen davon.

Tenside können beispielsweise in einer Menge von 0,05 bis 3,0 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 2,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, vorliegen.

Komplexbildner können im Allgemeinen ausgewählt werden aus dem Fachmann bekannten Komplexbildnern. Beispiele für erfindungsgemäß gegebenenfalls vorliegende Komplexbildner sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methylglycindiessigsäure, Ethylendiamintetra- essigsäure (EDTA), Nitrilotriessigsäure (NTA), Diethylentriaminopentaessigsäure (DTPA), Glu- taminodiessigsäure (GLDA), Hydroxyethyldiaminotriessigsäure (HEDTA), Dimercapol, Dimer- captopropansulfonsäure, Dimercaptobernsteinsäure und Mischungen davon. Insbesondere für die Abtrennung von Polonium-210 können Dimercapol, Dimercaptopropansulfonsäure, Dimercaptobernsteinsäure oder eine Mischung davon vorteilhaft eingesetzt werden.

Tenside können beispielsweise in einer Menge von 0,05 bis 3,0 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 2,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, vorliegen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt derart durchgeführt, dass die zu behandelnde Mischung, bevorzugt das zu behandelnde Erz bzw. Erzkonzentrat, als wässrige Aufschläm- mung vorliegt bzw. vorgelegt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei die Mischung, bevorzugt das zu behandelnde Erz bzw. Erzkonzentrat, als wässrige Aufschläm- mung vorliegt.

Dabei ist es weiter bevorzugt, dass die wässrige Aufschlämmung der zu behandelnden Mischung, bevorzugt des zu behandelnden Erzes bzw. Erzkonzentrates, einen Feststoffgehalt von 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 60 Gew.-%, weiter bevorzugt 18 bis 22 Gew.-% oder 50 bis 60 Gew.-%, jeweils bezogen auf die wässrige Aufschlämmung der Mischung, bevorzugt des Erzes oder Erzkonzentrates, aufweist. Weiter bevorzugt wird die vorliegende wässrige Aufschlämmung der Mischung, bevorzugt des Erzes oder Erzkonzentrates, dann mit der oder den oben beschriebenen wässrigen Zusammensetzungen) behandelt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Allgemeinen bei einer Temperatur von 5 bis 120°C, bevorzugt 20 bis 100°C, insbesondere bevorzugt 55 bis 80°C, durchgeführt.

Die Behandlung der Mischung, insbesondere des Erzes bzw. Erzkonzentrates, wird im Allgemeinen so lange durchgeführt, bis eine genügend große Menge an radioaktiven Elementen ab- getrennt ist, so dass die gewünschte Konzentration der entsprechenden radioaktiven Elemente im Erz erhalten wird. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren für eine Dauer von 2 bis 48 Stunden, bevorzugt 4 bis 30 Stunden, beispielsweise 6 oder 24 Stunden, durchgeführt. Gerade bei der erfindungsgemäß besonders bevorzugten Kombination von Methansulfonsäure und Salzsäure kann die Behandlungszeit besonders kurz ausfallen.

Das Behandeln der Mischung, bevorzugt des Erzes oder Erzkonzentrates, mit der oder den wässrigen Zusammensetzung(en) gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere auch nach dem dem Fachmann bekannten Laugungsverfahren durchgeführt werden. Lau- gungsverfahren zum Aufschluss von metallhaltigen Verbindungen bzw. zum Entfernen eines Teils dieser metallhaltigen Verbindungen sind dem Fachmann prinzipiell bekannt.

Unter Laugung der zu behandelnden Mischung, bevorzugt des Erzes oder Erzkonzentrates, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise verstanden, dass die zu behandelnde Mischung, gegebenenfalls nachdem sie zerkleinert worden sind, aufgehäuft wird und anschließend die wässrige(n) Zusammensetzung(en) durch das aufgehäufte Material durchper- koliert/durchperkolieren oder durchrieselt/durchrieseln. Die zu behandelnde Mischung kann dabei auch mit der oder den wässrigen Zusammensetzung(en) besprüht werden. Das Besprühen der zu behandelnden Mischung erfolgt dabei vorzugsweise tropfenweise. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann/können die verwendete(n) wässrige(n) Zusammensetzung(en) bevorzugt für weitere Extraktionsvorgänge verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die zu behandelnde Mischung vor dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst gemahlen, so dass Teilchen mit einem Durchmesser von 0,5 μηη bis 100 μηη, bevorzugt 1 μηη bis 100 μηη, erhalten werden. Die gemahlenen Teilchen werden dann bevorzugt angehäuft und wie oben beschrieben behandelt.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass die erfindungsgemäß verwendete(n) wässrige(n) Zusammensetzung(en) während des erfindungsgemäßen Verfahrens unterschiedliche Konzentrationen an wenigstens einer Alkansulfonsäure und/oder wenigstens einer weiteren Säure ent- halten kann/können (gradierende Fahrweise). Darüber hinaus können gegebenenfalls zugesetzte Additive, beispielsweise Tenside, teilweise oder ganz auch schon vor Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens dem Ausgangsmaterial, d. h. der zu behandelnden Mischung, bzw. auch beim Mahlen der Mischung zugesetzt werden. In Abhängigkeit von der zu behandelnden Mischung kann es auch bevorzugt sein, wenn diese zur Benetzung zunächst mit einer konzentrierten Schwefelsäure vorbehandelt wird und im An- schluss daran die Mischung mit einem Überschuss an niedrig konzentrierter Schwefelsäure ausgewaschen wird, wie in US 4,120,935 beschrieben. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die zu behandelnde Mischung mit konzentrierter Schwefelsäure vorbehandelt und im Anschluss daran mit wenigstens einer Alkansulfonsäure und wenigstens einer weiteren Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salzsäure, Salpetersäure, Amidosulfonsäure und Mischungen davon und/oder Tensid behandelt werden. Die zur Vorbehandlung verwendete konzentrierte Schwefelsäure kann auch Alkansulfonsäure und/oder Tensid und/oder Alkansul- fonsäuresalz enthalten.

Wenn zur Vorbehandlung (Benetzung) eine verdünnte Schwefelsäure verwendet wird, so beträgt deren Konzentration vorzugsweise 10 bis 250 g/l H2SO4, besonders bevorzugt 20 bis 150 g/l H2SO4, insbesondere 25 bis 100 g/l H2SO4.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung wenigstens einer Alkansulfonsäure und wenigstens einer weiteren Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salzsäure, Salpetersäure, Amidosulfonsäure und Mischungen davon zum Abtrennen von radioaktiven Elemen- ten aus Mischungen enthaltend diese.

Bezüglich der einzelnen Merkmale und der bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verwendung gilt das bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens Gesagte. Bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung die erfindungsgemäße Verwendung, wobei eine wässrige Zusammensetzung eingesetzt wird, die aus wenigstens einer Alkansulfonsäure, wenigstens einer weiteren Säure und Wasser besteht.

Beispiele

Als Testsubstanz wird ein Erzkonzentrat aus dem australischen Olympic Dam verwendet. Dieses weist typischerweise die folgende Zusammensetzung auf: Tabelle 1

κ 2 0 0,45 Gew.-%

MgO 0,14 Gew.-%

BaO 0,15 Gew.-%

U 3 0 8 1390 Gew.-ppm

Ag 64 Gew.-ppm

As 392 Gew.-ppm

Cd 15 Gew.-ppm

Pb 260 Gew.-ppm

Zn 200 Gew.-ppm

Die in Tabelle 1 genannten Metalle liegen als Uraninite, Coffinite, Brannerite, Uranothorithe, Thorianite, Hematite, Pyrite, Chalcopyrite, Bornite, Chalcocite, Bastnasite, Florencite, Monazite, Xenotime, Zircon, Quartz, Sericite, Chlorite, Fluorite, Barite, Siderite, Feldspate, Galena, Altaite oder Clausthalite vor.

Tabelle 2: Analyse der nach den einzelnen Versuchen erhaltenen Zusammensetzung

V1 wird mit einer Lösung von 80 g H2SO4 in 1 L Wasser bei einer Temperatur von 70 °C für 24 h bei einem Feststoffgehalt der Erz-Dispersion von 55 Gew.-% durchgeführt.

V8 wird mit einer 1 molaren Salzsäure in Wasser bei einer Temperatur von 60 °C für 6 h bei einem Feststoffgehalt der Erz-Dispersion von 20 Gew.-% durchgeführt.

Die Versuche 2, 3 und 4 werden mit einer Lösung von 80 g H2SO4 in 1 L Wasser und der entsprechenden Menge an Methansulfonsaure (MSS) bei einem Feststoffgehalt der Erz-Dispersion von 55 Gew.-% durchgeführt.

Der Versuch 7 wird in einer 1 -molaren Lösung von HCl und der entsprechenden Menge an Methansulfonsaure (MSS) bei einem Feststoffgehalt der Erz-Dispersion von 20 Gew.-% durchgeführt. Da während des Versuches ein großer Teil Säure verbraucht wurde, wurde nach 2 Stunden konzentrierte Salzsäure zugegeben.

Die Versuche V5 und V6 werden in reiner Methansulfonsäure (MSS) durchgeführt, die c(MSS) beträgt 157g/L.

Tabelle 3 zeigt die Menge an extrahierten Radionukleiden und der vorhandenen Metalle relativ zu den jeweiligen Ausgangsmengen

Tabelle 3

Extraktion [%]

Nr.

U-238 Th-230 Ra-226 Pb-210 Po-210 Cu Pb U

V1 93,7 83,7 1 ,6 16,6 21 ,8 0,1 7,4 93,7

2 96,4 86,1 7,0 34,9 18,9 4,2 17,6 96,4

3 96,4 89,1 1 ,9 35,7 41 ,0 6,2 17,6 96,2

4 96,4 84,6 0,7 20,8 17,9 3,9 12,6 96,4

V5 81 ,3 74,3 71 ,6 67,3 12,4 0,2 36,2 78,1

V6 96,1 92,4 92,0 89,8 39,0 2,8 > 99 96,1

7 97,8 93,6 94,9 91 ,1 23,6 13,6 > 99 97,8