156894. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytisztaságú fém-hidroxidok, -oxidhidrátok vagy -oxidok előállítására tiszta fémsók oldatából ioncserés hidrolízissel
3 156894 4 ahol a gyantát olyan lecsapószerként alkalmazzuk, mely kationt (pl. alkáli fémionokat) oldható formában nem tartalmaz, és a hidroxid csapadékok leválása oly módon megy végbe, hogy a leválasztandó fémsó anionjai, ill. anionszennyezői az ioncserélő gyantán megkötődnek. A lecsapás során bizonyos fémek esetében oxid-hidrát vagy komplex oxid-hidroxid-hidrát, ill. polisav, vagy polibázis is keletkezhet. A formulában egységesen az OH ligamdumot jelez, ezek a vegyületfajták azonban az (OH)2 hidak helyett O-hidakat vagy hidratációs vizet is tartalmazhatnak, melyet általánosságban Men O x (OH) y (H 2 0) 2 képlettel írhatunk le. Az eljárás megvalósítása a következő lépésekben és módokon történhet, 1. Az ioncserélő gyanta előkészítése, ill. regenerálása. A gyanta szemcsemérete a csapadékot és a gyantát elválasztó szűrőrendszer lyukméretétől függ, és annak méretét meg kell hagy haladja. Ezért célszerű a gyantát nedves állapotban ezen a rendszeren megszitálni. Az anioneserélő gyanta előkészítése, ül. regenerálása megfelelő térfogatú 0,5 n — In NaOH, KOH, esetleg NH4 OH oldattal történik. A regenerálás befejezésének elllenőrzése az előző ciklusban megkötött anionok indikálása alapján lehetséges. Az. ily módon előkészített OH-formájú anioncserélő gyantát desztillált vízzel alkálimentesre mossuk. A kimosás ellenőrzése a PH alapján történik. Amennyiben az előző ciklusban használt gyantán csapadék maradt volna, ezt célszerű a regenerálás előtt gyengén savas oldatban feloldani, és a regenerálást ezután elvégezni. 2. A csapadék leválasztása és kinyerése A csapadék leválasztása, ill. az ioncserés hidrolízis megvalósítása céljából a kérdéses fémsó oldatát érintkezésbe hozzuk a hidroxilformájú ioncserélő gyantával. Ez többféle módon történhet : a) Az 1. pont szerint előkészített OH-formájú anioneserélő gyanta meghatározott térfogatát közvetlenül beleönt jük a kérdéses fémsö oldatába, majd a csapadék leválása után a gyantát (nem fémből készült) megfelelő lyukméretű szitán vagy szűrőn elválasztjuk a csapadékos oldattól, míg a csapadékot annak szemcseméretétől függően G—3-,as vagy G—4-es szűrőn, vagy megfelelő szűrőberendezésen, pl. szürőprésen szűrjük, vagy centrifugáljuk. b) A gyantát műanyag szitával vagy megfelelő szűrővel ellátott kosárban vagy edényben helyezzük el a fémsó oldatában. A csapadék kiejtése céljából a kosarat célszerű mozgatni. Ipari méretekben célszerűnek látszik az ioncserés technológiában használatos RIP (resin in pulp = = gyanta a zagyban) eljárás alkalmazása, mely ellenárambán fölfolyaniatosan is megvalósítható, A csapadék szűrése a szokásos módszerekkel történhet. Az ióncsere, a hidrolízis és a csapadékleválás időben végbemenő folyamat, ezért a szükséges érintkezési időt minden esetben ki kell mérni. Az anionok eltávolítása és a teljes lecsapás megvalósítása céljából célszerű az említett műveleteket friss gyantával megismételni, vagy ellenáramlban végezni. c) Az ioncserés hidrolízis ioncserélő membránok, vagy folyékony anioncserélő gyanta alkalmazásával is megvalósítható. Az utóbbi esetben azonban a szerves ioncserélő anyag a csapadékból nehezen távolítható el. 3. A csapadék mosása, szárítása, ill. izzítása a) A csapadékot szükség esetén vízzel, alkohollal, acetonnal vagy más szerves mosószerrel mossuk. b) A csapadékot szűrt levegő átszivatásával, vagy szárítószekrényben a megfelelő hőmérsékleten szárítjuk. c) Az oxidok előállítása céljából a csapadékot megfelelő hőmérsékleten izzítjuk. A találmánybeli eljárás foganatosítási példái: 1. példa: UOs • 2H2 0 és U0 3 előállítása Az uranilsó oldatok alkáli-lúgos hidrolízisénél különböző alkálitartalmú alikáli-uranátok képződnek, mivel az oldatban jelenlevő alkáliionok a lecsapás során keletkező uránsawal azonnal alkáli-uranátokat alkotnak. Alacsony pH-nál viszont az uranilsó anionjait tartalmazó bázisos sók, ill. anionszennyezést tartalmazó uranátok képződhetnek. Ily módon tehát szennyezésmentes hidroxid, ill. oxiaVhidrát nem állítható elő. Hidroxil-formájú anioncserélő gyanta jelenlétében viszont az uranilsó anionjai az ioncserélő gyantán megkötődnek, és az így kiszorított hidroxilionok biztosítják a lecsapáshoz szükséges hidroxilion koncentrációt. Ezzel a módszerrel az alkálilúg hozzáadását elkerüljük, és ezáltal alkáliuranátok nem képződnek. Az eljárás foganatosítása laboratóriumi körülményekre alkalmazva: 20 inekv (5,02 g) uranilnitrát-hexahidrátot 100 ml desiztillált vízben feloldunk, majd 100 ml — az 1. pont szerint előkészített hidroxil-formájú Varion AT vagy Amberlite IRA—400 anioncserélő gyantát adunk az oldathoz. A csapadék kiválása után a gyantát megfelelő lyukméretű műanyag szűrő segítségével a csapadékos oldattól elválasztjuk, majd a csapadékot G—4-es zsugorított üvegszűrőn vagy finom pórusú szűrőpapíron szűrjük, illetve centrifugáljuk. A leválasztás úgy is megoldható, hogy a gyantát egy szűrőhálóba vagy kosárba helyezzük, és a kérdéses oldatban mozgatva a csapadékot „kiejtjük", majd a csapadékot szűrjük, ill. centrifugáljuk. A csapadékot desztillált vízzel vagy acetonnal mossuk, és 40 C°-on szárítószekrényben szárítjuk. Ily módon U03-2H 2 0 összetételű, a-módosulatú dihidrátot kapunk. Az urán-trioxid fontos kiindulási anyaga a ke-10 15 20 25 30 S5 40 45 50 55 60
