Способ разделения хлористого бария и хлористого радия Советский патент 1928 года по МПК B01D9/02 C01F11/32 C01F13/00 

Разделение бария и радия в их хлоридах ведется с помощью дробной кристаллизации, сущность которой заключается в том, что если упариванием довести концентрацию раствора радиеносного хлористого бария до выделения при охлаждении части хлористого бария в твердую фазу, то полученные кристаллы будут богаче радием, нежели исходный раствор. Число, показывающее, во сколько раз эти кристаллы богаче радием, чем исходный материал, носит название коэффициента обогащения.

В. Г. Хлопин предложил вести осаждения хлористого бария помощью соляной кислоты, прибавляемой в раствор хлоридов бария, и показал, что при таком приеме обогащение выделяющихся в твердую фазу кристаллов ВаС1.2 радием происходит в той же степени, что и при упаривании.

Такой способ кристаллизации обладает рядом преимуществ перед способом Кюри-Дебьерна (см. „Радиоактивность Кюри), основанным на упаривании, но, как показала заводская практика, также и рядом недостатков. К последним относятся затраты больщого количества чистой соляной кислоты, трудность работы в насыщенной парами НС1 атмосфере и проч.

В предлагаемом способе разделения хлористого бария и хлористого радия применены для целей кристаллизации растворов хлориды, которые не образуют двойных или комплексных соединений с хлоридом бария.

Явтор нашел, что целый ряд хлоридов выделяет из раствора хлористый барий; к таковым относятся FeCls, RIClg, CaClo, но не и не КС1. Было найдено также, что коэффициент обогащения при этом

не изменяется, и, следовательно, эти растворы хлоридов все могут быть применены для ведения дробной кристаллизации.

Наиболее дешевым и наиболее стойким хлоридом в данном случае является CaCU.

В связи с этим, автором было изучено равновесие системы CaClo-f+ + Н2О.

Основываясь на полученных результатах изучения, процесс кристаллизации ведут так, чтобы осадить каждый раз /д BaClg, имеющегося в растворе, путем прибавления переменных количеств хлористого кальция в крепком растворе.

Предлагаемый способ дешев, так как раствор CaCU регенерируется, и удобен, так как позволяет работать с нейтральными растворами и в любой посуде.

Для пояснения технического осуществления предлагаемого способа, на чертеже изображена схема применяемой аппаратуры. К общеупотребительному устройству, применяемому при кристаллизации по известному уже методу упаривания, присоединены приборы для регенерации, примененной для осаждения радиево-бариевой соли.

На чертеже под номерами 1, 2, 3, 4, 5, б и 7 обозначены котлы, в которых производится дробная кристаллизация, 8-сборник для раствора хлористого кальция, 9 и 10 трубы с кранами у каждого котла, по которым в систему подводится хлористый кальций из сборника 8, 11-контрольный котел системы, 12-упарительный котел, 13-холодильник для упаренного раствора, 14-вакуум-фильтр, 15--сборник для отфильтрованного раствора хлористого кальция из фильтра 14.

По этой схеме операция ведется так: хлориды радия-бария, подлежащие кристаллизации, загружаются в твердом виде в котел 1, растворяются в холодной воде, и к полученному по возможности насыщенному раствору добавляется раствор CaCloi количество его находится расчетом и таково, чтобы

после его прибавления в кристаллической форме выделилось из раствора /з всего количества BaClg, бывшего в растворе. Тогда, если обозначить активность исходных

хлоридов через 1, активность кристаллов будет около 2, а активность оставшегося раствора около /2. Кристаллы отжимаются на фильтре и переносятся в котел 2, а раствор спускается в котел 5. Кристаллы в котле 2 вновь растворяются и вновь из них выделяется прибавлением CaClg /s хлорида по весу. Тогда активность этой фракции будет уже , а активность раствора - 1. Произведя такое же

осаждение в котле 5, имеют активность кристаллов-1, а активность раствора-- /4- Таким образом, из котла 2 имеют раствор с активностью 1, а из котла 5-такие же кристаллы. Следовательно, их опять можно соединить в первом котле, но так как часть хлоридов ушла в другие котлы, то общее количество BaCl2 в первом котле будет меньше, чем при первой загрузке.

Этот недостаток можно пополнить новым количеством хлорида, подлежащего кристаллизации, и вновь повторяют все операции.

В итоге из котла 4 получают головные кристаллы высокой активности, а из котла 7-раствор соответственно слабо активный. Он переводится в контрольный котел, где от него берется проба, активность которой проверяется. Если она оказывается не выше рассчитанной, то раствор переводится в котел 12, где упаривается до определенного градуса, при этом оставшийся от кристаллизации слабо активный хлорид выделяется в твердую фазу. Для полноты выделения хлорида горячий раствор сливается в котел 13, где остужается специальным холодильником и отфильтровывается на фильтре 14. Полученный хлорид может быть выпущен Б качестве побочного продукта, а раствор хлористого кальция через промежуточный сборник 15 вновь возвращается в работу.

По заводским опытам оказалось, что изложенным способом можно очень быстро и точно вести дробную кристаллизацию, при чем состав исходного хлорида не влияет на ход процесса. Так, кристаллизация хлорида, содержавшего НгО, 60/0 CaCla, 150/0 ISaCl и небольшое количество хлоридов железа и свинца и 64°/о BaClo активностью 3 урановых единицы при выходе из системы, давала хлорид с активностью 40-45 урановых единиц, а хвостовой раствор - активностью около 0,23 ур. единицы. Выход радия равнялся 94-95°/о.

Предмет патента.

1. Способ разделения хлористого бария и хлористого радия путем

дробной кристаллизации из растворов, отличаюш,ийся тем, что дробную кристаллизацию осуш,ествляют прибавлением к растворам, получаемым в последовательных фазах означенной кристаллизации, крепких растворов хлористого кальция или других хлористых солей, не дающих с бариевыми или радиевыми солями растворимых в данном растворе соединений.

2. Прием регенерации раствора, которым производилось осаждение радиево-бариевой соли по п. 1, отличаюш,ийся тем, что для выделения соли бария раствор, обедненный на радий прибавкою осадителя, напр., хлористого кальция, упаривают настолько, что при последуюш,ем охлаждении соль бария из него выкристаллизовывается.

и 1/ 1/ iif

/