氧化镧中放射性物质的检测和去除

摘要

稀土,号称现代工业的"维生素",广泛应用于航空、石油、冶金等领域,稀土产品氧化镧常用于制造精密玻璃、光导纤维、压电陶瓷等领域.我国是稀土生产大国,但稀土常常伴生有铀和钍等放射性核素,多数企业生产的氧化镧放射性高于国际标准(＜1B q/g)几十倍,严重影响出口和工业应用,因此本研究旨在检测分析氧化镧产品高放射性的原因,及探究适合工业级去除放射性物质的萃取工艺条件.rn 本研究使用HPGe-γ探测器探测北方某稀土公司稀土分离生产工艺流程中若干环节的采集样品，分析得出原矿中含有235U、238U、232Th等核素。其中原矿中大多数放射性的核素在稀土分离过程中都被除去，但氧化镧产品中依然有227n1、223Ra等锕铀系的很多放射性核素。若227Ac作为衰变母核，其半衰期21.78a，子体227Th半衰期18.7d，及子体223Ra等短寿命核素，150天227Ac就与所有子体形成长期衰变平衡状态，总放射性达到原来的十几倍。经理论计算和实验验证得出，227Ac就是氧化镧产品中放射性居高不下的源头，所以La/Ac分离是除去氧化镧放射性的关键。rn 镧和锕的化学性质相似，原子半径非常接近，氧化镧产品中锕含量也非常少，这给分离带来了很大的挑战。实验探究表明，盐酸体系中皂化的P5O7对La的萃取最佳酸度pH为1至2，最佳反萃取酸度2M至6M，萃取过程中La3+浓度过大会导致萃取效率下降，浓度过低容易乳化降低萃取效率，不适合工业化。另外，研究发现P5O7对Th和Ra也有很好的萃取效果，并且盐酸无法反萃取Th，对降低放射性起一定的作用。