Purificación de metales.

Una composicion solida que comprende:

- MnO2; y

- un compuesto representado mediante la formula general (1)en la que:

R es un polimero;

cada Y es independientemente un atomo de hidrogeno o representa una carga negativa;

Z es un atomo de hidrogeno o no esta presente;

cada n es independientemente 1, 2, 3, 4, 5 o 6;

en el que el MnO2 esta unido al compuesto con la formula (I) de manera que recubre su superficie.

Purificación de metales La presente invención se refiere a la purificación de metales. En particular, aunque no exclusivamente, se refiere a una composición y a un procedimiento para la separación de especies metálicas polivalentes particulares de una o más impurezas unidas a ellas.

La separación del isótopo Mo-99 de una solución acuosa que contiene una mezcla de productos de fisión nuclear se puede utilizar para ilustrar los antecedentes de la presente invención. El Mo-99 es uno de los isótopos generados como resultado de los procesos de fisión nuclear con uranio. De todos los productos de fisión generados, el Mo-99 tiene un interés particular, puesto que un producto de la posterior desintegración radiactiva del Mo-99 es el 99mTc, que se usa en medicina, por ejemplo, para el diagnóstico de fallo orgánico y también para el tratamiento de tumores.

No obstante, cuando se trata con la separación de una mezcla de productos de fisión que contiene Mo-99, es importante que todas las etapas del proceso se lleven a cabo tan rápida y eficazmente como sea posible puesto que el isótopo Mo-99 se desintegra rápidamente. El Mo-99 se desintegra en 99mTc con una semi-vida de tan solo 66 horas. Además, las características de desintegración física del Mo-99 son tales que solo el 88, 6% de los átomos de Mo-99 que se desintegran forman 99mTc. Esto significa que solo se conserva el 78% de la actividad después de 24 horas; se conserva el 60% después de 48 horas, etc. Por tanto, el rendimiento del Mo-99 obtenido depende de la velocidad del proceso de separación así como de su eficacia, puesto que cuanto más tiempo lleve el proceso, habrá menos Mo-99 que se pueda recuperar. Debido a esto, cualquier mejora en el proceso, aunque sea aparentemente pequeña, que se pueda incorporar fácilmente al proceso de separación existente o que pueda sustituir las etapas del proceso existente es por tanto de gran interés comercial.

El proceso utilizado actualmente para la separación de Mo-99 de otros productos de fisión se describe en el documento US 5.508.010 y por Sameh (Production of Fission Mo-99 from LEU Uranium Silicide Target Materials, Invited Papers on 2000 Symposium on Isotope and Radiation Applications, 18-20 de Mayo de 2000, Institute of Nuclear Energy Research, Taiwán) . Supone la puesta en contacto en disolución acuosa de la mezcla que contiene el Mo-99 y los otros productos de fisión con un lecho relleno de dióxido de manganeso (MnO2) . El Mo-99 (en forma de [99MnO2]2+) es retenido por el lecho de MnO2 mediante un proceso de adsorción, junto con parte de los demás productos de fisión, mientras que el resto de los productos de fisión no deseados, junto con todas las especies aniónicas, se eliminan junto con la solución acuosa.

El MnO2 utilizado en el lecho relleno en el documento US 5.508.010 tiene un tamaño de partículas de 0, 2-0, 5 mm del que, mediante sedimentación en líquido, se han eliminado previamente todas las partículas más finas. Esto se debe a que partículas de un tamaño inferior a 0, 2 mm se dice que se pueden arrastrar de la columna junto con los productos de fisión no deseados, mientras se llevan parte del Mo-99 diana. La pérdida del Mo-99 unido a las partículas pequeñas de MnO2 reduce el rendimiento final del Mo-99.

La mezcla de los productos de fisión que contienen el Mo-99 se añaden al lecho relleno de MnO2 en una solución de ácido nítrico 3 M, o de nitrato sódico 2 M y de ácido nítrico 1 M. Después de que la mezcla se haya añadido completamente, la columna se lava con más ácido nítrico y agua.

El lecho relleno de MnO2 que contiene el Mo-99 adsorbido se disuelve en una solución de ácido sulfúrico 2 M que contiene iones SCN-, SO32-y I-. A continuación la solución resultante se pasa a través de una columna Chelex® 100 (Bio-Rad Laboratories, Hercules, California, EE.UU.) (que es una columna de intercambio iónico formadora de quelatos basada en un copolímero de estireno-divinilbenceno que tiene grupos iminodiacetato) que ha sido preacondicionada con una solución de ácido sulfúrico que contienen los mismos iones. A continuación, la columna cargada se lava secuencialmente con ácido sulfúrico 2 M que contiene rodanida (es decir, tiocianato) e iones sulfito, y a continuación con agua. En estas condiciones, se forma un complejo de molibdeno, [Mo-99 (SCN) 6]3-. Este complejo se une selectivamente a la columna Chelex, retirándolo de la solución de componentes no deseados, y ayudando a retirar la mayoría del resto de impurezas en el Mo-99. La separación final del Mo-99 (es decir, efectuar su retirada de la columna Chelex) se lleva a cabo con una solución de sosa cáustica 1 M calentada a 50°C. Esta 55 etapa de basificación final cambia la carga de la columna Chelex de positiva a negativa, convirtiéndola así en una columna de intercambio catiónico en lugar de intercambio aniónico. De esta forma, los aniones que contienen Mo se eluyen en forma de [MoO4]2-, la forma normal del Mo en soluciones básicas. Se puede emplear un enfoque de separación/purificación similar para otros iones metálicos polivalentes, particularmente para iones metálicos de transición, que presentan la capacidad de formar complejos aniónicos en solución ácida.

Cabe destacar que la columna Chelex no debe entrar en contacto con nitratos, de ahí la necesidad de que el lecho relleno de MnO2, que contiene el Mo-99, se deba lavar de ácido nítrico antes de su disolución en la solución de ácido sulfúrico.

Como se ha mencionado anteriormente, cualquier mejora en el diseño del proceso que produzca una mayor eficacia en términos de velocidad de separación o rendimiento tiene un importante interés comercial.

Por tanto, de acuerdo con la presente invención, se proporciona una composición sólida que comprende:

- MnO2; y -un compuesto representado mediante la fórmula general (1)

en la que:

R es un polímero; cada Y es independientemente un átomo de hidrógeno o no está presente (es decir, tal que Y representa una carga negativa) ; Z es un átomo de hidrógeno o no está presente; cada n es independientemente 1, 2, 3, 4, 5 o 6;

en el que el MnO2 está unido al compuesto con la fórmula (I) de manera que recubre su superficie.

La composición de la invención permite que eluatos ricos en nitratos (del ácido nítrico) procedentes de generadores de Mo-99, u otros procesos de producción de isótopos, se carguen directamente en un recipiente que contiene la composición. El recubrimiento con MnO2 protege eficazmente al compuesto con la fórmula I de los nitratos. De esta forma el Mo-99, u otro metal deseado, se puede adsorber sobre el MnO2 y la solución de nitratos se puede arrastrar mediante lavado. La posterior exposición del compuesto con la fórmula I (como se describe con mayor detalle a continuación) permite la purificación adicional del Mo-99, u otro metal deseado, en el mismo recipiente. La capacidad para llevar a cabo la separación/purificación en "un paso/un recipiente" produce mejoras en la eficacia y/o rendimiento para todos los iones metálicos polivalentes que se pueden someter a separación utilizando el enfoque de MnO2/Chelex, independientemente de si el material de partida que contiene el metal deseado es rico en nitratos o no.

En ciertas realizaciones de la invención, el recubrimiento de los compuestos con la fórmula I con MnO2 es sustancialmente completo. En una realización, al menos el 50% de la superficie de los compuestos con la fórmula I está recubierta con MnO2. En otras realizaciones al menos el 60%; al menos el 75%; o al menos el 90% de la superficie de los compuestos con la fórmula I está recubierta con MnO2.

A pesar de que R puede ser un homopolímero, en una realización, es un copolímero. Ejemplos de polímeros para su utilización en composiciones de la invención incluyen, pero no están limitados a, polímeros hidrófobos que en algunos casos contienen grupos aromáticos (como grupos fenilo) en su estructura. Entre los monómeros incluidos que pueden formar el homopolímero o parte del copolímero R están el estireno, divinilbenceno, y sus derivados. En ciertas realizaciones, R es un copolímero de estireno y divinilbenceno. En una realización, R es un poliestireno reticulado, que se puede formar con la adición de una cantidad (por ejemplo, 0, 5-25%) de un agente de reticulación,

tal como divinilbenceno, a estireno durante la polimerización.

A pesar de que el valor variable de n puede representar independientemente en cada caso cualquier número entero comprendido entre 1 y 6, n puede ser el mismo número entero (1, 2, 3, 4, 5 o 6) en cada caso. En una realización, n es 1 en cada caso.

Los grupos COOY en el compuesto con la fórmula (I) son... [Seguir leyendo]

1. Una composición sólida que comprende:

- MnO2; y -un compuesto representado mediante la fórmula general (1)

en la que:

R es un polímero; cada Y es independientemente un átomo de hidrógeno o representa una carga negativa; Z es un átomo de hidrógeno o no está presente;

cada n es independientemente 1, 2, 3, 4, 5 o 6;

en el que el MnO2 está unido al compuesto con la fórmula (I) de manera que recubre su superficie.

2. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que R es un copolímero, tal como un copolímero de 20 estireno y divinilbenceno, o uno de sus derivados, tal como un poliestireno reticulado.

3. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que n =1.

4. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la composición está en

forma particulada, que comprende opcionalmente partículas de un tamaño comprendido entre 0, 1 mm y 0, 5 mm aproximadamente.

5. Un método de separación de una especie metálica polivalente deseada de una o más impurezas unidas a ella, el

método que comprende: 30

(i) la puesta en contacto de las especies metálicas polivalentes deseadas y las impurezas unidas a ellas con una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y permitir que las especies metálicas polivalentes deseadas se unan a la composición;

(ii) la disolución del MnO2 y de las especies metálicas polivalentes deseadas unidas a él para formar una 35 solución; y

(iii) la puesta en contacto de la solución con un agente de complejación y permitir que la solución entre en contacto con el compuesto de la fórmula I expuesto como resultado de la etapa de disolución (ii) .

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la etapa (iii) incluye la adición de un agente reductor, y/o en el que las especies metálicas polivalentes deseadas se seleccionan entre Mn, Co, Ni, Pt, Mo, y Fe, o en el que las especies metálicas polivalentes deseadas se seleccionan entre Co, Pb y Sn.

7. El método de la reivindicación 5 o 6, en el que la especie metálica polivalente deseada es Mo, tal como Mo-99.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la especie metálica polivalente deseada es un isótopo radiactivo.

9. El método de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que en la etapa (ii) , el MnO2 y las especies metálicas polivalentes deseadas unidas a él se disuelven en ácido sulfúrico. 50

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, en el que el agente de complejación en la etapa (iii) comprende iones de rodanida.

11. El método de la reivindicación 6, en el que el agente reductor en la etapa (iii) se selecciona entre el grupo que 55 consiste en iones yoduro, iones sulfito, cinc metálico, aluminio metálico, y sus combinaciones.

12. El método de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, en el que las partículas sueltas de MnO2 se retiran antes

de la etapa (i) .

13. Uso de una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en la separación de una especie metálica polivalente deseada, de una o más impurezas unidas a ella.