5.3.16.1. Восстановление диоксида тория кальцием

Этот метод наиболее распространен в промышленной практике. Диоксид тория высокой чистоты большей частью получают термическим разложением оксалата тория при 600 - 650 ^оС. В качестве восстановителя химически прочного диоксида тория может быть использован из доступных только кальций:

Th0₂ + 2 Са = Th + 2 СаО (5.38)

Теплоты реакции недостаточно для внепечного процесса. Восстановление проводят в атмосфере чистого аргона. Шихту (смесь Th0₂ с кальциевой стружкой) загружают в стальной тигель, выложенный листовым молибденом или футерованный оксидом кальция. После откачки и заполнения аргоном аппарат нагревают до 1000 - 1100 ^оС и выдерживают при этой температуре некоторое время. После охлаждения реакционную массу выщелачивают водой и разбавленной соляной кислотой для удаления избытка кальция и СаО. Для отделения тонких фракций порошок тория промывают на концентрационном столе. Для удаления оксидных пленок Th0₂ с поверхности частиц порошок промывают 15 %-ной азотной кислотой, затем водой и сушат в вакуумных шкафах.

С целью увеличения размера частиц порошка рекомендуется вводить в шихту хлористый кальций (~40 % от массы Th0₂). Хлористый кальций плавится при температуре восстановления и растворяет часть образующегося оксида кальция. Это снижает тормозящее влияние СаО на рост частиц тория. Для лучшего использования объема тигля целесообразно предварительное брикетирование шихты (Th0₂ + Са + СаС1₂). Для полного восстановления в этом случае достаточно 25 %-ного избытка кальция в шихте против стехиометрического. Извлечение тория в порошок составляет ~90 %. Порошок содержит 99,6 - 99,8 % Th.