در این پژوهش، یک روش ساده با عنوان میکرواستخراج مایع-مایع پخشی برای استخراج توریم توسعه داده شد. در این روش استخراجی، از استون به عنوان حلال پخش کننده و از کلروبنزن به عنوان حلال استخراج کننده استفاده شده است. استخراج و جداسازی توریم با استفاده از عامل شلاته کننده cyanex272 در محیط اسیدی انجام شد. برخی از پارامترهای مؤثر بر استخراج توریم مانند نوع و حجم حلال های استخراج کننده و پخش کننده، غلظت لیگاند و نوع و غلظت اسید مورد مطالعه و بهینه سازی قرار گرفته است. در شرایط بهینه، گستره خطی خوبی در بازه 5000-1 میکروگرم در لیتر با ضریب همبستگی 997/0r2> دیده شد. حد تشخیص برابر 3/0 میکروگرم بر لیتر به دست آمد. تکرارپذیری برای 5 تکرار در سطح غلظتی 20 میکروگرم بر لیتر به صورت انحراف استاندارد نسبی برابر با %5/6 به دست آمد و راندمان استخراج %78 به دست آمد.

جداسازی توریم، اورانیم، آهن، تیتانیم و لانتانیدها (به نمایندگی لانتانیم، ایتریم و سریم) با استفاده از استخراج حلالی با استخراج کننده سیانکس 272 از محیط های نیتراتی ساختگی مورد بررسی قرار گرفت. این محیط ساختگی حاوی 10-4 مول بر لیتر از هر کدام از عناصر مذکور بود. نتایج نشان داد که درصد استخراج Ti (IV)>U (VI)>Th (IV)>Fe (III)>Y (III)>Ce (III)>La (III) است. جداسازی بهینه توریم از سایر عناصر تحت مطالعه در غلظت 0.5 مول بر لیتر نیتریک اسید حاصل شد. روش تجزیه و تحلیل شیب نشان داد که توریم به شکل کمپلکس Th (OH)2(NO3)A.HA استخراج می شود. هم چنین، با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی، اثر عامل کمپلکس ساز، نوع و غلظت اسید بر فرایند عریان سازی فاز آلی باردار از توریم، اورانیم، لانتانیم، آهن و تیتانیم مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج به دست آمده، شرایط بهینه برای عریان سازی انتخابی فاز آلی از توریم با محلول EDTA+H2SO4 به غلظت 0.5 مول بر لیتر نسبت به اسید و 10-4×2.7 مول بر لیتر نسبت به EDTA به دست آمد. پارامترهای ترمودینامیکی فرایند استخراج توریم محاسبه شدند.

با توجه به عیار پایین توریم و اورانیم در سنگ معدن زریگان، انجام عملیات کانه آرایی در قبل از تخلیص نهایی ضروری است. نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس (XRD) نمونه معرف سنگ معدن زریگان نشان داد که این سنگ معدن حاوی مقادیر زیادی فلدسپات، کوارتز، هماتیت، تیتانومنیتیت و مقداری عناصر نادر خاکی می باشد. پس از خردایش سنگ توسط سنگ شکن فکی، خروجی آن برای رسیدن به درجه آزادی مطلوب به وسیله آسیای گلوله ای، تا ابعاد 85 میکرون آسیا شد. سپس با انجام جدایش ثقلی بر روی آن با استفاده از میز لرزان، حدود 95 درصد سیلیس آن خارج شد. به دنبال آن، بخش سنگین میز تحت جداسازی مغناطیسی شدت- بالا قرار گرفته و کنسانتره مغناطیسی آن به وسیله جداکننده مغناطیسی شدت- پایین جداسازی گردید. در ادامه، خروجی جداکننده مغناطیسی شدت- پایین تحت جداسازی الکتریکی قرار گرفت. عیار توریم و اورانیم در کنسانتره نهایی بخش غیرمغناطیسی شدت- بالا، به ترتیب، به 4000 و 5000 گرم در تن افزایش یافت. این در حالی است که تنها 15 درصد وزنی خوراک اولیه به این بخش انتقال یافت. این، به کاهش قابل ملاحظه مصرف اسید و افزایش راندمان عملیات فروشویی منجر خواهد شد. نهایتا، مدار کانه آرایی به صورت سنگ شکن فکی/ آسیای گلوله ای/ میز لرزان/ جداکننده مغناطیسی شدت- بالا/جداکننده مغناطیسی شدت- پایین/ و جداکننده الکتریکی پیشنهاد شد.

در این تحقیق بهینه سازی پارامترهای فرایندهای استخراج حلالی و تهی سازی (استریپینگ) در جداسازی توریم از محلول فروشویی شده کانسنگ معدن چاه گز با استفاده از استخراج کننده D2EHPA مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای مؤثر در فرایند استخراج حلالی با هدف افزایش استخراج توریم و کاهش استخراج آهن با استفاده از روش طراحی آزمایش، بررسی شدند. بر اساس نتایج بهینه سازی فرایند استخراج حلالی، استخراج توریم 99/47% و استخراج آهن 9/60% با شرایط بهینه: pH محلول لیچ لیکور برابر با 0/6، مدت زمان اختلاط برابر با 2 دقیقه، نسبت فاز آلی به آبی: 1 به 2 و درصد حلال 16 به دست آمد. با بهینه سازی فرایند تهی سازی میزان بازیابی توریم و آهن به ترتیب 89/75­% و 0/6­% در مدت زمان 3:34 دقیقه با نسبت فاز آلی به آبی: 2 به 1 و با غلظت 3/9 مولار سولفوریک اسید حاصل شد.

استخراج حلالی مایع- مایع یکی از متداول ترین روش ها برای خالص سازی توریم از محلول های آبی چندجزیی است. در این مطالعه توانایی استخراج کننده های آلی مختلف شامل تری بوتیل فسفات، دی (2-اتیل هگزیل) فسفریک اسید و دی (4،2،2- تری متیل پنتیل) فسفینیک اسید برای جداسازی توریم از یک محلول آبی چندجزیی حاوی عناصر اورانیم، وانادیم و آهن در یک محیط نیتراتی بررسی شد. نتایج تجربی نشان داد که ترتیب استخراج عناصر برای دو استخراج کننده تری بوتیل فسفات و دی 2-اتیل هگزیل فسفریک اسید به صورت اورانیم>توریم>آهن>وانادیم و برای استخراج کننده سیانکس 272 به صورت توریم>اورانیم>وانادیم>آهن می باشد. همچنین ضریب جداسازی توریم نسبت به اورانیم، وانادیم و آهن توسط سیانکس 272 به ترتیب برابر 4/63، 4/384 و 6/615 به دست آمد. بررسی عوامل مختلف بر فرایند استخراج حلالی نشان داد که در شرایط زمان تماس 15 دقیقه، pH فاز آبی برابر 5/0، نسبت فاز آبی به آلی برابر 1 و غلظت استخراج کننده سیانکس 272 برابر 1/0 مولار بیشترین درصد استخراج توریم به دست می آید و درصد استخراج توریم، اورانیم، وانادیم و آهن به ترتیب برابر 6/98، 8/37، 6/10 و 1/11 درصد می باشد. همچنین اسیدهای معدنی مختلف شامل محلول های نیتریک اسید، سولفوریک اسید و کلریدریک اسید برای فرایند تهی سازی عناصر از فاز آلی باردار مطالعه شد. نتایج فرایند تهی سازی نشان داد که با استفاده از محلول سولفوریک اسید 4 مولار می توان به درصد بازیابی توریم بالاتر از 91 درصد از فاز آلی باردار رسید.

این مقاله به مطالعه و بررسی یک روش نوآورانه برای فرآوری کانی های مقاوم ماسه های ساحلی دریای عمان از طریق فروشویی قلیایی در اتوکلاو آسیای گلوله ای، که در آن خردایش و فروشویی کانی ها به طور هم زمان انجام می شود، می پردازد. این مطالعه با جداسازی انتخابی توریم و اورانیم از طریق فروشویی اتوکلاوی کیک هیدرو کسید حاصل، با محلول های آمونیم کربنات- بی کربنات ادامه می یابد. این روش بر مبنای این حقیقت استوار است که توریم و اورانیم با آمونیم کربنات کمپلکس های کربنات محلول تشکیل می دهند، در حالی که لانتانیدها، کربنات های مضاعف کم محلول پدید می آورند. فروشویی کامل (98.0%) کنسانتره کانی های سنگین و مقاوم حاصل از فرآوری فیزیکی ماسه های ساحلی دریای عمان در 150 و 175oC، ظرف مدت، به ترتیب، 2.5 و 2 ساعت حاصل شد که طی آن کیک هیدروکسید عناصر اورانیم، توریم و خاکی های نادر تولید گردید. عملیات فروشویی در اتو کلاو آسیای گلوله ای در نتیجه عمل خردایشی گلوله های فولادی، برداشت مداوم لایه هیدروکسید از سطوح ذرات تحت واکنش، و تماس مداوم سطح کانی با محلول قلیایی تسریع و تشدید گردید. مطالعه فروشویی کربناته انتخابی تحت فشار کیک هیدروکسید با محلول های کربنات – بی کربنات در اتو کلاو نشان داد که بازیابی کامل توریم (97.5%) همراه با ابزیابی اورانیم (90.8%) و جداسازی آن ها از لانتانیدها در دمای 70 تا 80oC و در مدت 1 تا 2 ساعت به انجام رسید. میزان استخراج لانتانیدها به درون محلول کربنات ناچیز بوده و به طور متوسط از 4.6% فراتر نرفت.

با توجه به محدود بودن ذخایر اورانیم، فراوانی توریم نسبت به آن، عدم کاربرد در تکثیر سلاح های هسته ای و دیگر مزایای سوخت های توریمی نسبت به اورانیمی، توسعه چرخه سوخت توریم در کشورهای مختلف از جمله ایران مورد توجه می باشد. در این تحقیق فرایند جداسازی و بازیابی توریم از یک محلول فروشویی اسیدی واقعی با غلظت mg/L 500 توریم در مقیاس آزمایشگاهی به منظور تولید رسوب اکسید توریم مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای فرایندی مؤثر بر استخراج، تهی سازی و ترسیب شیمیایی توریم شامل نوع استخراج کننده (اسیدی، بازی و خنثی)، غلظت استخراج کننده (M 1-05/0)، اسیدیته فاز آبی (92/6-032/0)، زمان تعادل (min 60-5)، نوع و غلظت تهی ساز (M 7-1) و عامل رسوب دهنده به روش تک متغیره در هر بخش مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. با توجه به نتایج تجربی استخراج کننده دی(2-اتیل هگزیل) فسفریک اسید با غلظت M 1، اسیدیته فاز آبی برابر با 1/0، زمان تماس min 60، سولفوریک اسید با غلظت M 5 به عنوان تهی ساز و آمونیاک 25 % به عنوان عامل رسوب دهنده در این تحقیق انتخاب شد. بازیابی توریم از محلول فروشویی اسیدی واقعی در شرایط فرایندی به دست آمده منجر به تولید رسوب اکسید توریم با خلوص 66 % گردید.