RU2193012C2 - Способ извлечения лантанидов и актинидов из азотно-кислых растворов - Google Patents
Способ извлечения лантанидов и актинидов из азотно-кислых растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193012C2 RU2193012C2 RU2000131234/12A RU2000131234A RU2193012C2 RU 2193012 C2 RU2193012 C2 RU 2193012C2 RU 2000131234/12 A RU2000131234/12 A RU 2000131234/12A RU 2000131234 A RU2000131234 A RU 2000131234A RU 2193012 C2 RU2193012 C2 RU 2193012C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- nitric acid
- actinides
- lanthanides
- acid solutions
- Prior art date
Links
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 title claims abstract description 15
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003701 inert diluent Substances 0.000 claims description 6
- -1 radical phosphine oxide Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims 1
- AUONHKJOIZSQGR-UHFFFAOYSA-N oxophosphane Chemical compound P=O AUONHKJOIZSQGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- RWNKSTSCBHKHTB-UHFFFAOYSA-N Hexachloro-1,3-butadiene Chemical compound ClC(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)Cl RWNKSTSCBHKHTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- LXQXZNRPTYVCNG-UHFFFAOYSA-N americium atom Chemical compound [Am] LXQXZNRPTYVCNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052695 Americium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 5
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium atom Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 4
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- LNBHUCHAFZUEGJ-UHFFFAOYSA-N europium(3+) Chemical compound [Eu+3] LNBHUCHAFZUEGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- MDDUHVRJJAFRAU-YZNNVMRBSA-N tert-butyl-[(1r,3s,5z)-3-[tert-butyl(dimethyl)silyl]oxy-5-(2-diphenylphosphorylethylidene)-4-methylidenecyclohexyl]oxy-dimethylsilane Chemical compound C1[C@@H](O[Si](C)(C)C(C)(C)C)C[C@H](O[Si](C)(C)C(C)(C)C)C(=C)\C1=C/CP(=O)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 MDDUHVRJJAFRAU-YZNNVMRBSA-N 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Использование: процессы переработки азотно-кислых отходов радиохимических производств экстракцией. Задача: повышение эффективности извлечения трехвалентных лантанидов и актинидов из растворов радиохимических производств с концентрацией азотной кислоты более 2 моль/л. Сущность изобретения: извлечение лантанидов и актинидов раствором фосфиноксида разнорадикального (ФОР) в тяжелом инертном разбавителе проводят в присутствии трибутилфосфата (ТБФ) в количестве 10 - 60% от общего объема органической фазы. Общее количество ФОР и ТБФ не должно превышать 80% от общего объема органики. Положительный эффект: увеличение диапазона кислотности, в котором лантаниды и актиниды извлекаются достаточно эффективно, позволит исключить операции разбавления или нейтрализации при подготовке азотно-кислых растворов к экстракции. 3 табл.
Description
Изобретение относится к области выделения радионуклидов и может быть использовано для переработки азотно-кислых отходов радиохимических производств.
Известен способ извлечения лантанидов и актинидов из азотно-кислых сред растворами фосфиноксида разнорадикального (ФОР) в декане /Proceeding of the International Topical Meeting Nuclear Hazardous Waste Management. SPECTRUM'96 (ANS: La Grange Park, IL, 1996), p.2308/. Недостатком этого способа являются недостаточно высокие коэффициенты распределения трехвалентных лантанидов и актинидов в растворах азотной кислоты с концентрацией последней более 2 моль/л. Кроме того, упомянутый экстрагент является легкой фазой по отношению к азотно-кислым отходам радиохимических производств, а значительное количество имеющегося экстракционного оборудования адаптировано для работы с тяжелыми экстрагентами.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ извлечения лантанидов и актинидов из азотно-кислых растворов экстракцией растворами фосфиноксида разнорадикального в тяжелых фторированных или хлорированных инертных разбавителях, например гексахлорбутадиене или метанитробензотрифториде /Вторая российская конф. по радиохимии. Тез. докл. - Димитровград: НИИАР, 1997. - 207 с./, выбранный в качестве прототипа. Недостатком данного способа являются недостаточно высокие коэффициенты распределения трехвалентных лантанидов и актинидов в растворах азотной кислоты с концентрацией последней более 2 моль/л.
Задачей изобретения является повышение эффективности извлечения трехвалентных лантанидов и актинидов из растворов радиохимических производств с концентрацией азотной кислоты более 2 моль/л.
Поставленная задача достигается тем, что извлечение лантанидов и актинидов раствором ФОР в тяжелом инертном разбавителе проводят в присутствии трибутилфосфата (ТБФ) в количестве от 10 до 60% от общего объема органической фазы, причем общее количество ФОР и ТБФ не должно превышать 80% от общего объема органики. При меньшем количестве ТБФ в органической фазе эффект повышения коэффициентов распределения трехвалентных лантанидов и актинидов практически нивелируется, а увеличение его количества может привести к инверсии фаз.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение отличается от известного тем, что в составе органической фазы присутствует дополнительный компонент - трибутилфосфат. Таким образом, заявляемый способ соответствует требованию "новизна".
Из литературы известно, что разбавленный ТБФ слабо экстрагирует трехвалентные лантаниды и актиниды в области кислотности, соответствующей отходам радиохимических производств. Кроме того, известно, что полярные разбавители оказывают негативное воздействие на экстракцию лантанидов и актинидов нейтральными фосфорорганическими экстрагентами. Таким образом, на основании литературных данных можно было предполагать, что ведение ТБФ, являющегося полярным соединением, в экстрагент на основе ФОР понизит экстракционную способность последнего.
В таблице 1 приведены абсолютные (Кd) и относительные (Кd') коэффициенты распределения европия (III) из азотно-кислых растворов, наблюдающиеся при контакте с эктрагентом, содержащим 20% фосфиноксида разнорадикального и различные количества ТБФ в инертном разбавителе гексахлорбутадиене. Величина Кd' здесь и далее равняется отношению Кd/ Кd 0, где Кd 0 - коэффициент распределения элемента в отсутствии ТБФ в зкстрагенте.
В таблице 2 приведены абсолютные (Кd) и относительные (Кd') коэффициенты распределения европия (III) из азотно-кислых растворов, наблюдающиеся при контакте с эктрагентом, содержащим 40% фосфиноксида разнорадикального и различные количества ТБФ в инертном разбавителе метанитробензотрифториде.
В таблице 3 приведены абсолютные (Кd) и относительные (Кd') коэффициенты распределения америция (III) из 3 моль/л раствора азотной кислоты в присутствии различных количеств нитрата натрия - обычного компонента в растворах радиохимических производств, наблюдающиеся при контакте с эктрагентом, содержащим 40% фосфиноксида разнорадикального и различные количества ТБФ в инертном разбавителе гексахлорбутадиене.
Из таблиц 1-3 следует, что извлечение лантанидов и актинидов ФОР в присутствии ТБФ в области низкой кислотности - до 1 моль/л по азотной кислоте, как и ожидалось, ухудшается, хотя это ухудшение не является фатальным, поскольку коэффициенты распределения существенно превышают единицу. В то же время при повышенной кислотности более 2 моль/л, где обычно извлечение лантанидов и актинидов фосфиноксидом разкорадикальным затруднено, в присутствии ТБФ наблюдается очевидный синергетический эффект, позволяющий при организации многоступенчатой экстракции работать в области кислотности до 3 моль/л по азотной кислоте, что в условиях радиохимических производств имеет большое положительное значение.
Обнаруженный синергетический эффект является новым и неожиданным, что позволяет признать заявляемое техническое решение соответствующим требованию "изобретательский уровень".
Возможность осуществления заявляемого технического решения подтверждается следующими примерами.
Пример 1. Водная фаза представляла собой 2 моль/л азотно-кислый раствор, содержащий 20 г/л натрия, 5 г/л алюминия, 5 г/л железа, 1 г/л никеля, 2 г/л смеси лантанидов, 20 мг/л америция, 1 г/л урана, 5 мг/л плутония. Органическая фаза содержала следующие объемные доли компонентов - 30% ФОР, 10% ТБФ, 60% метанитробензотрифторид. Фазы перемешивали в течение 3 мин, а затем разделили центрифугированием. Коэффициент распределения европия составил 7,3, америция - 8,1, урана - более 100, плутония - более 100.
Пример 2. Водная фаза представляла собой 1 моль/л азотно-кислый раствор, содержащий элементы, аналогичные примеру 1. Органическая фаза состояла в объемных долях из 20% ФОР, 60% ТБФ, 20% гексахлорбутадиена. После трех минут контакта и разделения фаз коэффициенты распределения составили для европия -8,5, для америция - 9,7, для урана - более 100, плутония - более 100.
Пример 3. Водная фаза представляла собой 2,5 молъ/л азотно-кислый раствор. Остальные условия в части состава водной и органической фаз соответствовали примеру 2. После трех минут контакта и разделения фаз коэффициенты распределения составили для европия - 1,15, для америция - 1,4, для урана - более 100, плутония - более 100.
Пример 4. Водная фаза представляла собой 3 моль/л азотно-кислый раствор, содержащий элементы, аналогичные примеру 1. Органическая фаза состояла в объемных долях из 40% ФОР, 20% ТБФ, 40% гексахлорбутадиена. После трех минут контакта и разделения фаз коэффициенты распределения составили для европия - 1,25, для америция - 1,7, для урана - более 100, плутония - более 100.
Таким образом, приведенные примеры показывают, что введение от 10 до 60% ТБФ в экстрагент на основе фосфиноксида разнорадикального в инертном хлорированном или фторированном разбавителе при условии, что общая доля фосфорорганических реагентов не будет превышать 80%, позволяет эффективно извлекать лантаниды и актиниды в диапазоне кислотности до 3 моль/л по азотной кислоте.
Claims (1)
- Способ извлечения лантанидов и актинидов из азотно-кислых растворов, включающий их экстракцию растворами фосфиноксида разнорадикального в тяжелых фторированных или хлорированных инертных разбавителях, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии трибутилфосфата в количестве 10-60% от общего объема органической фазы, причем общее количество фосфиноксида разнорадикального и трибутилфосфата не должно превышать 80% от общего объема органики.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000131234/12A RU2193012C2 (ru) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Способ извлечения лантанидов и актинидов из азотно-кислых растворов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000131234/12A RU2193012C2 (ru) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Способ извлечения лантанидов и актинидов из азотно-кислых растворов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2193012C2 true RU2193012C2 (ru) | 2002-11-20 |
| RU2000131234A RU2000131234A (ru) | 2003-01-27 |
Family
ID=20243360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000131234/12A RU2193012C2 (ru) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Способ извлечения лантанидов и актинидов из азотно-кислых растворов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2193012C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2484163C1 (ru) * | 2012-04-03 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ извлечения редкоземельных металлов из водных растворов |
| RU2530081C1 (ru) * | 2013-03-06 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Способ извлечения церия |
| RU2544716C2 (ru) * | 2009-07-27 | 2015-03-20 | Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив | Способ селективного извлечения америция из азотнокислой водной фазы |
| RU2753107C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-08-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Способ очистки азотнокислых растворов от америция |
-
2000
- 2000-12-13 RU RU2000131234/12A patent/RU2193012C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛОГУНОВ М.В. и др. Изучение возможности извлечения лантаноидов и актиноидов из засоленных высокоактивных отходов экстракцией фосфиноксидом разнорадикальным в тяжелых разбавителях. Вторая российская конференция по радиохимии. (г. Димитровград, 27-31 октября 1997г. Тезисы докладов. Димитровград, 1997, с.207. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544716C2 (ru) * | 2009-07-27 | 2015-03-20 | Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив | Способ селективного извлечения америция из азотнокислой водной фазы |
| RU2484163C1 (ru) * | 2012-04-03 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ извлечения редкоземельных металлов из водных растворов |
| RU2530081C1 (ru) * | 2013-03-06 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Способ извлечения церия |
| RU2753107C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-08-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Способ очистки азотнокислых растворов от америция |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Irving et al. | Synergic effects in the solvent extraction of the actinides—I uranium (VI) | |
| Philip Horwitz et al. | The truex process-a process for the extraction of the tkansuranic elements erom nitric AC in wastes utilizing modified purex solvent | |
| DE2210106C2 (de) | Verfahren zur selektiven Extraktion von Metallionen aus wäßrigen Lösungen | |
| EP0079258B1 (fr) | Procédé d'extraction et de séparation de l'uranium, du thorium et des terres rares par traitement de solutions aqueuses de chlorures de ces éléments | |
| FI64792B (fi) | Foerfarande foer behandling av blandningar av oxider av saellsynta jordmetaller och gallium | |
| Mincher et al. | Recent advances in f-element separations based on a new method for the production of pentavalent americium in acidic solution | |
| US3993728A (en) | Bidentate organophosphorus solvent extraction process for actinide recovery and partition | |
| Zhu et al. | Extraction of americium and fission product lanthanides with Cyanex 272 and Cyanex 301 | |
| EP0004226B1 (fr) | Procédé de séparation des éléments du groupe constitué par les lanthanides et l'yttrium | |
| Makowka et al. | Synthesis of polymer inclusion membranes based on cellulose triacetate for recovery of lanthanum (III) from aqueous solutions | |
| RU2193012C2 (ru) | Способ извлечения лантанидов и актинидов из азотно-кислых растворов | |
| WO2006036083A1 (fr) | Extraction de radionucleides au moyen d'extracteurs contenant des ethers couronnes | |
| Hasan et al. | Tri-iso-amyl phosphate (TAP): an alternative extractant to tri-butyl phosphate (TBP) for reactor fuel reprocessing | |
| US5443731A (en) | Process for extracting technetium from alkaline solutions | |
| RU2249266C2 (ru) | Способ экстракционной переработки высокоактивного рафината пурекс-процесса для отработанного ядерного топлива аэс | |
| FR2486299A1 (fr) | Procede de separation des actinides et des lanthanides presents a l'etat trivalent dans une solution aqueuse acide | |
| Nomizu et al. | Complex formation of light and heavy lanthanides with DGA and DOODA, and its application to mutual separation in DGA–DOODA extraction system | |
| US2780518A (en) | Process for recovery of uranium from aqueous solutions | |
| RU2106030C1 (ru) | Способ экстракционного извлечения и разделения тпэ и рзэ из азотнокислых растворов | |
| Blake et al. | Synergistic Uranium Extractants: Combination of Neutral Organophosphorus Compounds with Dialkylphosphoric Acids | |
| DE69207302T2 (de) | Verfahren zur Trennung der Aktiniden von Lanthaniden durch selektive Extraktion der Aktinide in einem Propandiamid-enthaltenden organischen Lösungsmittel | |
| Wisnubroto et al. | Solvent extraction of pentavalent neptunium with n-octyl (phenyl)-N, N-diisobutyl-carbamoylmethylphosphine oxide | |
| RU2047562C1 (ru) | Способ выделения редкоземельных и актинидных элементов из жидких высокоактивных отходов | |
| Singh et al. | Extraction of uranium with 2-ethylhexyl phosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester (PC-88A) | |
| Khan et al. | Extractive separation of zirconium from nitric acid solution with dibutyl sulfoxide in xylene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061214 |