Амины экстрагенты урана

Хор-ощ о известные методы очистки урана экстракцией органическим растворителем из нитратных растворов це Применяются к рудным щелокам с малой концентрацией урана и содержащим анионы, которые мещают экстракции вследствие образования комплексов с ураном. Однако были найдены довольно недорогие комплексующие агенты, которые могут экстрагировать уран из рудных щело ков. В процессах переработки урановой руды применяют два основных типа экстрагентов кислотные алкилпроизводные фосфорной и пиро-фосфорной кислот и алифатические амины с высоким молекулярным весом. Они используются в виде раство- ров в сравнительно инертных углеводо родах, обычно в очищенном керосине. [c.182]

В работе [7] делается первая попытка применить экстракцию для выделения урана из солянокислых реэкстрактов. В лабораторных условиях было доказано, что уран можно экстрагировать из концентрированных растворов НС1 >9 N) ТБФ и аминами. Для извлечения урана из ионообменных фильтров рекомендуется применять кислые алкилфосфорные экстрагенты. [c.210]

Производительность экстрактора по сернокислому раствору уранила составляет 110—115 м ч, а расход раствора амина в керосине равен 18 м /ч. Таким образом, отношение расходов раствора уранила и экстрагента равно 6,25. При оптимальных условиях работы установки остаточное содержание ОзОз в рафинате не превышает 1 мГ/ л. По данным фирмы, время контакта в аппарате составляет 15 сек. [c.195]

Такие закономерности наблюдаются, например, при экстракции сульфата уранила раствором сульфата амина в керосине, в котором молекулы экстрагента сильно ассоциированы. [c.27]

Как отмечено выше, коэффициенты распределения и (VI) при экстракции аминами невелики, что позволяет обычно отделять другие экстрагируемые элементы от урана, оставляя его в водном растворе. Внимание исследователей привлекает также извлечение и (VI) четвертичными аммониевыми основаниями. В соответствии с ростом числа углеводородных цепочек у атома азота нитраты ЧАО отличаются значительно большей способностью извлекать уран, чем амины, и в этом отношении сравнимы с широко описанным экстрагентом для урана ТБФ. Применение ЧАО позволяет легко извлекать уран вместе с плутонием и в случае необходимости разделять эти элементы восстановительной реэкстракцией плутония, как это делается при экстракции этих элементов ТБФ [401]. [c.125]

Отмечается также [208], что применение экстракции аминами для извлечения плутония из растворов облученного естественного урана, несмотря на вероятные преимущества такой схемы, по-видимому, мало перспективно, так как для переработки таких растворов давно применяются схемы, основанные на совместном извлечении урана и плутония трибутилфосфатом, и накоплен большой производственный опыт. Более перспективной схема извлечения плутония аминами в начале процесса может оказаться для переработки облученных твэлов ядерных реакторов на быстрых нейтронах, в состав которых входит значительное количество плутония [784]. При переработке твэлов этого типа потребуется (для обеспечения экономичности топливного цикла) быстрое возвращение плутония в цикл, из чего вытекает необходимость перерабатывать топливо с малым временем выдержки, имеющее очень высокую р- и у-активность. Предполагается, что радиационно устойчивые амины будут подходящими экстрагентами для быстрого извлечения и очистки плутония при переработке твэлов реакторов на быстрых нейтронах. Ожидается (784], что в этом случае плутоний можно быстро (без длительной выдержки топлива) извлечь из облученных твэлов и повторно использовать. Рафинат, содержащий все продукты деления и уран, может храниться неопределенное время или выдерживаться до снижения активности в нужных пределах, после чего из него может регенерироваться уран по известным схемам с применением ТБФ [208]. [c.215]

Большинство третичных алифатических аминов с нормальной цепью и высоким молекулярным весом являются удовлетворительными экстрагентами урана. Они дают высокий коэффициент распределения, слабо растворяются в воде и не препятствуют разделению фаз. Третичные амины с низким молекулярным весом также способны образовывать комплексы с ураном, но их нельзя применять из-за высокой растворимости в водных растворах. [c.175]

Реэкстракция и десорбция осуществляются сернокислыми или солянокислыми растворами, после чего следует восстановление урана. При азотнокислой реэкстракции или десорбции перед восстановлением нитрат-ион удаляется на операции осаждения. Восстановленный уран экстрагируют на второй стадии теми же экстрагентами — аминами и амил-фосфатами разница лишь в том, что в соответствии с более высокой концентрацией урана в водном растворе используют более концентрированные растворы экстрагентов. [c.286]

Из большого класса азотсодержаш,их органических соединений большой интерес исследователей вызвал класс простых аминов. Этот интерес объясняется, в частности, тем, что некоторые вторичные и большинство третичных длиннодепочных аминов являются селективными экстрагентами урана из сернокислых растворов. Подробное описание свойств различных аминов дано в работе [П, в которой отмечается высокая селективность третичных длинноцепочных аминов по отношению к урану. Данные по изучению экстракционных свойств различных алкиламинов приведены в работе [2]. [c.190]

Реэкстракция как четырех-, так и шестивалентного урана не вызывает затруднений, за исключением опытов с ТОФО. Как легко заметить на рис. 2 и 5, уран (VI) и (IV) можно реэкстрагировать водой, поскольку коэффициенты экстракции НАФС и аминами при низких концентрациях НС1 незначительны. За одну стадию уран реэкстрагируется из органической фазы равным объемом воды на 9-5—99 . Успешно идет реэкстракция урана из всех экстрагентов растворами, содержащими комплексующие ионы, например (NH4)2 Og или Nag Og. Из ТОФО уран удается выделить карбонатными растворами при нагревании. В результате реэкстракции ТОФО горячей водой получаются разбавленные растворы урана. Уран можно вывести из органической фазы в виде осадков, например диураната или тетрафторида, при обработке соответствующих органических растворов щелочами или плавиковой кислотой. [c.216]

В заключение следует отметить аналогию механизмов экстракции урана рассмотренными экстрагентами из солянокислых растворов и экстракции из азотнокислых растворов. В обоих случаях при зкстракции НАФС образуются сольватные комплексы аналогичного состава. Лишь при экстракции урана аминами из соляной кислоты уранил-ион переходит в органическую фазу в виде тетрахлоридного, а из азотнокислых — в виде тринитратного комплекса, что обусловлено большей устойчивостью соответствующих комплексов. Экстракционная способность НАФС к уранилхлориду также растет с увеличением числа связей С—Р или соответственно с полярностью фосфорильной группы = Р—>0. [c.218]

Центробежные экстракторы до последнего времени в химической технологии ядерных материалов не получили заметного распространения. Лишь в 1956 г. появилось сообщение [82] о том, что экстрактор-сепаратор Лувеста применяется для экстракции солей урана и тория при обогащении расщепляющихся веществ для атомных реакторов, а в 1957 г. — сообщение, [111], что в США впервые применены горизонтальные центробежные экстракторы на урановом заводе. На этом заводе в результате выщелачивания урановой руды серной кислотой с добавкой МпОг в качестве окислителя получается раствор сульфата уранила, содержащий 0,8 Г 1л U3O8 [70], [77], [78]. Извлечение урана из сульфатного раствора производится путем жидкостной экстракции. Процесс осуществляется на центрюбежиых экстракторах Подбильняк . В качестве экстрагента применяется 5—10%-ный раствор амина в керосине. Амины, как известно, обладают высокими экстракционными свойствами и могут применяться без высаливателей. В химической технологии ядерных материалов экстракция аминами проводится в основном из сернокислых водных растворов. Экстракционная способность амина по отношению к урану при выделении его из сернокислых растворов, содержащих различные металлы, зависит от нескольких факторов, в число которых входят класс и структура используемого амина, тип разбавителя, pH и состав водного раствора. Из них 194 [c.194]

J, 2 — экстрактор и реэкстрактор 3 — скруббер 4 — десорбер 5 — абсорбер I — сульфат уранила II экстрагент (раствор амина в керосине) III — рафинат первой стадии IV — экстракт первой стадии V — экстрагент на регенерацию VI — экстракт второй стадии (уранил нитрат) VII — азотная кислота VIII — вода IX — аммиак X — углекислый газ. [c.195]

Влияние концентрации сульфата амина как экстрагента на коэффициент распределения урана теоретически еще не объяснено. К счастью, однако, влияние это хорошо изучено, и для эмпирического использования оно может быть описано достаточно удовлетворительно. Изотерма экстракции показывает, что уран вступает во взаимодействие с ограниченным числом молекул амина и что это число колеблется от 4 до 6. Среднее число близко к 6 для вторичных аминов с прямой или умеренно разветвленной цепью и колеблется между 4 и 5 для симметричных четвертичных и сильно разветвленных вторичных аминов [14, 18]. Точное измерение переноса водородного иона при экстракции урана смесью (известного состава) сульфата и бисульфата амина приводит к среднему числу 4,7 для случая три-н-окгил-амина [1] и к 6,0 — для ди-я-дециламина [24]. Коэффициент распределения урана изменяется приблизительно пропорционально первой степени концентрации экстрагента, если концентрация урана достаточно мала, чтобы можно было пренебречь долей экстрагента, связанного в комплекс с ураном, а также и при более высокой концентрации, если концентрацию свободного экстрагента рассчитывают на основе экспериментально полученных данных о числе связанных молей амина на моль урана. Эта зависимость выражается эмпирическим уравнением [c.195]

Уран (VI) находится в фазе нитрата ТКМА в форме аниона[(и02(М0з)з [1, 21]. Тот же самый анион суш,ествует в растворах нитратов третичных аминов [21—28], где, однако, он всегда ассоциирован с нитратом амина или путем сольватации [21], или путем ассоциации уранилнитрата с полимерными формами нитрата амина [29]. В случае четвертичных аммониевых соединений ассоциация с избытком экстрагента определенно исключена при высоких насыщениях органической фазы, где отношение уран нитрат тетраалкиламмония достигает 1 (хотя существует ассоциация самих соединений урана, которые, очевидно, образуют недиссоциированные ионные пары при очень низких концентрациях и более высокие ионные агрегаты при несколько повышенных концентрациях) [1], а также, возможно, исключена при низких насыщениях, если присутствует НМОз (или другие формы, соединяющиеся с нитратом тетраалкиламмония). Однако если анион [и02(М0з)з] находится в растворе нитрата тетраалкиламмония в отсутствие компонентов, соединяющихся с последним, происходит изменение спектра, которое можно объяснить частичным образованием аниона [иОг (МОд) ]- [30]. [c.192]

Схема основана на исключительно высокой способности первичных аминов экстрагировать четырехвалентные актиноиды из сульфатных растворов. Основная задача схемы — извлечение ценных элементов, их концентрирование и перевод в форму, пригодную для возвращения в основную схему переработки топлива в виде нитратных растворов. К исходному раствору добавлялся Сг(П), восстанавливавший весь уран до U(IV). Экстрагентом служил 0,2 М раствор длинноцепочечного первичного алкиламина в смеси углеводорода со спиртом. Экстракция проводилась на четырех — шести ступенях при Уводн V opr=2,5 1. При этом на двух ступенях извлекался весь уран. На третью ступень вводился раствор 1М Ре2(504)з (1 объем на 40 объемов исходного раствора) для окисления оставшегося в водном растворе Pu(III) до Pu(IV) и на последующих двух —четырех ступенях извлекался практически весь плутоний. Авторы отмечают, что в связи с очень высокими коэффициентами распределения U(IV) и Pu(IV) в этой системе, вероятно, полное извлечение могло бы быть достигнуто и на меньшем числе ступеней. Экстракт поступает на реэкстракцию, которая проводится на четырех ступенях при Уорг К водн= [c.222]

В работе [324] опубликованы предварительные результаты разработки технологии регенерации урана и плутония из не содержащих легирующих компонентов облученных твэлов, основанной на экстракции ЧАО. При растворении материала этих твэлов в НЫОз получаются растворы, не содержащие высаливателя, который способствует извлечению урана аминами, как описано выше. Вместе с тем, если используется смесь плутония с обогащенным ураном, необходимо извлекать и регенерировать не только плутоний, но и уран. Попытка подобрать для этой цели новые экстрагенты вместо широко изученного ТБФ обусловлена небходи-мостью быстро возвращать ценные компоненты в топливный цикл, что связано с сокращением времени выдержки облученного материала, несмотря на его высокую р- и у-активность. Ввиду того что амины слабо извлекают уран из азотнокислых растворов без высаливателя, предложено [324] использовать для этой цели растворы нитратов ЧАО в ароматических разбавителях. Нитраты [c.223]

Исходный раствор содержал 6 г/л Th, 0,005 М H2SO4 и небольшую концентрацию урана. Показано, что из этого раствора на пяти ступенях противотока при Уорг 1 водн= I 1 достигается практически полное (>99,9°/о) извлечение урана и тория при экстракции 0,25 М МДДА. Третичный амин рассматривается как наиболее подходящий экстрагент для совместного извлечения урана и тория, так как вторичные и первичные амины лучше извлекают торий. Однако это, вероятно, относится к случаям, когда уран находится в шестивалентном состоянии, так как экстракция и(IV), как отмечалось в гл. 5, мало отличается от экстракции тория (см. табл. 5.25). [c.225]

В результате сравнения двух основных типов экстрагентов—диалкилфосфатов и аминов—можно сделать следующие выводы. Степень извлечения урана экстрагентами обоих типов очень высока и достигает 99% от содержания его в исходном растворе. Концентраты, получаемые при экстракции различными растворителями, близки по качеству, однако содержание идОд в концентратах при экстракции аминами несколько выше, чем при экстракции диалкилфосфатами. При экстракции диалкилфосфатами в большинстве случаев необходимо предварительное восстановление содержащегося в растворе Ре + до Ре +, при экстракции аминами восстановления не требуется. Уран легче извлекается из органической фазы в случае экстракции аминами, что можно объяснить различием механизма экстракции урана этими типами растворителей. Потери аминов в процессе экстракции меньше вследствие меньшей способности этих соединений к разложению. Амины в несколько раз дороже диалкилфосфатов. [c.228]

В технологии урана жидкостная экстракция была впервые применена для очистки металла от примесей редкоземельных элементов. При этом в качестве экстрагента использовался диэтиловый эфир. В дальнейшед[ экстракционные процессы стали использовать в аффинаже ураиа (переработка растворов нитрата уранила с применением гексона, трибутилфосфата), а также.для иопутного извлечения урана из технической фосфорной кислоты (экстрагент — диалкилпирофосфорная кислота). В последние годы найдены экстрагенты и разработаны процессы выделения урана пз сернокислых растворов, получаемых при выщелачивании руд (экстрагенты — алкилфосфорные кислоты и органические амины). [c.160]

Во всех перечисленных случаях технология экстракционного передела сопряжена с целым рядом других операций (осаждение, ионообменная сорбция и т. д.). В последнее время разрабатываются схемы комплексной экстракциопно переработки урановых руд, где реэкстракт первой стадии экстракции служит исходным раствором для второй стадии экстракции. Для получения тетрафторида урана на второй стадии экстракции уран извлекают в четырехвалентном состоянии, а затем реэкстрагируют растворами плавиковой кислоты. Для повышения степени очистки урана от примесей на разных стадиях экстракции применяют различные экстрагенты, например катионообменные экстрагенты (алкилортофосфаты, алкилпирофосфаты) на первой стадии и анионообменные экстрагенты (амины и т. д.) на второй. Это дает возможность получать тетрафторид урана или его окислы ядерной степени чистоты. [c.163]

Важнейпгей характеристикой экстрагента является его емкость по урану. Для разбавленных растворов (тина рудных щелоков) емкость составляет в больишнстве случаев 1 моль урана на 4—6 молей амина (табл. 7.10). [c.178]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология