Реэкстракция урана и плутония

Авторы работ [815, 816] ставили целью разработать экстракционную схему переработки ОЯГ, основанную целиком на использовании ЧАО. Описаны результаты опробования намеченной схемы на модельных растворах. На 1 цикле совместно извлекались уран и плутоний. Затем уран отделялся от плутония промывкой экстракта слабым раствором НЫОз. Плутоний, практически полностью остающийся в экстракте, выделялся из него восстановительной реэкстракцией. Показана также возможность выделения плутония осаждением оксалата непосредственно из органической фазы. Авторы считают возможным применение схемы, основанной на экстракции ЧАО, вместо действующих схем с применением ТБФ без изменения оборудования. При этом предполагается, что вследствие большей радиационной устойчивости и более высокой селективности ЧАО, такая замена позволит перерабатывать ядерное топливо с меньшим временем выдержки и соответственно с большей активностью продуктов деления. Необходимо отметить, что до настоящего времени не опубликовано сведений о радиационной устойчивости нитратов ЧАО. Автор работы [324] предполагает, что она так же высока, как и для аминов, однако это вполне вероятное предположение пока экспериментально не подтверждено. [c.224]

Авторы разработали способ отделения плутония от урана и продуктов деления. После экстракции 0,4 М раствором БФГА из 3 М азотной кислоты плутоний реэкстрагируют серной кислотой при реэкстракции осуществляется очистка от циркония и ниобия. В полученном растворе плутоний определяют радиометрически. Метод можно использовать также для разделения пар плутоний — уран и плутоний — америций. [c.235]

На первой ступени производилось экстрагирование урана и плутония (5 мг плутония на 1 кг урана) смесью 30% ТБФ и 70% керосина. В результате восстановительной реэкстракции гидразином было получено 50 мл водного раствора с концентрацией 2,8-10 М Ри(П1) 3,2- 10 М и(У1) 0,23 М гидразина и 1 М НЫОз. Раствор содержал также некоторое количество Р-активных продуктов деления. После разбавления этого раствора до pH 0,27 он был пропущен через колонку, содержащую 1 г воздушно-сухого катионита в Н+-форме (160—200 меш) со скоростью 1 мл/мин- см . Прошедший через колонку раствор содержал 82% первоначального количества гидразина и 69% урана. После промывания колонки 0,1 М НЫОз через нее пропускали раствор 1,5 М НЫОз. С первыми порциями вымывающего раствора ( 30 мл) удалялись гидразин и уран, а с последующими 100 ил — плутоний и некоторое количество Р-активности (Ни —КЬ ). При дальнейшем промывании смолы раствором 5 М НЫОз десорбировалась большая часть про-дуктов ления. Аналогичные результаты получены при элюировании Ри(1П) [c.354]

Возможен и обратный порядок, т, е. вначале экстрагируются вместе уран и плутоний в шестивалентном состоянии, а затем производится восстановительная реэкстракция плутония. При экстракции плутония всегда возможны некоторые потери из-за радиационного восстановления и механических захватов в виде эмульсий. [c.101]

Реэкстракция путем конкурентного вытеснения может быть очень простым и эффективным методом при условии, если реэкстрагирующий агент можно ввести в экстракционную систему или удалить его перед очередным циклом. Например, реэкстракция сульфата уранила из органических растворов, получаемых при переработке урановых руд, осуществляется растворами хлоридов. Селективность при реэкстракции можно существенно повысить, если использовать разницу между экст-рагируемостью металла различной валентности. Общеизвестным примером может служить восстановительная реэкстракция плутония (1П) после экстракции его в виде (РзМН)гРи (МОз)б. В этом случае обычные восстановители (гидразин, гидроксиламин) не годятся для реэкстракции с одновременным восстановлением плутония (IV) из-за недостаточно высокой скорости протекания реакции восстановления. Восстановители же типа сульфамата железа или нитрата урана (IV) эффективно реэк-страгируют плутоний (IV). [c.139]

Как уже отмечалось, в опытах со смесителями-отстойниками максимальный коэффициент концентрирования при реэкстракции составлял 2,5. Достигался он использованием четырехкратного избытка урана (IV). Сначала полагали, что уран (IV) окисляется воздухом, и испытали схему со смесителями-отстойниками (см. рис. 2) без промывки растворителем и без плутония. 33% добавленного урана (IV) окислялось до урана (VI). [c.84]

Эту схему испытали с пульсирующими колоннами, также без промывки растворителем, но с плутонием. Реэкстракция проходила превосходно, причем водная фаза была сплошной. Через несколько часов после остановки процесса уран (IV) в органической фазе, поддерживаемой перфорированными тарелками, снова окислялся до шестивалентного состояния. [c.84]

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]

По двухцикловой схеме с 1956 г. работает завод в Ханфорде (США). В первом цикле (экстракция — промывка—реэкстракция) уран и плутоний, который предварительно переводят в четырехвалентное состояние корректировкой кислотности и добавлением нитрита натрия экстрагируют из 0,7 М НЫОз 30%-ным ТБФ. При [c.207]

Экстракцию Pu(VI) проводят из раствора 0,5 М по HNO3 и 0,5 М по СНзСООН 5%-ным раствором триизооктиламина в ксилоле. Таким образом отделяют Pu(VI) от Fe(III), Th(IV), Pb(II), Ni(II), o(II), Mn(II), e(IV), r(III), Al(III) и других элементов. Извлечение рутения, циркония и ниобия колеблется от 10 до 50%. Эти элементы удаляют из органической фазы промыванием ее 5 раствором НС1. Затем проводят восстановительную реэкстракцию плутония, при этом уран остается в ксилоловом слое. [c.345]

Успешно применяется реэкстракция осаждением, несмотря на трудности в отделении твердой фазы от двух жидких. Для этой цели исноль-зуют осаждение диураната из органических растворов, содержащих уран (VI) в виде сульфатного комплекса. Одним из способов реэкстракции плутония (IV) из органического раствора, содержащего плутоний в форме нитратного комплекса с алкиламмонием, является осаждение его в виде оксалата плутония (IV). Этот экстракционно-реэкст-ракционный цикл предполагается использовать для окончательной очистки плутония в схеме, разработанной для применения на перерабатывающем заводе Европейского общества атомной энергии в Моле. Реэкстракция производится раствором, содержащим 2 М HNO3 и 0,02 М Н2С2О4, в специальных смесителях-отстойниках [290]. Осадок образуется хорошо и легко обрабатывается. Коэффициенты очистки от Ru и Zr+Nb на стадии реэкстракции равны соответственно Ю и 20, а в сумме достигают 200 и >10 на всех ступенях. Коэффициент очистки от урана более 1500. Во всех описанных случаях осадки находятся в водной фазе, так что разделение жидкость — жидкость и жидкость — твердая фаза проходит без осложнений. [c.139]

Далее в полученную смесь элементов добавляли плавиковую кислоту. Образующиеся при этом фториды актиноидов начиная с плутония и самарий выпадали в осадок, а уран оставался в растворе. В ходе дальнейших химических процедур было установлено, что хлориды самария и фермия в водно-спиртовых растворах восстанавливаются магнием до двухвалентного состояния и фермий сокри-сталлизуется с самарием в кристаллах ЗтСЬ. Это было первое в мире доказательство существования у фермия еще одной валентности — 2+. Разделить самарий и фер--мий для дальнейших исследований помогли процессы эк> стракции и реэкстракции. В конечном счете иа платиновом диске был осажден фермий с очень небольшим количеством примесей. [c.444]

Редокс-процесс . В этом процессе кислый раствор отработанного ядерного горючего окисляют, чтобы перевести плутоний в форму Ри + (которая легче экстрагируется), после чего нитраты уранила и плутонила экстрагируют метилизобутилкетоном или дибутилкарбитолом. Другие продукты распада, перешедшие в экстракт, отмывают водой. Затем экстракт обрабатывают водным раствором, содержащим восстановитель, переводящий плутоний в Рц , и высаливатель (например, нитрат алюминия), препятствующий реэкстракции урана из органической фазы, в то время как плутоний выделяется из нее. Уран извлекают из органического растворителя отдельно. Как уран, так н [c.656]

Торий от урана можно отделить с помощью диэтилового эфн ра, который экстрагирует только уран. 0,25 М раствор ТТА в бен золе при рн = 1 и выше количественно экстрагирует торий, npi этом актиний и редкоземельные элементы практически не экстраги руются. Ионы урана (IV), плутония(IV), нептуния (IV), цирко hhh(IV), гафния(1У) и железа(1П) экстрагируются с торием, № при реэкстракции водным 1 М раствором кислоты остаются в ор ганической фазе. Вместо ТТА можно использовать 1-(3,4-дихлор фенил)-4,4,5,6,6,6-гексафторгександиол-1,3, комплекс которого с тс рием растворим значительно лучше комплекса тория с ТТА. [c.444]

Органическая фаза поступает в среднюю часть реэстракционной колонны. В верхнюю часть колонны вводится 0,01 М раствор НКЮз, противоточно контактирующий с поднимающейся органической фазой. При столь низкой кислотности уран и плутоний переходят в водную фазу. Водный раствор после реэкстракции [c.242]

ЭТОМ происходит очистка урана и плутония от основной массы продуктов деления. Далее уран и плутоний разделяют на стадии промывки раствором состава 0,5 М НЫОз- -0,ЗЛ1, Ре(ЫН250з)2. При этом плутоний, восстановленный сульфатом железа до трехвалентного состояния, переходит в водную фазу. Затем из органической фазы удаляют уран реэкстракцией 0,01—0,025 М раствором НЫОз при 50—55 °С. [c.208]

Плутоний восстанавливается до слабоэкстрагируемого трехвалентного состояния и переходит из органической фазы в водную. Благодаря высаливающему действию азотной кислоты, содержащейся в водном восстановительном растворе, и промывке этого раствора экстрагентом, уран остается в органической фазе. В колонне III органический раствор из колонны II промывается водой для реэкстракции урана. [c.325]

Дибутилс юсфат образует прочные комплексы также с ураном и плутонием, что затрудняет полную реэкстракцию их из органического растворителя. Монобутилфосфат образует с ураном и плутонием осадки, теряющиеся с рафинатом колонны I [10]. Бутанол повышает коэффициенты распределения р-излучающих продуктов деления [11 ]. [c.333]

М раствором реагента в хлороформе из 1—6 н. азотной кислоты при непродолжительном контакте органической и водной фаз. Уран, америций, непту-ний(У) и большая часть продуктов деления в этих условиях (3 н. азотная кислота) практически не экстрагируются. При реэкстракции плутония 3,5 н. серной кислотой осуществляется очистка от циркония и ниобия [1248]. [c.182]

Теноилтрифторацетон пригоден для разделения урана и плутония и очистки их от осколочных радиоактивных элементов. В этом случае из сильно кислых растворов сначала экстрагируются четырехвалентный плутоний и цирконий, а затем ничтожные количества других веществ вымываются из органического слоя азотной кислотой. Плутоний (Рп ) отделяется от циркония восстановлением до Рп и реэкстракцией из органического слоя водным раствором азотной кислоты. Уран после удаления плутония экстрагируется раствором теноилтрифторацв тона в гексане. Недавно описан быстрый количественный метод выделения плутония из смесей с другими элементами, также основанный на экстракции плутония раствором теноилтрифторацетона в ксилоле. Метод может быть контрольным при определении полноты отделения плутония. Этот же экстракционный раствор используется для выделения из кислых растворов нептуния-237 и микроколичеств нептуния-239. Все эти примеры свидетельствуют о важном значении фторированных р-дикетонов в современной радиохимии и атомной промышленности. [c.92]

Органический раствор, содержащий уран и плутоний, направляют на восстановительную реэкстракцию, которую проводят цутехм смешения органического раствора с водным раствором восстановителя. При этом плутоний переводится в трехвалентное состояние и переходит в водный раствор. В качестве восстановителя Гольдшмидт предлагает применять 0,3 н. раствор гидразина с добавкой сульфамата закиси железа (NH2S020)2Fe (0,0025 М) в азотнокислой среде (0,2 н. HNOg). [c.142]

Наилучшие условия для успеппюго восстановления плутония (IV) были рассчитаны на основании кинетических данных. Исходили из того, что требуется восстановить больше 95% Ри (более чем четыре полупериода) за время перемешивания в каждой ступени экстрактора. Результаты (рис. 6) показывают, что чем ниже концентрация урана, тем ниже кислотность необходима для получения высокого Крп в секции реэкстракции плутония например, для [и (IV)]JJ = 0,01 М. кислотность должна быть 0,95 М или ниже. Такие условия, однако, могут легко привести к пониженным Км в урановой промывной секции, так как низкая кислотность снизит коэффициент распределения урана (IV). Следовательно, при данном числе промывных ступеней Кри можно улучшить только за счет снижения Км. Если увеличить число ступеней промывки урана, рабочие условия можно подобрать таким образом, чтобы получить высокий Крм и высокий Км- Иначе говоря, можно рассмотреть две технологические схемы, дающие хорошую очистку или плутония от урана, или урана от плутония. Последняя, вероятно, более предпочтительна, так как некоторое загрязнение плутония ураном можно допустить, особенно если плутоний предназначен для смешанного (РиОз—НО.,) топлива. [c.97]

Реэкстракция плутония с помощью восстановителя также вполне возможна. На практике в качестве восстановителя предпочтительнее использовать уран (IV), так как он не вносит в систему посторонних примесей. Однако, как видно из таблицы, восстановление с помощью урана (IV) происходит только при очень низких концентрациях НЫОз. Даже при умеренной кислотности уран (IV) почти количественно переходит в органическую фазу, а там уран и плутоний, очевидно, не реагируют друг с другом, возможно, из-за высокой устойчивости образующихся гексанитратных комплексов. Однако не совсем ясно, является это термодинамическим эффектом [т. е. сосуществуют ли в органической фазе в термодинамически устойчивом состоянии уран (IV) и плутоний (IV)] или кинетическим эффектом (т. е. происходит ли кинетическое замедление окислительно-восстановительной реакции). Чтобы решить это, необходимо знать окислительно-восстановительные потенциалы двух металлов в органическом растворе. В любом случае их поведение отличается от поведения в растворах ТБФ, где происходит быстрая реакция в органической фазе между ураном (IV) и плутонием (IV). [c.188]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология