Экстракция разделение продуктов деления

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]

Помимо редокс- процесса для переработки облученного горючего был разработан пурекс-процесс. В этом процессе для отделения урана и плутония друг от друга и от продуктов деления также применяется экстракция. В качестве экстрагента используется раствор ТБФ в инертном углеводородном разбавителе, а вместо А1(МОз)з высаливающим агентом является НМО.з, создающая высокую концентрацию нитрат-ионов. Окислительно-восстановительные реакции плутония, описываемые уравнениями (4) — (9), характерные для редо кс-процесса, находят применение и в пурекс-процессе. Но в пурекс-процессе лучше экстрагируется плутоний (IV), а не плутоний (VI). В условиях пурекс-процесса ТБФ также почти не экстрагирует плутоний (III). Это явление положено в основу разделения урана и плутония после первого экстракционного цикла. Проведением экстракции при 40—50° С достигаются повышенные скорости окислительно-восстановительных реакций, а следовательно, и лучшее разделение при экстракции. [c.240]

Редкоземельные элементы отделяют от других продуктов деления осаждением и экстракцией. От технеция и цезия отделение проводится осаждением гидроокисей, от бария и стронция — осаждением гидроокисей аммиаком, не содержащим СОз , от рутения, ниобия и циркония — осаждением оксалатов редкоземельных элементов. Ряд других элементов отделяется от лантаноидов осаждением сульфидов. Экстракционное разделение проводится 1,5М раствором ди-(2-этилгексил)-фосфорной кислоты в толуоле из 0,01 н. НС1 и последующей реэкстракцией редкоземельных элементов 8М НС1. [c.285]

Для разделения урана, плутония и продуктов деления применяют экстракцию трибутилфосфатом (ТБФ), метилизобутилкетоном, гексоном или аминами. [c.461]

Экстракция из растворов НВг метилизобутилкетоном использовалась для отделения теллура от продуктов деления [1579], трибутилфосфатом — для разделения теллура и селена [1412], для отделения следов тел.лура с последующим спектрофотометрическим его определением в виде золя [1592]. [c.270]

Из приведенной схемы видно, что после разгрузки реактора исходный материал будет содержать ТЬ, Ра зз и продукты деления. Время выдержки, необходимое для полного распада протактиния, является очень длительным, вследствие чего переработка ведется обычно после уменьшения уровня общей радиоактивности, но в присутствии протактиния. Отделение малых количеств урана от больших количеств тория посредством переведения урана в осадок в форме того или иного соединения представляет большие трудности. Обычно разделение ТЬ, и, Ра и продуктов деления осуществляется методом экстракции. Последовательность операций при этом должна быть следующей [c.628]

В табл. 16.1 приведены коэффициенты распределения урана, плутония и продуктов деления в гексоне и ТБФ. Эта таблица показывает широкие возможности разделения смесей урана, плутония и продуктов деления экстракцией с использованием окислительно-восстановительных реакций. Одним из экстрагентов, наиболее от- [c.462]

Плутоний в крупномасштабном производстве отделяется от продуктов деления и от урана экстракцией из водных растворов. Экстракционны.м способом осуществляется тa кжe отделение ураиа от тория и от продуктов деления. Предложены и другие методы разделения, в том числе ионообменный метод, осаждение, методы возгонки, экстракция из неводных сред и селек- [c.225]

Роль окислительно-восстановительных реакций и, Ыр и Ри в технологии переработки ядерного горючего огромна. Современные промышленные методы извлечения Ри и Мр и регенерации и, методы их разделения и очистки от радиоактивных продуктов деления основаны на различии окислительно-восстановительных свойств этих элементов. Например, для очистки плутония от продуктов деления при экстракции трибутилфосфатом ((пурекс-процесс) плутоний необходимо стабилизировать в четырехвалентном состоянии с другой стороны, для отделения от урана плутоний должен быть переведен в неэкстрагируемую трехвалентную форму, в то время как уран должен оставаться в шестивалентном состоянии. При этом необходимо учитывать термодинамическую неустойчивость Ри (IV) в слабокислых растворах, особенно при повышенной температуре, возможные побочные процессы, связанные с окислительным действием среды (НМОз), влияние ионизирующего излучения и т. д. От правильного выбора восстановителя или окислителя и от условий проведения реакции зависит успешность той или другой технологической операции. [c.5]

Экстракцию трибутилфосфатом можно применять и для разделения тория, урана-233, и продуктов деления при переработке облученных материалов ториевого реактора-размножителя. Следует иметь в виду, что использование керосина в качестве разбавителя ТБФ приводит к появлению при экстракции третьей фазы, представляющей собой почти чистый сольват нитрата тория с ТБФ. Разделение и очистку урана и тория можно проводить двумя путями либо проэкстрагировать сначала уран, а затем торий с дальнейшей их очисткой, либо извлечь совместно уран и торий, разделив их затем на стадии промывки. [c.209]

Схема, разработанная в Англии, показана на рис. 1У.З [55]. Для совместного извлечения на первой стадии урана и тория применяют 40%-ный ТБФ, но экстракцию проводят из раствора нитрата алюминия при недостатке кислоты. Благодаря этому удается уже в первом цикле экстракции отделить основную массу продуктов деления. Разделение урана-233 и тория проводится на стадии реэкстракции 0,01 М раствором НЫОз, причем первым реэкстрагируется торий. Во всех схемах с использованием ТБФ предусматривают очистку экстрагента от продуктов радиолиза. [c.209]

Экстракционные методы могут применяться для разделения близких по свойствам изотопов. Например, различие в оптимальных условиях экстракции циркония и ниобия позволяет использовать экстракционные методы для решения радиохимической задачи разделения долгоживущих продуктов деления урана и плутония и Для экстракционного разделения Zr и можно применять экстрагенты различных классов. [c.241]

В предыдущих главах было показано, что экстракция растворителями является наиболее рациональным промышленным методом очистки урана, отделения циркония от гафния [12—15] и тория от редких земель. В последующих главах будет тюка-зано, что экстракция — наиболее широко применяемый метод разделения плутония, урана, тория и продуктов деления, [c.207]

Очистка от продуктов деления. При экстракции гексоном регулировка кислотности является лучшим средством получения эффективной очистки от продуктов деления. На рис. 8. 4 схематически изображено влияние концентраций азотной кислоты и нитрата алюминия на суммарный коэффициент распределения Т-активных продуктов деления [11 ]. Применением растворов с дефицитом кислоты можно понизить на порядок величины коэффициент распределения Т-активпости. Так как кислотность оказывает заметно меньшее влияние на коэффициент распределения урана (см. рис. 8. 4), то фактор разделения урана и продуктов деления, равный отношению их коэффициентов распределения, значительно возрастает при низких кислотностях. [c.322]

Повышенные концентрации нитрата в водной фазе и, следовательно, повышение степени насыщения растворителя благоприятствуют экстракции циркония больше, чем экстракции урана, и поэтому уменьшают коэффициент разделения урана и циркония. Однако улучшение коэффициентов разделения остальных продуктов деления делает весьма выгодной работу с высокой степенью насыщения растворителя ураном. Влияние концентрации азотной кислоты и нитрата на коэффициенты распределения урана, плутония и продуктов деления показано в табл. 8. 6 [12]. [c.332]

Коэффициент распределения циркония, рутения, так же как и других осколочных элементов, гораздо выше в присутствии высаливателей и азотной кислоты. На рис. 2.37 показано влияние концентраций нитрата алюминия и азотной кислоты на коэффициенты распределения урана и осколочных элементов при экстракции метилизобутилкетоном [224]. Качественно изменение концентрации высаливателя и концентрации азотной кислоты одинаково влияет на экстракцию урана и продуктов деления, но имеет место количественное различие. Это различие более заметно, если функцией кислотности и концентрации нитрата алюминия представить отношение коэффициентов распределения урана и продуктов деления, т. е. коэффициент разделения (рис. 2.38). Как видно, на разделение значительно больше влияет изменение концентрации кислоты, чем высаливателя. [c.102]

К числу других приемов, которые можно использовать для улучшения разделения в экстракционных процессах, относится также обеспечение условий, в которых органическая фаза была бы насыщена извлекаемым элементом. Так, при насыщении ТБФ ураном подавляется экстракция продуктов деления. С целью достижения условий насыщения либо увеличивают концентрацию экстрагируемого элемента в водном растворе, либо уменьшают объемную концентрацию экстрагента в органической фазе. В зависимости от состава исходных водных растворов и эффективности экстрагентов используют различные концентрации последних в органических разбавителях. Эффект насыщения определяется составом образующихся комплексных соединений в органической фазе и ставит естественный предел емкости экстрагента по отношению к любому элементу. [c.118]

Гольдщмидт, Реньо и Прево [65] предложили метод экстрагирования плутония трибутилфосфатом, разбавленным до 40% высококипящими парафиновыми углеводородами. Вначале экстрагируют смесь плутония и урана из 1,7 N азотнокислого раствора. Отношение объемов экстрагента и водного раствора при экстракции поддерживается равным 2,8. После разделения фаз органический раствор промывается 3—4 N НЫОз для более полного отделения от продуктов деления. Органическая фаза содержит весь уран, не менее 99,8% плутония, около 5% р-активных и около 1 % уЗ <тивных продуктов деления. Затем органический экстракт обрабатывают водным раствором восстановителя. При этом плутоний восстанавливается до Ри(П1) и переходит в водную фазу, а уран остается в органической фазе. При малой концентрации плутония (до 1 мкг/мл) в качестве восстановителя применяют 0,3 N раствор гидразина, содержащий 0,2 Л/ НЫОз, при концентрации же плутония выше 2 мкг/мл для восстановления используют 0,3 N раствор гидразина, содержащий 0,0025 моль/л сульфомината железа, при кислотности 0,24 N [c.323]

Развитие ядерной индустрии дало мощный импульс широкому распространению экстракции неорганических веществ. В настоящее время без использования процессов жидкостной экстракции немыслимы как производство нового, так и переработка облученного ядерного горючего. Экстракция специально подобранными эффективными экстрагентами (трибутилфосфа-том (ТБФ), аминами, фосфорорганическими кислотами) используется в технологиях производства ядерного горючего для разделения и очистки плутония, отделения урана и тория от продуктов деления после выщелачи- [c.35]

Выполнено несколько работ, посвященных методам отделения лантаноидов от продуктов деления урана [114—119] главным образом, при этом использовались колонки с Д2ЭГФК. Для осуществления ташх разделений экстракционную хроматографию часто ком бииируют с ионным обменом или с обычной экстракцией. [c.321]

Для повышения степени разделения различных элементов (урана, плутония и продуктов деления) при переработке ядерного горючего процесс экстракции и реэкстрации повторяют несколько раз, т. е. проводят несколько циклов экстракции. [c.450]

Разделение смеси продуктов деления и анализ их состава могут проводиться хроматографически, экстракцией, методом соосаждения или другими методами, описанными в 2 этой главы. [c.248]

Однако выбор высаливающего агента для экстракционно-разделительного процесса зависит не только от его высаливающей способности (и стоимости). Высаливающий агент после исиользования в процессе разделения переходит вместе с продуктами деления в сильно радиоактивный остаток. Таким образом, если в качестве высаливающего агента исиользуется нитрат металла, то его растворимость ограничивает уменьшение объема, достигаемое унариванием остатка перед его захоронеии-е,м (см. раздел 12.4). Если использовалась ЬШОз, то она может быть выделена из остатка упариванием и возвращена для повторного использования. При этом объе.м сильно радиоактивного остатка, поступающего на захоронение, значительно уменьшается. Следовательно, НХОз, несмотря на то что оиа не взаимодействует с органическим растворителем, является более предпочтительным высаливающим агентом. Ее используют в случае экстракции ТБФ — экстрагентом, наиболее часто применяемым в США, и при экстракции дибутиловым эфиром этнленгликоля (бутекс), который нашел применение в Великобритании. [c.143]

По мере выгорания ядерного горючего в реакторе оно обедняется и разрушается под действием излучения, а также аккумулирует в себе продукты деления, поглош ающие нейтроны. Следовательно, горючее должно извлекаться из реактора, хотя большая его часть остается еще не израсходованной, и затем регенерироваться химическими мегода.лш. При регенерации горючее и воспроизводящий материал отделяются друг от друга и от продуктов деления. Разделение почти всегда осуществляется экстракцией из водных растворов, образующихся после растворения горючего. Методы растворения описаны в гл. 9. Однако применимость водных процессов несколько ограничивается тем, что применяемые органические экстрагенты и другие химические реактивы подвергаются разрушительному воздействию излучения. Эти ограничения заставили обратить пристальное вни.мание на другие процессы. Разрабатываются неводные методы переработки ядерного горючего. Предполагается, что они будут весьма перспективными, особенно в том случае, когда твэлы будут изготавливаться дистанционным способом. В связи с этим отпадает необходимость в полном отделении продуктов деления. [c.225]

Техпологические процессы на установке РЗР [1—2] основаны на применении иеоргапических реакций осаждения для разделения и очистки долгоживущих продуктов деления. Эти процессы содержат в себе много возможностей, проявляющихся в зависимости от состава перерабатываемых растворов продуктов деления. Опыт работы показал надежность таких испытанных временем х11мических операций, как выпаривание, кристаллизация и центрифугирование. Чтобы улучшить очистку радиоактивных продуктов без ущерба для производительности установки, в основной технологический процесс был включен усовершенствованный хшдавно метод жидкостной экстракции. Новые процессы, в дополнение к новому оборудованию, значительно увеличили технологические возможности РЗР. Общая технологическая схема, включающая новые процессы, показана на рис. 1. [c.12]

Наряду с выделением радиоактивного йода из облученного теллура или продуктов деления перегонкой (см. разд. 26) очень часто для разделения используют метод экстракции [7, 8]. Обычно элементарный йод (Лг) экстрагируют четыреххлористым углеродом. Если йод находится в водном растворе в виде иона Л", то его окисляют ННОа. При наличии в растворе радиоактивного брома окисление проводят перманганатом калия. При этом переходит в ЛО , а Вг — в свободный бром. Бром отделяют, ЛОз восстанавливают солянокислым гидроксиламином до свободного йода, который затем экстрагируют. Окисление можно провести хлорноватистокислым натрием до перйодата Л0 , после чего восстанавливать перйодат солянокислым гидроксиламином до свободного йода. Радиоактивный бром остается при экстракциях в водном растворе в виде Вг . [c.260]

Разделение U, Ри, Th и некоторых продуктов деления экстракцией из солянокислых растворов в гексоне или в ксилоле описано в работе [4]. Там указывается, в частности, на отделение U и Ри от Th, лантанндов, Zr, Nb и некоторых других элементов, не образующих анионные хлоридные комплексы в оптимальных условиях. При зкстракции из 7 Л НС1 5%-ный раствор ТОА в ксилоле извлекает более 99% U за одну стадию. Из разбавленных солянокислых растворов UO2 практически не экстрагируется ТОА. Коэс[х )ициенты распределения Th невелики и мало изменяются в широкой области концентраций НС1, например от 0,00003 при 2,2 JV НС1 до 0,002 при 11,1 iV НС1. Интересно отметить, что в отличие от других элементов экстракция рутения уменьшается с повышением концентрации соляной кислоты. [c.209]

Описанные выше химические процессы обогащения урана и взаимопревращений его соединений являются сравнительно простыми. В противоположность этому отработанное топливо, с которым имеют дело в процессах регенерации, представляет собой значительно более сложную систему, поскольку в него кроме урана входят плутоний и другие актиноиды, а также продукты деления. В основе мокрого метода регенерации, реализованного в настоящее время в промышленности, лежит кислотное растворение топливных брикетов, извлеченных ИЗ ЯДбрНЫХ реакторов, и разделение с помощью экстракции трибутилфосфатом. Кроме того, предложено несколько сухих методов, одним из которых является метод разделения летучих фторидов. Исследование и развитие этого метода продвигается наиболее успешно. [c.37]

На начальной стадии развития атомной техники в США для разделения и очистки плутония и урана был разработан экстракционный метод с применением метилизобутилкетопа (гексона) [55]. Он хорошо экстрагирует уран и плутоний из растворов азотной кислоты, оставляя в водной фазе основную массу продуктов деления. Экстракцию можно проводить как из кислых растворов, так и из растворов с недостатком кислоты, используя в качестве высаливателя нитрат алюминия. Продукты деления, перешедшие вместе с ураном и плутонием в органическую фазу, вымываются из нее раствором нитрата алюминия. Для разделения урана и плутония последний реэкстрагируют, переводя в трехвалентное состояние, например, с помощью сульфамата железа. Коэффициент очистки плутония от продуктов деления после первого цикла экстракции составляет 8-10 . Затем плутоний вновь переводят в че- [c.206]

Как показано в табл. 7. 8, торий имеет в растворах только одно устойчивое валентное состояние — ТЬ ". Химическое поведение четырехвалентного тория очень сходно с поведением циркония, одного из наиболее трудноотделимых продуктов деления. Количественно отделить торий от урана путем изменения валентного состояния тория невозможно. В торекс-процессе для разделения компонентов применяется экстракция раствором трибутилфосфата в углеводородном разбавителе. В качестве разбавителя употребляется инертный парафиновый углеводород Амско. Весьма важно, чтобы разбавитель был свободен от ароматических органических соединений. В противном случае в органическом потоке может образоваться вторая фаза в результате экстракции ароматическими соединениями комплекса полимеризованного ТЬ (N03)4- — ТВР. [c.342]

Для разделения технеция и молибдена кроме экстракции широкое распространение получили и хроматографические методы. В качестве примера рассмотрим выделение Тс Такером, Грином и Мирренгофом [232]. Металлический уран или окись урана, содержащие продукты деления, растворяют в азотной кислоте. Разбавленный до концентрации азотной кислоты 2— 3 М раствор пропускают через хроматографическую колонку, содержащую окись алюминия. Из кислых растворов на ней сорбируются иод, теллур и молибден, а остальные продукты деления колонкой не задерживаются. Колонку промывают азотной кислотой, водой и слабым раствором аммиака для удаления Молибден выделяют, пропуская через колонку 1М раствор аммиака. Полученный раствор пертехнетата аммония подкисляют азотной кислотой до рН = 1—2 и Мо вновь сорбируют на окиси алюминия, предварительно обработанной азотной кислотой. [c.78]

Цикл экстракционного разделения обычно включает несколько стадий. Вначале производится (собственно экстракция. На этой стадии происходит наибольшее отделение урана от продуктов деления. Затем органический раствор урана, в котором также присутствует небольшое количество Ьсколков, промывается подкисленным раствором высаливателя. В результате в промывной раствор в соответствии с низким коэффициентом распределения переходят продукты деления и другие элементы, а 1уран удерживается в органической фазе. Таким образом, достигается дополнительная очистка. Как правило, экстракция и промывка производятся в объединенной экстракционно-промывочной колонне. В такой колонне исходный раствор подается в середину. Навстречу ему снизу идет поток экстрагента, сверху поступает промывной раствор. [c.103]

Ввиду различной зависимости коэффициентов распределения отдельных элементов от концентрации кислоты для улучшения очистки обычно выбирают такие условия проведения процессов, при которых коэффициенты разделения были бы максимальными. Так, при очистке тория и урана-233 от продуктов деления в процессе к<торекс экстракцию проводят с помощью 42%-ного раствора ТБФ в керосине в присутствии высаливателя (нитрата алюминия) в условиях дефицита кислоты и насыщения ТБФ. При этом насыщение экстрагента способствует очистке от редкоземельных продуктов деления, а пониженная кислотность предохраняет от экстракции протактиния и большинства продуктов деления. [c.118]

На основании полученных данных был разработан метод выделения прометия-147 и европия-155 из смеси продуктов деления. При концентрации HNO3 14 М коэффициенты распределения прометия и европия равны 9,5 и 2 соответственно, а коэффициент разделения пары Рт—Ей около 4. Церий (IV) удобно отделять от других редкоземельных элементов путем его экстракции из 3—5 М растворов, т. е. в условиях минимального извлечения трехвалентных элементов. [c.121]