Плутоний экстракция аминами

Все известные для плутония экстракционные методы можно разделить а экстракцию плутония в виде молекулярных соединений с экстрагентами, на экстракцию в виде внутрикомплекс-,ных соединений или солей комплексных анионов плутония с аминами. [c.305]

Селективность экстракции плутония различными аминами зависит главным образом от их структуры и от среды [111, 497]. [c.340]

Экстракция плутония первичными аминами [c.341]

Экстракция плутония вторичными аминами [c.342]

В некоторых схемах на первом экстракционном цикле Np(VI) экстрагируют совместно с ураном и плутонием [600], а после экстракции направляют в голову процесса для накопления. Затем нептуний очищают еще на одном экстракционном цикле и направляют на анионообменный аффинаж или экстракцию аминами [601]. [c.378]

Аналогично можно получить уравнения для скорости массопередачи при экстракции, например, металлов из водных растворов их солей органическими кислотами. В этом случае часто определяют аналитические коэффициенты распределения и их зависимость от концентрации компонентов на основании представления о составе соединений, сущест-вуюш,их в равновесии, подобно приведенному ранее примеру определения аналитического коэффициента распределения плутония при экстракции аминами из азотнокислых растворов. Например, при экстракции кислотой НА двухвалентного металла МР+, не образующего комплексных анионов с ионом А", аналитический коэффициент распределения [c.73]

Такая корреляция была впоследствии установлена при экстракции аминами различного строения азотной кислоты (гл. 4), а также плутония (IV) из азотнокислых и кобальта и цинка из солянокислых растворов (гл. 5). [c.37]

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]

Высокая экстракционная способность и избирательность аминов по отношению к Ри(1У) и Мр(1У) в азотнокислых средах послужила основой для разработки схем выделения этих элементов из растворов ОЯГ. Большое число работ посвящено применению экстракции аминами для конечной доочистки (аффинажа) плутония и нептуния — переработки растворов, прошедших предварительную очистку и имеющих относительно низкую у-актив-ность и малое содержание примесей. Вместе с тем исследовалась возможность извлечения плутония непосредственно из высокоактивных растворов, получаемых при растворении ОЯГ. Наряду -со схемами извлечения плутония описаны также схемы выделения урана из азотнокислых растворов, получаемых при растворении некоторых видов ОЯГ 336, 337], извлечения урана и тория из сернокислых растворов, содержащих -активные продукты деления [520, 749], разрабатываются схемы извлечения плутония и нептуния из водных отходов переработки облученного урана. Экстракция аминами может быть использована также для извлечения и разделения трансплутониевых элементов [779, 780] и для выделения технеция [781], протактиния и некоторых других радионуклидов из радиоактивных материалов. [c.214]

В обзоре [208] отмечается, что экстракция амином может найти применение для извлечения плутония непосредственно из раствора ОЯГ на основе урана. Такая возможность основана на том, что даже в присутствии большой концентрации урана, которая приводит к снижению коэффициентов распределения плутония [783], последний достаточно хорошо экстрагируется аминами. [c.214]

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]

Применение экстракции аминами для аффинажа плутония исследовалось, по-видимому, наиболее подробно, так как эта схема по сравнению с существовавшими ранее легче осуществима ввиду относительно малых масштабов производства и относительно низкой -активности растворов на этой стадии переработки топлива [208]. Вопросы, связанные с радиолизом, при аффинаже плутония, по-видимому, не имеют значения в связи с низкой радиоактивностью растворов. [c.216]

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

Трехвалентные трансплутониевые элементы — америций, кюрий, эйнштейний, берклий, калифорний, фермий и другие — обычно получаются в смеси с большими количествами - и у-активных РЗЭ, урана и плутония. Отделение всех этих родственных по свойствам элементов от урана, плутония и большинства продуктов деления осуществляется давно описанными стандартными методами. Разделение трансплутониевых и РЗЭ представляет более сложную задачу, которая может быть решена экстракцией аминами или ЧАО [832]. [c.227]

Перед экстракцией весь плутоний должен быть переведен в четырехвалентное состояние, так как амин экстрагирует только Ри(1 /). Для этого к анализируемой пробе добавляют раствор железа(II), который быстро восстанавливает Ри(У1) до Ри(1У). В присутствии нитритов дальнейшее восстановление плутония до Ри(1П) не происходит. Оптимальная кислотность для экстракции плутония составляет 1 М НЫОз при концентрации урана 300 мг/мл, 2 М НЫОз ири концентрации урана 100 мг/мл и 4 М НЫОз, если концентрация урана меньше Ю мг/мл. Фактор очистки при экстракции от урана составляет 100, а от продуктов деления — около 1-10 Экстракционное поведение используемого амина подробно изучено в работе [599]. [c.210]

На экстракцию плутония аминами также сильно влияет природа растворителя. Поэтому эффективность экстрагента характеризуется сочетанием амин — растворитель, а не одним амином. [c.341]

Вдовенко, Липовский и Никитина [40] изучали экстракцию четырехвалентного плутония из сернокислых растворов первичным амином, представлявшим собой смесь нормальных первичных алифатических аминов с числом углеродных атомов от 7 до 9 (уд. вес. 0,7846). В качестве растворителя применяли хлороформ. [c.341]

Основываясь на представлении об анионообменном характере экстракции при помощи аминов, процесс извлечения четырехвалентного плутония из сернокислых растворов можно представить как обмен сульфат-иона на анионный комплекс плутония, образовавшийся в водной фазе (см. уравнение 3). [c.341]

Ряд исследователей для отделения плутония применили экстракцию третичными аминами из растворов минеральных кислот и ацетатных растворов. [c.343]

При экстракции Pu(IV) из сернокислых растворов коэффициент распределения с увеличением концентрации кислоты до 0,1 М растет, а затем падает (табл. 46). Увеличение коэффициента распределения объясняется частичным подавлением гидролиза плутония. Уменьшение извлечения плуто-ния вызывается, по-видимому, тем, что с повышением концентрации серной кислоты в водной фазе >0,1 М заметно увеличивается концентрация бисульфата амина, который и ухудшает (рис. 107). [c.343]

Влияние концентрации амина на экстракцию плутония показано в табл. 47. [c.343]

Экстракция плутония растворами третичных аминов в ксилоле [c.347]

Среди многочисленных работ, появившихся в последнее время и посвященных применению аминов для экстракционного извлечения элементов, большая часть посвящена изучению экстракции урана, плутония и тория. С помощью аминов экстрагируется также ряд других элементов, в частности трансплутониевые. В табл. 2.39 приведены ус- [c.131]

В качестве экстрагентов рассматривались также окиси аминов [292]. Экстракция урана (VI) из азотнокислых растворов с помощью окиси амина не отличается существенно от экстракции с помощью амина. Экстракция плутония (IV) при низких кислотностях выше нри использовании в качестве экстрагента окиси амина. Экстрагируемыми комплексами, как и в случае аминов, являются и02(Ы0з)з и Ри(МОз) [c.146]

Представляет интерес использование аминов в комбинации с другими экстрагентами. Здесь также наблюдался эффект синергизма. Синергизм отмечен для экстракции плутония (IV) из нитратных растворов смесью триоктиламина и диалкилфосфорных кислот [293]. [c.146]

Вайвер и Хорнер [719] и Кнох [496] установили следующий порядок экстракции плутония различными аминами из азотнокислых растворов четвертичные>третичные>вторичные>1пер-вичные амины из сернокислых растворов первичные>вторич-ные>третичные. Для больщинства реагентов экстрагируемость увеличивается в ряду Ри(1У)>Ри(У1)>Ри(П1). Ри(1У) экстрагируется аминами из азотнокислых сред в большей степени, чем из сернокислых растворов, за исключением первичных аминов. [c.341]

Довольно широкое применение для отделения плутония экстракцией получил триизооктиламин [496, 497, 557, 559]. Мур [557] исследовал экстракцию Pu(VI) из 4,8 М НС1 триизооктил-амином (ТИОЛ) в ксилоле и метилизобутилкетоне. Pu(VI) был получен окислением бихроматом калия при нагревании. Влияние концентрации КзСггО на полноту экстракции показано в табл. 48. [c.344]

О применении в качестве экстрагентов солей четвертичного алкиламмония сообщалось в работах [282, 283]. Хефнер, Нильсон и Хульт-грен [283] показали, что коэффициент разделения плутония и урана при использовании нитрата дидецилдиметиламмония составляет примерно 160, а для нитрата тетрабутиламмония около 50. При одной и той же концентрации НЫОз и ионов N0 в водной фазе коэффициенты распределения плутония (IV) и урана (VI) при экстракции четвертичными аммониевыми солями выше, чем в случае экстракции аминами [283]. [c.135]

Экстракция аминами. В последнее время в литературе появились сведения о возможности применения аминов д.тя экстракции плутония [65—66]. В этом случае плутоний избирательно экстрагируется в форме комплексного аниона - Pu(NOз)6 р (IV) и Ри (IV) могут успешно экстрагироваться из азотнокислых растворов разбавленными растворами три-н. октиламина и трилауриламина [66]. Степень извлечения плутония при этом насто.лько велика, что не требуется введения высаливателя в систему и, кроме того, экстракция может осуш,ествляться из высокоактивных сбросных растворов, так как амины вполне устойчивы к радиоактивным воздействиям. [c.203]

Экстракционная способность этих экстрагентов значительно различается. Поэтому извлечение с достаточно высокими коэффициентами распределения для наименее экстрагирующегося из четырехвалентных актиноидов — тория — происходит только при использовании нитратов ЧАО или третичных аминов для наиболее сильно извлекающегося плутония коэффициенты распределения при экстракции нитратами ЧАО чрезвычайно высоки, и высокое извлечение обеспечивается также при экстракции третичными и даже вторичными аминами. Константы экстракции аминами различного строения пока рассчитаны только для Ри (IV) и Мр (IV). Эффективные константы рассчитывались по аналитической концентрации соли амина без учета ее ассоциации (см. гл. 1). [c.116]

Применение экстракции аминами для аффинажа плутония при переработке облученных твэлов атомных электростанций описано в работах (208, 259, 382, 773—776, 791—803]. Разработан ряд вариантов технологических схем, различающихся главным образом способами реэкстракции плутония с применением следующих реэкстрагентов растворов уксусной (208, 773, 791, 793—796, 803], серной [792, 793, 797, 803], щавелевой [382, 798, 799, 803], азотистой [802] кислот, перекиси водорода [801], железа (II) [773]. Подробное описание этих схем по состоянию на 1969 г. дано в первом издании настоящей книги. Как отмечалось в докладе [259], в настоящее время надежность и преимущества схемы аффинажа плутония с использованием аминов (по сравнению со схемой с использованием ТБФ) являются общепризнанными, хотя, по мнению многих авторов, относительные недостатки ТБФ для аффинажа при его использовании в сочетании со схемой очистки урана, основанной на экстракции ТБФ, компенсируются возможностью использования единого экстрагента во всей схеме переработки облученных твэлов. [c.216]

В работах 259, 773—776, 804] описано применение экстракции амином для извлечения нептуния из азотнокислых растворов и для доочистки его от плутония. Разделение нептуния и плутония может производиться двумя способами а) восстановлением (например, с помощью Fe (II) плутония до неэкстрагируемого трехвалентного и нептуния до экстрагируемого четырехвалентного состояния с последующей избирательной экстракцией нептуния (IV) 6) обработкой растворов нитритом для перевода плутония в четырехвалентное состояние с последующим избирательным извлечением плутония. Первый способ приведен в работе [773] как основной путь извлечения и очистки нептуния при переработке облученных твэлов ВВЭР (рис. 6.3). При извлечении нептуния в этой схеме особенно эффективным оказывается рефлакс-процесс. Этот процесс позволяет без какого-либо увеличения потерь нептуния с рафинатами достигнуть коэффициента концентрирования 350 и довести концентрацию нептуния в реэкстракте до 17 г/л, при концентрации в исходном растворе 50 мг/л. Такая степень концентрирования является далеко не предельно достижимой. Поскольку при рефлакс-процессе большая часть извлекаемого элемента многократно возвращается в цикл и проходит повторную экстракцию, коэффициент очистки этого элемента от примесей также значительно увеличивается. В качестве реэкстрагента при аффинаже нептуния [776] применены 5%-ные растворы карбамида, который является довольно сильным комплексообразова-телем для четырехвалентных актиноидов [805]. Карбамид как реэкстрагент имеет преимущество перед уксусной кислотой, так как не извлекается экстрагентом и поэтому сохраняется в достаточной концентрации на всех ступенях противоточной реэкстракции. При возвращении реэкстракта в голову процесса он значительно разбавляется и подкисляется, в связи с чем комплексообразующая способность карбамида в исходном растворе практически не проявляется и возвращенный в голову процесса карбамид не препятствует извлечению нептуния при экстракции. [c.218]

Большинство радиоактивных продуктов деления не извлекается из этих растворов, что обеспечивает возможность очистки урана и плутония от этих элементов при экстракции аминами из ацетатных сред. Реэкстракция ценных элементов легко достигается контактированием экстракта с избытком СН3СООН или минеральных кислот. Замечено [824], что в отсутствие спиртов система имеет склонность к образованию устойчивых эмульсий. Для обеспечения хорошего разделения фаз к экстрагенту добавлялся изооктиловый спирт, который снижал эмульгируемость системы. Некоторые закономерности экстракции и (VI) из ацетатных растворов исследованы в работах 825, 826]. [c.226]

В дальнейшем появились работы различных авторов, дополнительно подтверждающие высокую радиационную устойчивость аминов при облучении с дозой 200 Вт-ч/л. В работе [778] сравнивалось изменение коэффициентов очистки плутония от основных продуктов деления после облучения при использовании ТБФ и циклогексилдилауриламина. Показано, что при поглощении экстрагентом дозы -200 Вт-ч/л коэффициент очистки плутония от Zr + Nb при экстракции ТБФ снижается почти в 1000 раз, а при экстракции амином остается практически неизменным. Очень мало изменяется для амина также коэффициент очистки плутония от рутения. Полученные в этой работе данные согласуются с результатами других исследований [336, 789, 793, 850] [c.234]

Вайнчестер и Меремен [729] использовали экстракцию вторичными аминами при переработке и очистке сплава, содержащего 300 г плутония, продукты деления, а также железо и кобальт. Наилучшим экстрагентом оказался раствор, содержащий 35 объемн. % вторичного амина, 10 объемн. % децилового спирта и 55 объемн. % растворителя ВТ фирмы Галф . [c.342]

Сплав растворяют в кипящей 16 М HNO3, содержащей 0,05 /И HF. Кислотность раствора снижают приблизительно до 1 М при помощи раствора NaOH и добавляют азотнокислый гидроксиламин до концентрации 0,05 Ai. Прибавляют нитрит натрия для разрушения оставшегося гидроксиламина и стабилизации плутония в четырехвалентном состоянии. Кислотность раствора доводят до 8 М при помощи конц. HNO3. Проводят 6-кратную экстракцию равным объемом свежеприготовленного экстрагента, содержащего 35 объемн. % вторичного амина, 10 объемн.% децилового спирта и 55 объемн.% растворителя ВТ фирмы Галф . Водную фазу отбрасывают. Органическую фазу встряхивают вначале с водой, при отношении объемов органической и водной фаз, равном 5 1 (для снижения содержания кислоты в органической фазе), и затем трижды с 0,1 М азотнокислым гидроксиламином при таких же соотношениях объемов органической и водной фаз. Водные реэкстракты, содержащие Ри(П1), объединяют и осаждают оксалат плутония (1П). [c.342]

Отделение плутония от урана может быть проведено также экстракцией U(VI) с ТИОА из раствора, содержащего Pu(III). Плутоний дополнительно очишают экстракцией его триизооктйл-амином после окисления до Pu(VI). [c.345]

Вильсон [41] использовал высокую избирательность экстракции Ри(1 / ) третичными аминами для выделения плутония из урановых блоков. В качестве экстрагента применялся раствор трилауриламина (ТЛА) в Амско (керосин). Этот процесс позволяет за один цикл отделить плутоний от урана и продуктов деления (см. табл. 49). [c.346]

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]

Экстракция плутония из водных растворов органическими растворителями применяется для выделения небольших его количеств из огромной массы уранового топлива. Экстракция плутония растворителями обычно осушествляется в нитратных системах, поскольку комплексообразуюшие адденды, например SO4 , Р0 , понижают коэффициенты распределения. Наиболее важными и часто применяемыми экстрагентами для плутония являются трибутилфосфат (ТБФ), метилизобутилкетон (гексон), диэтило-вый эфир, амины, теноилтрифторацетон (ТТА), купферрон, дибу-тилкарбитол и др. [c.478]

В Советском Союзе изучение процессов экстракции применительно к проблемам радиохимии было начато в Радиевом институте Б. А. Никитиным, В. М. Вдовенко и сотрудниками. Было подробно исследовано распределение нитратов урана, плутония, нептуния и некоторых осколочных элементов между эфирами и водными растворами. Ъ результате была предложена экстракционная схема полной переработки облученного урана с применением в качестве экстрагента взрывобезопасной смеси дибутилового эфира с четыреххлористым углеродом (В. М. Вдовенко и М. П. Ковальская). В дальнейшем были разработаны как схемы полной переработки урановых блоков, так и частные схемы, применяемые для выделения отдельных радиоэлементов с использованием более эффективных экстрагентов — трибутилфосфата, алкилфосфорных 1сислот, монокарбоновых алифатических кислот, алифатических аминов, М. Ф. Пушленков, В. Б. Шевченко и сотрудники разработали схе.мы переработки облученных блоков на основе смесей трибутилфосфата с четыреххлористым углеродом и гидрированным керосином. Эти работы были доложены на Второй и Третьей международных конференциях по мирному использованию атомной энергии в Женеве. [c.23]

Рис. 2.49. Экстракция плутония (IV) из растворов НКОз (а) и НЫОз+ -Ьб М NaNOз (б) 0,1 М растворами аминов

В настоящее время накопилось много экспериментальных данных, указывающих на зависимость экстракции металлов как от типа и структуры амина, так и от природы разбавителя. В обзоре [291] сделана попытка осмыслить эти многочисленные факты. Авторы прищли к выводу, что в целом лучшими экстракциоиными свойствами обладают алкиламмониевые соли более полярного строения. Все факторы, приводящие к изменению полярности солей аминов, должны сказаться на их экстракционной способности. Найдено, что извлечение плутония [c.141]

Все приведенные данные относительно экстракционной способности различных аминов показывают, что варьирование структуры амина и разбавителя, а также применение различных добавок создает богатейшие возможности для решения задач экстракционного разделения неорганических солей. Подбор подходящего амина и разбавителя позволяет добиться весьма высоких факторов разделения. Так, Вильсон [294] предложил использовать третичные амины для экстракции плутония (IV) из азотнокислых растворов сильно обедненного реакторного горючего, содержащего большие количества урана. В этом процессе минуются стадии отделения урана и плутония от осколков и последующего разделения урана и плутония, необходимые в экстракционных процессах с другими экстрагентами (эфиры, гексон, ТБФ). Предложенный метод можно также использовать для выделения плутония из его сплавов с алюминием. В качестве экстрагента здесь был применен 0,1 М раствор трндодециламина в керосине, в который добавляли 2% октилового спирта для предотвращения образования третьей жидкой фазы при высокой концентрации урана и плутония в водном растворе. Результаты этих исследований приведены в табл. 2.44. Из таблицы видно, что коэффи- [c.146]

Плутоний образует экстрагируемые комплексы с трибутилфосфатом и другими фосфорорганическими соединениями. Данные об экстракции чомплексов плутония с окисями третичных алифатических аминов содержатся в работе [393]. [c.333]

Плутоний и нептуний хорошо экстрагируются диэтиловым эфиром [2, 126, 187, 444], метилизобутилкетоном [2, 187, 444, 494], три-н.бутилфосфатом [2, 111, 154, 208, 239], три-н.октиламином [38, 211, 430], аминами [37, 38, 230, 231, 369, 444, 487, 554], производными гидроксиламина [98], К-бензоилфенилгидроксиламином [191, 192], дибутокситетраэтиленгликолем [2], растворами ТТА [2, 432, 444, 526] и другими растворителями [317, 444]. В строго контролируемых условиях (pH водной фазы, присутствие высаливателей) применение этих экстрагентов позволяет отделить осколочные РЗЭ от Ри и Кр. Кроме того, Кр отделяют путем экстракции Кр (IV) 1,5 М раствором ди(2-этилгексил)фосфорной кислоты в толуоле из 1 М НС1 [418], а Ри [IV] — 0,2 М раствором этой кислоты в смеси 40 объемн. % СС14 и 60 объемн. % толуола [460]. Подобные методы описаны в работах [418, 450]. [c.200]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология