Трибутилфосфат экстракция нитрата уранила

Рис. 6. 7. Влияние концентрации азотной кислоты на экстракцию нитрата уранила трибутилфосфатом [17].

Рис. 6-32. Схема очистки водного раствора нитрата уранила экстракцией 20% раствором трибутилфосфата в керосине (температура экстракции 24 °С, реэкстракции 46 °С)

Из растворов нитратов метилизобутилкетон экстрагирует уран в виде молекулярного соединения с нитратом уранила. При достаточном содержании азотной кислоты уран в органическую фазу извлекается в виде оксониевого соединения [UOg (МОз)з]Н- ОС(СНз)(С4Н ). Избирательность экстракционного отделения приблизительно такая же, как и с применением трибутилфосфата. Указывается, что в случае применения в качестве высаливателя нитрата аммония имеет место более полное отделение урана от продуктов деления, чем при применении других высаливателей. Большая селективность отделения имеет место в отсутствие свободной азотной кислоты. Увеличение кислотности экстрагируемого раствора от дефицита в 0,1УИ по HNO3 (за счет частичной нейтрализации раствора нитрата алюминия, применяемого в качестве высаливателя) до ее концентрации в растворе, равной 0,1 AI, повышает коэффициент распределения осколков в 42 раза 121]. Вследствие высокой экстракционной способности метилизобутилкетона полное извлечение урана достигается в соответствующих условиях при однократной экстракции равным объемом метилизобутилкетона. [c.299]

Для того чтобы увеличить переход экстрагируемого компонента из водного раствора в органический растворитель, часто вводят в водный раствор высаливатель. Например, при экстракции уранилнитрата из азотнокислого водного раствора эфиром вводят в этот раствор нитраты аммония, железа и кальция, которые увеличивают переход урана в эфир. Нитрат алюминия, получающийся при растворении алюминиевых оболочек в которых находится облучаемый уран, способствует последующей экстракции урана керосиновым раствором трибутилфосфата. [c.441]

Методы аффинажа, применяемые в США. На заводе Комиссии по атомной энергии США в Фернолде, Огайо, очистку урана производят методом экстракции тр ибутилфосфатом [10] по схеме, изображенной на рис. 4. 5. Окись урана или другой урановый концентрат растворяют в азотной кислоте и направляют в экстракционную колонну. В колонне водный раствор, нитрата уранила по методу противотока экстрагируют раствором трибу-тилфосфата в керосине. Нитрат уранила с трибутилфосфатом образует комплекс иОо (Н0д)2 2ТВР, который растворяется в керосине и экстрагируется им. Керосиновый раствор, вытекающий из верхней части экстракционной колонны, промывается небольшим количеством разбавленной азотной кислоты в промывной колонне с целью удаления оставшихся следов примесей и направляется в реэкстракционную колонну, в которой нитрат уранила реэкстрагируется большим количеством холодной воды. Водный раствор очищенного нитрата уранила, выходящий из нижней части реэкстракционной колонны, упаривают досуха и затем прокаливают до иОд, являющейся конечным продуктом процесса аффинажа. Разбавленную азотную кислоту и окислы азота, образующиеся при упаривании и прокаливании, а также отработанные водные растворы, поступающие с экстракционных колонн, направляют на установку для регенерации азотной кислоты с целью ее повторного использования. Водный раствор, посту- [c.149]

Выбор органического растворителя зависит от следующих факторов от селективности растворителя по отношению к нитратам уранила и плутония, легкости извлечения урана и плутония из органической фазы (после первичной экстракции), от химической и радиационной стойкости растворителя, его поверхностного натяжения, возможности регенерации растворителя, вязкости получаемых растворов, токсичности, воспламеняемости, а также стоимости растворителя. Некоторые растворители (метилизобутилкетон, циклогексанон и трибутилфосфат) обладают всеми свойствами, требуемыми в процессах выделения и очистки урана, плутония и продуктов деления из растворов облученного металлического урана или тория. [c.282]

Экстракции подвергаются также взвеси, полученные путем вываривания руды с азотной кислотой [334]. На рис. 6-33 приведена схема установки для экстракции исходных растворов, содержащих во взвешенном твердом веществе 0,5—0,75% и. В первой колонне происходит экстракция нитрата уранила трибутилфосфатом (вместе с некоторыми примесями), во второй—очистка органической фазы промывающей водой, в третьей—обратная экстракция нитрата уранила. Из-за образования осадков и коррозии в работе установки возникают некоторые затруднения. [c.430]

Совершенно особое значение при извлечении урана из руд получил метод экстракции органическими растворителями. Впервые метод экстракции нитрата уранила эфиром был применен Пелиго в 1842 г. для очистки соединений урана от примеси элементов группы редких земель [917]. Сейчас метод экстракции, особенно при помощи трибутилфосфата (ТБФ), считается едва ли не наиболее совершенным методом, так как он позволяет отделять уран от многих примесей, не требуя сложного аппаратурного оформления считается, что он проще и экономичнее, чем метод ионного обмена, также применяемый в некоторых схемах очистки урановых солей. Литература по вопросу об экстракции урана насчитывает в настоящее время сотни названий. [c.377]

Процесс экстракции нитрата уранила трибутилфосфатом протекает по следующей реакции [c.232]

Зависимость концентрации нитрата уранила в фазе органического растворителя (у) от его концентрации в водном слое х) носит довольно сложный характер. Типичные формы кривых распределения показаны на рис. 2.33 [215]. Дак видно из рисунка, кривая может иметь три характерных участка начальный—-вогнутый, средний — выпуклый, последний — пологий, приближающийся к горизонтальному. Для н-бутилового эфира имеет место только один первый участок, для этилового— два и для трибутилфосфата — все три. Сложная форма этих кривых связана с неидеальностью растворов нитрата уранила как в водной, так и в органической фазе и находит объяснение при более подробном термодинамическом рассмотрении процессов экстракции. [c.96]

Кислородсодержащие органические растворители, координирующиеся через свой кислородный атом и не способные к одновременному образованию водородной связи с кислородными атомами уранила, удерживаются уранилом менее прочно. Так, например, уранилнитрат намного слабее удерживает две молекулы диэтилового эфира, чем две молекулы воды. Вследствие этого нитрат уранила при экстракции такими растворителями в органическую фазу, как правило, переходит в виде смешанных гидратов-сольватов, содержащих две молекулы води и две молекулы растворителя, присоединяющихся своим кислородным атомом к одному из атомов водорода координированной воды с образованием водородной связи. И только трибутилфосфат и ему подобные экстрагенты, содержащие сильно поляризованную фосфорильную группу, способны вытеснять воду с образованием безводного дисольвата общей формулы и02(Ы0з)2-25 (где 5 — молекула экстрагента). Это вытеснение не является полным, и уранилнитрат частично экстрагируется в виде сольвата, содержащего воду, как это показано в настоящей работе, а также в работе [253]. [c.88]

В ЧИСТОМ виде ТБФ для экстракции не применяется, так как образует прочные комплексы с нитратами уранила, плутония и продуктов деления и имеет большую вязкость и плотность. Для получения необходимых физических свойств ТБФ обычно смешивают с разбавителем. Разбавление трибутилфосфата уменьшает коэффициенты распределения всех упомянутых нитратов, но не в одинаковой степени, что повышает избирательность экстрагента. Чаще всего для разбавления ТБФ применяют керосин, вернее специальную фракцию предельных углеводородов (с уд. в. 0,788 и температурой вспышки 62° С). Доля разбавителя в разных схемах различна не менее 60 и не более 98%. Помимо изменения прочности химической связи между ТБФ и нитратами, разбавление понижает плотность экстрагента, что облегчает аппаратурное оформление экстракционного процесса. [c.138]

Регенерация азотной кислоты. Проведение этой операции обусловливается как экономическими соображениями, так и необходимостью очистки сливных вод и отходя щих газов. На регенерацию поступают разбавленные растворы азотной кислоты после растворения технических концентратов и последующей экстракции урана трибутилфосфатом, отфильтрованные от нерастворимого остатка, и все пары, образующиеся при растворении в азотной кислоте технических концентратов, упаривании раствора нитрата уранила и прокаливании его расплава. Окислы азота улавливаются из отходящих паров в обычной поглотительной аппаратуре. Пары, выделяющиеся при упаривании, содержащие меньше окислов азота, предварительно пропускают через дистилляционные колонны для удаления водяных паров. [c.232]

Рассмотрим поведение нитрата уранила при экстракции его трибутилфосфатом. Реакция U02(N0з)2 с ТБФ может быть представлена уравнением [c.208]

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]

Очистка от продуктов деления. Из тех высокоактивных продуктов деления, которые присутствуют в облученном топливе после его охлаждения, наиболее трудно отделимы цирконии, ниобий и рутений (в порядке уменьшающейся трудности отделения) [II]. Коэффициенты распределения продуктов деления и эффективность очистки от них урана и плутония регулируются концентрацией нитрат-иона в водной фазе и концентрацией свободного трибутилфосфата в органической фазе. В экстракционной колонне I в значительных концентрациях присутствуют два компонента — уранил нитрат и азотная кислота, — и они определяют концентрации нитрат-иона и свободного трибутилфосфата. По мере экстракции урана и азотной кислоты в органическую фазу концентрация свободного трибутилфосфата уменьшается, так как идут две следующие суммарные реакции [c.330]

Схема экстракции нитрата уранила 30% раствором трибутилфосфата из водного раствора 3,5/И HNOз представлена на рнс. 6-32 1356 . Содержание урана в сырце (сточные воды) составляет 2—40 г/л, объемное отношение исходного раствора, растворителя, воды для обратной экстракции и вымывающей кислоты равно 1 1 1 0,2. [c.430]

На заводе в Фернолде применяются пульсирующие колонны из нержавеющей стали. Эти колонны, так же как и другое оборудование для контактной жидкостной экстракции, будут описаны более подробно в гл. VI. Значения коэффициента распределения нитрата уранила между водным раствором азотной кислоты и раствором трибутилфосфата в керосине приведены Муром [16]. Подробные данные об этом, а также методы изучения характеристик колонн для экстракции нитрата уранила трибутилфосфатом будут рассмотрены в гл. VI. [c.150]

Сейдж и Вудфильд [40 ] опубликовали подробный отчет о применении пульсирующей колонны с перфорированными тарелками для экстракции нитрата уранила из разбавленной азотной кислоты растворами трибутилфосфата в керосине или четыреххлористом углероде. Было изучено влияние материала тарелок, размеров отверстий, свободного сечения, расстояния между тарелками, диаметра колонок, частотй пульсации, амплитуды пульсаций, концентраций в водной фазе, концентраций в органической фазе и направления экстракции. [c.252]

К чистоте У. предъявляются весьма высокие требования. Так, содержание примесей элементов с большим сечением захвата нейтронов (В, Сс1, Ь , РЗЭ и др.> не должно превышать стотысячных и миллионных долей процента. Для очистки исходные технич. продукты обычно растворяют в азотной к-те. Эффективным способом очистки является экстракция нитрата уранила органич. растворителями (трибутилфосфат, метилизобутилкетон). Из очищенных азотнокислых р-ров кристаллизуют ураиилнитрат и02 (N03)2-61120 пли осаждают пероксид и04-2Н20, осторожной прокалкой к-рых получают иОд. Последнюю восстанавливают водородом до иОа, к-рую действием сухого-НР при 430—600° переводят в иГ4 — основное исходное соединение для ироиз-ва металла. У. производят преим. восстановлением иГ4 кальцием пли магнием. Выплавленные слитки переплавляют в вакууме я отливают заготовки необходимой формы, к-рые затем подвергают обработке давлением в нужные изделия. [c.175]

Уран [87, 588, 1170, 1172]. Ход анализа следующий. Уран переводят в уранилнитрат растворением в азотной кислоте. Литий определяют после отделения хроматографически [87, 588] или после удаления урана экстракцией нитрата уранила эфиром [1172] или трибутилфосфатом [1170]. [c.148]

В некоторых работах изучалась диффузия из одной фазы в другую и определялась зависимость концентрации от времени и расстояния до поверхности раздела фаз или зависимость количества диффундировавшего вещества от времени диффузии. При этом в ряде случаев предполагается, что на границе раздела фаз происходит химическая реакция например, мономер уксусной кислоты превращается в ее димер, гидрат нитрата уранила — в его сольват и т. д. Действительно, трудно представить, в частности, что при экстракции нитрата уранила или азотной кислоты растворами ТБФ сольват образуется в водной фазе, так как соответствующая реакция должна быть медленной вследствие малой концентрации ТБФ в водной фазе и, по-видимому, мала также скорость замещения воды трибутилфосфатом. Оландер [13], например, полагает, что экстрагируется азотная кислота, а уже затем в органической фазе образуется сольват. Другие авторы считают, что образование сольватов происходит на границе раздела фаз [14, 15]. [c.106]

С целью достижения большей чистоты экстракцию можно повторить несколько раз. В качестве растворителей опробованы этиленгликоль, пентаэфир (дибутилокситетраэтиленгликоль), диизо-пропилкарбинол, изопропиловый эфир, диэтиленгликоль, бутиловый эфир (дибутилкарбитол—сокращенно ДБК) [405], этиловый эфир [336, 343, 353, 358, 360, 363, 364, 367, 372, 381, 385, 389], метилизобутилкетон (гексон, сокращенно МИБК) [352, 381, 405], а также трибутилфосфат (ТБФ), растворенный в керосине [335, 337, 353, 354, 363, 374, 387, 402] или в другой органической жидкости, например в четыреххлористом углероде [317]. Степень вымывания нитрата уранила повышается соответственно подобранным содержанием кислоты, добавлением высаливающих и комплексообразующих веществ [369, 374, 378]. Применяются также смешанные растворители [340, 400]. [c.426]

Экстракция трибутилфосфатом. Трибутилфосфат (С4Нд)зР04 ( о-кращенно ТБФ) в смеси с разбавителем типа керосина избирательно экстрагирует нитраты уранила и плутония(1У), продукты же деления при этом почти не извлекаются. Как растворитель трибутилфосфат отличается от других растворителей следующими преимуществами более высокие коэффициенты очистки от элементов, являющихся р- и у-излу-чателями отсутствие необходимости применения солей в качестве высаливающих средств малая чувствительность к действию концентрированной азотной кислоты и радиации возможность без ухудшения условий экстракции смешивать ТБФ с другими органическими жидкостями, которые не растворяют уран, в связи с чем можно уменьшить вязкость раствора и облегчить таким образом разделение малая летучесть и высокая температура кипения (289°). [c.282]

С точки зрения применимости в качестве фотометрических реагентов для определения урана исследовано очень большое число хелатообразующих реагентов. Однако многие из предложенных методов недостаточно селективны, так что в этих случаях требуется предварительное отделение урана. Уран от мешающих элементов можно отделить, например, экстракцией нитрата урана эфиром, метилизобутилкетоном, трибутилфосфатом, а также экстракцией при помощи теноилтрифтор-ацетона, купферона, диэтилдитиокарбамината и других реагентов [1116]. [c.404]

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]

Азотная кислота является сильным высаливателем для ураншшит-рата и примесей в то же время с увеличением концентрации в водной фазе она экстрагируется более активно и в определенных условиях может даже подавить экстракцию урана. Поведение азотной кислоты при экстракции трибутилфосфатом ана.тюгично поведению нитрата уранила. Для экстракции азотной кислоты трибутилфосфатом правомерно уравнение [c.208]

К аликвоте 10,00 мл прибавили твердый нитрат кальция и при pH 3 ввели избыток ЭДТА для удержания примесей-гасителей в растворе. Уран отделили экстракцией раствором трибутилфосфата в тетрахлориде углерода и реэкстрагировали его из органической фазы в водную раствором триметафосфата натрия. [c.219]

Дальнейшую очистку урана производят экстракцией уранилнитрата трибутилфосфатом, разбавленным керосином (при выделении урана из экстракта азотной кислотой). Для повышения эффективности ступени керосин можно заменять менее вязкими углеводородами, например гексаном. На некоторых заводах применяют экстракцию этиловым эфиром или метилизобутилкето-ном при добавлении нитрата аммония в качестве высаливающего средства. Реэкстракцию осуществляют водой. В результате получают уран высокой степени чистоты, который затем перерабатывают на металл или в случае необходимости разделения изотопов — на гексафторид. [c.656]

Уран во внешней среде определяют методом радиометрического анализа путем измерения а-активности сухих и зольных остатков проб с помощью сцинтилляционных детекторов на основе открьггых кристаллов sI(Tl), импульсных ионизационных камер и полупроводниковых кремниевых детекторов. Определение Mraqpo-количесгв урана в почве проводят фотометрическим способом. Он заключается в экстракции урана трибутилфосфатом из раствора нитрата аммония и трилона Б и реэкстракции раствором арсеназо III. Реэкстракт разбавляют концентрированной азотной кислотой, обработанной мочевиной, и анализируют на фотоколориметре с красным светофильтром. Чувствительность метода 10 г/проба погрешность +20%. При определении урана в других минеральных пробах применяют следующий метод. Пробу разлагают плавиковой кислотой, экстрагируют уран этилацетатом и после реэкстраыцш определяют его колориметрически в виде комплекса с арсеназо III. Чувствительность этого метода [c.287]

При изучении экстракции бромида, хлорида, нитрата и ацетата уранила трибутилфосфатом показано, что эфирный кислород ТБФ не принимает непосредственного участия в образовании связи с уранилом. Координация молекул ТБФ осуществляется только через фосфорильный кислород. Аналогичное явление имеет место и при работе с три-н-бутилфосфинокисью [33]. [c.133]

Нитрат тория может экстрагироваться из водных растворов многими органическими экстрагентами. В литературе по аналитической химии описано большое число таких экстрагентов, по единственным экстрагентом, широко применяемым в химических процессах (см. раздел 10.5), является трибутилфосфат. Нитрат тория, будучи в водных растворах сильно ионизованным, образует с ТБФ в органической жидкой фазе нейтральную молекулу, имеющую формулу ТЬ (КЮз) 4 2ТБФ. Таким образом, экстракция протекает более полно, если концентрация ТЬ(МОз)4 высока. В процессе очистки тория в раствор добавляют НМОз или А1(КЮз)з. В этих условиях торий не экстрагируется из водных растворов в столь же значительной степени, как уран (см. раздел 6.4). Для более эффективной экстракции тория из водных растворов необходимо создать более благоприятные, чем для урана, условия экстракции иметь более высокие концентрации ТБФ в растворителе и высаливающих агентов в водной фазе. При низких концентрациях ТБФ уран экстрагируется, а торий остается в водной фазе. На рис. 4.2 показано, что коэффициенты распределения между НКОз и раствором ТБФ урана и тория в области низких концентраций весьма подходящи для их разделения. [c.98]