CS215867B1 - Method of solidifying uranium from non-aqueous liquid phases having limited water intermiscibility - Google Patents

Method of solidifying uranium from non-aqueous liquid phases having limited water intermiscibility Download PDF

Info

Publication number
CS215867B1
CS215867B1 CS335781A CS335781A CS215867B1 CS 215867 B1 CS215867 B1 CS 215867B1 CS 335781 A CS335781 A CS 335781A CS 335781 A CS335781 A CS 335781A CS 215867 B1 CS215867 B1 CS 215867B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
uranium
aqueous
ammonia
aqueous liquid
liquid phase
Prior art date
Application number
CS335781A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Vaclav Baran
Jan Trminek
Original Assignee
Vaclav Baran
Jan Trminek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaclav Baran, Jan Trminek filed Critical Vaclav Baran
Priority to CS335781A priority Critical patent/CS215867B1/en
Publication of CS215867B1 publication Critical patent/CS215867B1/en

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Vynález se týká těch částí jaderného palivového cyklu, v němž se aplikuje extrakce uranu trialkylfosfáty nebo terciárními aminy. Jde v něm o jednostupnovou solidifikaci uranu z uvedených kapalných fází, omezeně mísitelných s vodou, a to kontaktováním se srážecím roztokem, který jako své základní složky obsahuje různé chemické formy amoniaku a oxidu uhličitého, nejlépe v molárním poměru kolem 1,6. Vzniklá sraženina karbonátouranylanu amonného je stále makrokrystalická, i když se její složení zřetelně odlišuje od maximálních hodnot NH^/U ■ 4,0 a COg/ ■ 3,0 a odpovídá vzorci (NH^^/UO^COp 7 s x é 4,0 a y 3,0. Znamená to nižší spotřebu chemikálií při přípravě a nižší obsah neuranových složek v matečném roztoku čili snazší zpracování odpadních vod.The invention relates to those parts of a nuclear fuel cycle in which extraction is applied uranium by trialkyl phosphates or tertiary ones amines. It's one-stage solidification of uranium from said liquid phases, miscible with water, namely by contacting with a precipitating solution as its basic component contains different chemical forms of ammonia and carbon dioxide, preferably at a molar ratio of about 1.6. A precipitate of ammonium carbonate is formed it is still macrocrystalline, though its composition is clearly different from the maximum NH 4 / 4.0 and CO 3 3.0 and corresponds to the formula (NH 4 - / UO 2 CO 2 7 s) x é 4.0 and y 3.0. It means lower consumption chemicals in preparation and lower the content of the neuronal components in the mother liquor or waste processing waters.

Description

Vynález se týká způsobu solidifikace uranu z nevodná kapalné fáze, omezená mísitelné a vodou, kontaktováním a vodným srážecím roztokem, a lze jej uplatnit například v návaznosti na extrakci vodných roztoků uranu.The invention relates to a process for solidifying uranium from a non-aqueous liquid phase limited by miscible and water contacting and aqueous precipitation solution, and can be applied, for example, to the extraction of aqueous uranium solutions.

Dosud se solidifikace uranu provádí ve dvou stupních. Nejprve se uran z roztoku extrakčního činidla v organickém ředidle reextrahuje do vodného roztoku, z něhož se pak uran vysráží činidlem zpravidla alkalické povahy. Požaduje se, aby zbytkový obsah uranu v organické fázi byl co nejmenší, aby se vzniklá uranová sraženina dobře oddělovala od matečného roztoku a aby její vlastnosti byly příznivé pro další zpracování, během kterého se sraženina zpravidla ve vysokoteplotních operacích přemění na práškový kysličník uraničitý, vhodný pro výrobu hutných tablet.So far, solidification of uranium has been carried out in two stages. First, the uranium from the extractant solution in an organic diluent is re-extracted into an aqueous solution, from which uranium is then precipitated by an agent of generally alkaline nature. It is required that the residual uranium content in the organic phase be kept to a minimum, that the resulting uranium precipitate is well separated from the mother liquor and that its properties are favorable for further processing during which the precipitate is generally converted into uranium dioxide powder in high temperature operations. production of dense tablets.

Nevýhodou dosavadních postupů je často nízká účinnost reextrakce a někdy i špatná filtrovatelnost vytvořené uranové sraženiny. Použije-li ee ke srážení roztok uhličitanu amonného, lze dosáhnout velmi dobré filtrovatelnosti sraženiny, její rozpustnost v matečném roztoku je však na rozdíl od produktu vzniklého srážením amoniakem poměrně značná. Rozpustnost této uhličitanové sraženiny je Biče možno snížit uplatněním vysolovacího efektu různých solí, třeba i jen nadbytkem samotného uhličitanu amonného, zvyšuje to však nároky na likvidaci odpadních vod.The disadvantages of the prior art processes are often the low efficiency of reextraction and sometimes poor filterability of the uranium precipitate formed. If an ammonium carbonate solution is used for precipitation, a very good filterability of the precipitate can be achieved, but its solubility in the mother liquor is relatively large, unlike the ammonia precipitation product. The solubility of this carbonate precipitate can be reduced by applying the salting-out effect of various salts, even with an excess of ammonium carbonate alone, but this increases the demand for wastewater disposal.

Podle če. autorského osvědčení č. 174 298 se při přípravě keramického jaderného paliva využívá jednostupňové solidifikace uranu z organických roztoků, v nichž je uran přítomen jako solvát, a to tak, že se vodný roztok obsahující uran přímo kontaktuje s nasyceným vodným roztokem amoniakalizovaného uhličitanu amonného za vzniku makroskopicky krystalické soli tri.karbonátouranylanu tetraamonného (NH^J^fuOgíCO^jjl (dále jen TKUTA). Rovněž v britských patentech č. 1 474 529 a 1 487 223 a v patentu USA ě. 3 966 873 se využívá jednostupňové solidifikace uranu, a to vždy jako jednoho uzlu složitější technologie na čistění nebo separaci uranu, přičemž se mimo jiné nárokuje aplikace na roztoky dialkylfosfátů, koncentrace amonných a uhličitanových iontů v rozmezí 1,5 ař 2,5 mol.l-^· a vytvoření sraženiny výhradně o eložení TKUTA.According to what. No. 174,298 uses a single-stage solidification of uranium from organic solutions in which uranium is present as a solvate by preparing a ceramic nuclear fuel by contacting the aqueous uranium containing solution directly with a saturated aqueous solution of ammoniacalized ammonium carbonate to form macroscopically crystalline salts of tetraammonium tri carbonateouranylate (NH4J4FuOgO4) (hereinafter referred to as TKUTA). Also British Patent Nos. 1,474,529 and 1,487,223 and U.S. Pat. each one node as a complicated technology for the cleaning or separation of the uranium, wherein, inter alia, claimed as solutions by di-alkylphosphates, the concentration of ammonium and carbonate ions in the range of 1.5 mol.l Ar for 2.5 - ^ · and a precipitate is formed exclusively eložení TKUTA.

Nevýhody dosavadních postupů solidifikace uranu odstraňuje způsob solidifikace uranu z nevodné kapalné fáze, omezeně mísitelné b vodou, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že nevodná kapalná fáze, obsahující trialkylfosfáty nebo terciární aminy, se kontaktuje s vodným srážecím roztokem, obsahujícím jako své základní složky různé chemické formy amoniaku a oxidu uhličitého, přičemž srážecí roztok není za daných fyzikálně chemických podmínek žádnou z těchto základních složek nasycen, molární poměr amoniaku a oxidu uhličitého před kontaktováním je větší než 1, s výhodou 1,6, a poměr objemů nevodné fáze a vodné fáze při kontaktovaní je 0,1 až 250, načež se vzniklá uranová sraženina s molárním poměrem uhličitanové složky k uranu rovným nebo menším než 3 a molárním poměrem amoniakální .složky k uranu rovným nebo menším než 4 od matečného roztoku oddělí a podrobí dalšímu zpracování.Disadvantages of the prior art uranium solidification processes are eliminated by the method of solidifying uranium from a non-aqueous, water-miscible liquid phase according to the invention, which comprises contacting a non-aqueous liquid phase containing trialkylphosphates or tertiary amines with an aqueous precipitation solution containing components of the various chemical forms of ammonia and carbon dioxide, wherein the precipitation solution is not saturated with any of these constituents under given physicochemical conditions, the molar ratio of ammonia to carbon dioxide before contacting is greater than 1, preferably 1.6, and the volume ratio of the non-aqueous phase; The aqueous phase on contact is 0.1 to 250, whereupon the resulting uranium precipitate with a molar ratio of carbonate component to uranium equal to or less than 3 and a molar ratio of ammonia component to uranium equal to or less than 4 is separated from the mother liquor and subjected to further treatment. Racing.

K vodnému srážecímu roztoku se z vnějšku s výhodou přidá amonná sůl eilné kyseliny, výhodně dusičnan amonný.Preferably, the ammonium salt of the acid, preferably ammonium nitrate, is added from the outside to the aqueous precipitation solution.

Vodný srážecí roztok použitý ke kontaktování se e výhodou po oddělení uranové srazeni&y a po případné úpravě na'požadované složení zvýšením koncentrace oxidu uhličitého a/nebo amoniaku znovu kontaktuje s novými podíly nevodné kapalné fáze.The aqueous precipitation solution used for contacting is preferably re-contacted with new portions of the non-aqueous liquid phase after the uranium precipitation has been separated and, if necessary, adjusted to the desired composition by increasing the concentration of carbon dioxide and / or ammonia.

Nevodná kapalná fáze s výhodou obsahuje jakožto trialkylfosfát tri-n-bufcylfosfát nebo jako terciární amin tri-n-oktylamin.Preferably, the non-aqueous liquid phase contains tri-n-butylphosphate as trialkyl phosphate or tri-n-octylamine as a tertiary amine.

Výhoda solidifikace uranu způsobem podle vynálezu spočívá v tom, že ee spotřebuje menší množství chemikálií a snáze se zpracovávají odpadní matečné roztoky, které takto obsahují méně neuranových složek. Výhody, dosahované postupem podle autorského osvědčení č. 174 298 jakož i podle britských patentů 2. 1 474 529 a 1 487 223 a podle patentu USA Č, 3 966 873, ve srovnání s dvoustupňovou solidifikací lze dále zvýšit způsobem solidifikace podle vynálezu tak, že se ke kontaktování použije zředěného amoniakálně uhličitanového roztoku s molárním poměrem složek NH^/COg nižším než 2,0, Především se tak sníží obsah amonných iontů v matečném roztoku, což snižuje nároky na přepracování odpadních vod. Rovněž celková koncentrace uhličitanů, vyjádřených jako C02, může být nižší než 1,5 mol.l”'''. A složení vzniklé uranové sraženiny se při plném zachování výborných filtračních vlastností může podstatně lišit od složení trikarbonátového komplexu TKUTA, pro nějž poměr složek NH·}, COg a U je 4 s 3 i 1.The advantage of solidifying uranium by the process of the present invention is that it consumes less chemicals and makes waste mother liquors easier to process which contain fewer neurane components. The advantages achieved by the process of the author's certificate no. 174 298 as well as the British patents 2. 1,474,529 and 1,487,223 and the US patent No. 3,966,873 compared to the two-stage solidification can be further increased by the solidification method according to the invention so that A dilute ammoniacal carbonate solution having a NH / / COg molar ratio of less than 2.0 is used for contacting. In particular, the ammonium content of the mother liquor is reduced, thereby reducing the wastewater treatment requirements. Also, the total concentration of carbonates, expressed as CO 2 , may be less than 1.5 mol.l -1. And the composition of the resulting uranium precipitate, while fully maintaining excellent filtration properties, can differ significantly from the composition of the TKUTA tricarbonate complex, for which the ratio of NH 4}, COg and U is 4 s 3 i 1.

Způsob solidifikace uranu podle vynálezu lze výhodně uplatnit na více místech jaderného palivového cyklu, například při přípravě jaderně čistého uranu extrakcí tributylfosfátem, kde vedle technologických výhod jako je vypuštění operace reextrakce do vodné fáze, značné zvýšení účinnosti přechodu uranu z organické fáze a výborná filtrovatelnost sraženiny, se uplatní i čisticí efekt, který je důsledkem vytvoření velmi pevných komplexů mezi uhličitanovými a uranylovými ionty. Jinou možností, jak uplatnit způsob solidifikace uranu podle vynálezu, je přěměna hexafluoridu uranového, například po jeho izotopickém obohacení na palivový kysličník uranicitý, kde po hydrolýze hexafluoridu v modifikovaném vodném roztoku a po extrakci uranu z tohoto roztoku tributylfosfátem - viz čs. autorském osvědčení č. 193 808 - lze v postupu pokračovat srážecí reextrakcí. Při zachování výše uvedených technologických výhod ee zde čisticí efekt specifikuje na dočištění uranu od nežádoucího fluóru. Způsob solidifikace uranu podle vynálezu-se dá výhodně využít také při přepracování vyhořelého paliva metodou těkavých fluoridů, kde v konečné fází je třeba přeměnit izolovaný hexafluorid uranu na kysličníkový produkt. Čisticí efekt se zde projeví snížením obsahu štěpných produktů.The uranium solidification process of the present invention can be advantageously applied at multiple sites in the nuclear fuel cycle, for example in the preparation of nuclear-pure uranium by tributyl phosphate extraction, where besides technological advantages such as releasing the reextraction operation into the aqueous phase. the purification effect is also a consequence of the formation of very strong complexes between carbonate and uranyl ions. Another possibility to apply the uranium solidification process of the present invention is to convert uranium hexafluoride, for example after isotopic enrichment to uranium dioxide, where after hydrolysis of hexafluoride in a modified aqueous solution and extraction of uranium from the solution with tributyl phosphate - cf. Certificate No. 193 808 - the procedure can be continued by precipitation reextraction. While maintaining the above technological advantages, ee here specifies the cleaning effect to purify uranium from undesirable fluorine. The uranium solidification process according to the invention can also be advantageously used in the reprocessing of spent fuel by the volatile fluoride method, where in the final phase the isolated uranium hexafluoride must be converted to an oxide product. The cleaning effect results in a reduction in the content of fission products.

Solidifikace uranu podle vynálezu lze dále použít všude tam, kde se uplatní vyšší účinnost srážecí reextrakce ve srovnání s reextrakcí do vody či okyselených vodných roztoků, například v analytických postupech na stanovení uranuv organické fázi anebo při použití velmi účinných extrakčních činidel, ze kterých se uran převádí běžnou reextrakcí do vody s nízkou účinností. V některých případech je vhodné k izolaci uranu z organické fáze použít srážecího uhličitanového roztoku, nasyceného uranem. V takovém případě podíly uranu, přešlé z organické do vodné fáze, vytvoří sraženinu, takže obsah uranu ve vodné fázi se zachová čili účinnost srážecí reextrakce se nesníží; je pouze nezbytné zachovat ve srážecím roztoku dostatečné koncentrace amoniakální a uhličitanové složky, protože obě přecházejí spolu a reextrahovaným uranem do sraženiny. Toho lze dosáhnout například recyklováním matečného roztoku po oddělení sraženiny a jeho dosycením amoniakem a oxidem uhličitým.Further, the uranium solidification according to the invention can be used wherever a higher precipitation reextraction efficiency is applied compared to reextraction into water or acidified aqueous solutions, for example in analytical procedures for the determination of uranium in the organic phase or by using very efficient extraction agents from which uranium is transferred. by normal reextraction into low efficiency water. In some cases, it is appropriate to use a uranium-saturated precipitation carbonate solution to isolate uranium from the organic phase. In this case, the proportions of uranium transferred from the organic to the aqueous phase form a precipitate so that the uranium content in the aqueous phase is maintained or the precipitation reextraction efficiency is not reduced; it is only necessary to maintain sufficient concentrations of the ammoniacal and carbonate components in the precipitation solution, since they both pass together with the re-extracted uranium into a precipitate. This can be achieved, for example, by recycling the mother liquor after separation of the precipitate and saturating it with ammonia and carbon dioxide.

Postup je dále objasněn na příkladech provedení, jež však nevyčerpávají všechny možnosti nového postupu, který lze dále přizpůsobit nebo obměnit podle podmínek.The procedure is further elucidated by means of exemplary embodiments, but do not exhaust all the possibilities of a new procedure which can be further adapted or varied according to the conditions.

Roztok uranu o koncentraci 0,40 mol.l“1 v nevodné kapalné fázi, tvořené roztokám 30 % objemu tri-n-butylfosfátu v petroleji, byl kontaktován s různými objemy vodného uhličitanového roztoku, připraveného z 95 g HH^HCO^ a 95 ml vodného amoniaku o koncentraci 7,12 mol.l™''·, tj. o koncentraci uhličitanu (vyjádřeno jako oxid uhličitý) COg »1,2 mol.l™’'· a s molárním poměrem amoniakální a uhličitanové složky NH^/GOg = 1,56. Molární srážecí poměr uhličitanů k uranu (C/U) , použitý k preparaci, spolu s rentgenovou strukturou prep vzniklé sraženiny a jejími molárními poměry NH^/U a COg/U, je uveden v tabulce 1.A solution of 0.40 mol.l -1 of uranium in the non-aqueous liquid phase, consisting of solutions of 30% by volume of tri-n-butylphosphate in kerosene, was contacted with various volumes of an aqueous carbonate solution prepared from 95 g of HH 2 HCO 3 and 95 ml. aqueous ammonia having a concentration of 7.12 mol.l ™ ", i.e. a carbonate concentration (expressed as carbon dioxide) of CO2 > 1.2 mol.l ™ " and a molar ratio of ammonia to carbonate component NH4 / GOg = 1.56. The molar precipitation ratio of carbonates to uranium (C / U) used for the preparation, together with the x-ray structure of the prep precipitate and its molar ratios of NH4 / U and COg / U, is shown in Table 1.

Tabulka 1Table 1

<C/U)pr.p( C / U) pr.p Struktura produktu Product structure NH3/U NH 3 / U CO?/UWHAT ? /AT Po vysušení byl filtiační koláč ... After drying, the filter cake was ... 1,5 1.5 hydroxokarbonát hydroxocarbonate 1,25 1,25 1,35 1.35 .... kompaktní .... compact 3,0 3.0 hydroxokarbonát hydroxocarbonate 2,30 2.30 2,41 2.41 .... kompaktní .... compact 4,0 4.0 TKUTA a^TKUTA and ^ 3,69 3.69 2,93 2.93 .... sypký prášek .... loose powder 5,0 5.0 TKUTA TKUTA 3,70 3.70 2,99 2.99 .... sypký prášek .... loose powder 6,0 6.0 TKUTA TKUTA 3,71 3.71 3,00 3.00 .... sypký prášek .... loose powder

a) Zkratka pro trikarbonátouranylan tetraamonný o vzorci (NH^(a) Abbreviation for tetraammonium tricarbonateouranylate of formula (NH4)

Pro systémy, v nichž vznikly preparáty se strukturou TKUTA, byla zbytková kom sntrace uranu v organickém roztoku menší než 0,008 mol.l“’'' a koncentrace uhličitanů (vy; ídřeno jako COg) v matečném vodném roztoku byla v rozmezí 0,15 až 0,44 mol.l“·'·.For systems producing TKUTA structures, the residual uranium concentration in the organic solution was less than 0.008 mol.l -1, and the carbonate concentration (expressed as COg) in the mother liquor was in the range of 0.15 to 0.18 mol.l -1. 0.44 mol.l '·' ·.

Příklad 2Example 2

Tentýž organický roztok jako v příkladu 1 o koncentraci uranu 0,17 2101.1-1 a 1 cážecí vodný uhličitanový roztok se stejným složením jako v příkladu 1, ale připravený syi sním vody plynným amoniakem a oxidem uhličitým, dal po krátkodobém intenzivním míchání ’ fsledky, obsažené v tabulce 2.The same organic solution as in Example 1, with a uranium concentration of 0.17 2101.1 -1 and 1 a charged aqueous carbonate solution of the same composition as in Example 1, but the prepared syngas of water with ammonia and carbon dioxide gas gave the results of brief mixing. in Table 2.

Tabulka 2Table 2

(C/U) ' 'proo (C / U) '' proo Struktura produktu Product structure NH3/U NH 3 / U co2/uco 2 / u Po vysušení byl filtrační ; oláč.. After drying, it was filtered; oláč .. 3,0 3.0 amorfní amorphous 0,47 0.47 1,14 1.14 .... kompaktní .... compact 4,0 4.0 TKUTA a)TKUTA a ) 3,00 3.00 2,56 2.56 .... sypký prášek .... loose powder 5,0 5.0 TKUTA TKUTA 3,50 3.50 2,72 2.72 .... sypký prášek .... loose powder 6,00 6.00 TKUTA TKUTA 3,71 3.71 2,84 2.84 .... sypký prášek .... loose powder

a) Symbolika viz tabulka 1a) For symbolism see Table 1

Pro systémy, v nichž se vytvořila sraženina se strukturou TKUTA, byla zbytkov kon_Ί z oentrace uranu v organické fázi nižší než 0,003 mol.l , koncentrace uhličitanů ve irodnem xoztoku se pohybovala v rozmezí 0,30 až 0,41 mol.l“1»For systems in which a precipitate formed with the structure TKUTA, the residual kon_Ί oentrace of uranium in the organic phase is less than 0.003 mol.l, carbonate concentration in natural xoztoku ranged from 0.30 to 0.41 mol.l "1»

Příklad 3Example 3

Tentýž organický roztok uranu jako v příkladu 2' byl v konstatním objemovém poměru 1 : 0,555 kontinuálně dávkován do míchaného reaktoru s přepadem k vodnému srážecímu uhličitanovému roztoku, jehož koncentrace uhličitanové složky byla konstantní a rovná 1,2 mol.l-!, kdežto koncentrace amoniakální složky se měnila v molárním poměru NH^/COg, uvedeném spolu s dalšími údaji v tabulce 3.The same organic uranium solution as in Example 2 'was continuously fed in a constant volume ratio of 1: 0.555 to a stirred reactor with an overflow to an aqueous precipitation carbonate solution whose concentration of carbonate component was constant and equal to 1.2 mol.l - 1 while the ammonia concentration the components were varied in the NH 4 / CO 3 molar ratio, reported along with the other data in Table 3.

Tabulka 3Table 3

NH3/CO2 NH 3 / CO 2 Struktura produktu Product structure NH-j/U NH-J / U GOg/U GOg / U Po vysušení byl filtrační koláč After drying, the filter cake was 1,0 1.0 hydroxokarbonát hydroxocarbonate 1,89 1.89 2,00 2.00 .... kompaktní .... compact 1,2 1,2 hydroxo karboná t hydroxo carbonate t 3,08 3.08 2,61 2.61 .... hrudkovitý prášek .... lumpy powder Ι,θ Ι, θ TKUTAz a)TKUTA of a ) 3,92 3.92 2,87 2.87 .... sypký prášek .... loose powder 2,2 2.2 TKUTA TKUTA 3,91 3.91 2,89 2.89 .... sypký prášek .... loose powder 3,1 3.1 TKUTA TKUTA 3,96 3.96 3 ,01 3, 01 .... sypký prášek .... loose powder

a) Symbolika viz tab. 1a) Symbolism see tab. 1

Zbytkový obsah uranu v organické fázi se zvyšoval s růstem poměru NH^/COg ve srážecím roztoku a pohyboval se v rozmezí 0,003 až 0,006 mol.l“!, obsah uhličitanů ve vodném matečném roztoku byl vždy blízký 0,30 mol.l , kdežto obsah amoniaku stoupal a pohyboval se v rozmezí 1,5 - 3,3 M,The residual uranium content in the organic phase increased with an increase in the NH4 / COg ratio in the precipitation solution ranging from 0.003 to 0.006 mol.l -1, the carbonate content of the aqueous mother liquor was always close to 0.30 mol.l, whereas the content of ammonia increased and ranged from 1.5 to 3.3 M,

Příklad 4Example 4

Výchozí roztoky, uvedené v příkladu 1, byly kontaktovány tak, že do kádinky byl předložen konstantní objem organické fáze, ke které byla za míchání přidávána vodná fáze o složení z přikladu 1, a to podle údajů skleněné elektrody registrovaných laboratorním pH-metrem. Údaje obsahuje tabulka 4.The starting solutions of Example 1 were contacted by adding a constant volume of the organic phase to the beaker to which an aqueous phase of the composition of Example 1 was added under stirring, according to the glass electrode data registered by a laboratory pH meter. The data are shown in Table 4.

Tabulka 4Table 4

údaj pH-metru pH meter reading Struktura produktu Product structure NH^/U' NH4 / U ' co2/uco 2 / u Po vysušení byl filtr, koláč After drying, the filter was a cake 5,5 5.5 hydroxokarbonát hydroxocarbonate 1,05 1.05 1,29 1.29 ... kompaktní ... compact 6,5 6.5 hydróxokarbonát Hydrocarbonate 1,83 1.83 1,85 1.85 ... kompaktní ... compact 7,0 7.0 TKUTA TKUTA 2,65 2.65 2,34 2.34 .... sypký prášek .... loose powder 7,5 7.5 TKUTA TKUTA 3,13 3.13 2,45 2.45 ... sypký prášek ... loose powder θ,5 θ, 5 TKUTA TKUTA 3,81 3.81 2,74 2.74 ... sypký prášek ... loose powder

a) Symbolika viz tab. 1a) Symbolism see tab. 1

Při tomto způsobu provedení byla patrna odlišnost mezi preparáty se strukturou TKUTA a ostatními v tom, že vzniklá sraženina se v rozmezí pH 6,5 až 7,0 převážně rozpustila a vzápětí nato se začala tvořit sraženina nová. Rozdíl mezi uvedenými typy sraženin - stejně jako v ostatních případech - byl v tom, že makrokrystalická sraženina se strukturou TKUTA ve vodné fázi velmi rychle sedimenťovala a vytvořilo se ostré rozhraní. To má význam i při dělení obou kapalných fází, které je velmi rychlé a ostré.In this embodiment, the difference between the preparations with TKUTA structure and the others was apparent in that the precipitate formed was largely dissolved in the pH range of 6.5 to 7.0, and a new precipitate began to form thereafter. The difference between these types of precipitates - as in other cases - was that the macrocrystalline precipitate with the TKUTA structure sedimented very rapidly in the aqueous phase and formed a sharp interface. This is also important when separating the two liquid phases, which is very fast and sharp.

Příklad 5Example 5

Při nízkých koncentracích uranu v organickém roztoku, např. od 0,01 mol.l-! a níže, se kontaktováním se stejným objemem srážecího roztoku, složením odpovídajícím příkladu 1, žádná uranová sraženina nevytvoří. Pokud za jinak zcela shodných podmínek bylo pou to několikanásobně menšího objemu vodné fáze, vznikl krystalický produkt se strukturo TKUTA jídaje o systémech tohoto typu shromažduje tabulka 5.At low concentrations of uranium in the organic solution, e.g., from 0.01 mol.l -! and below, by contacting with an equal volume of the precipitation solution, the composition corresponding to Example 1, no uranium precipitate forms. If, under otherwise identical conditions, the water phase volume several times smaller was used, a crystalline product with the structure of TKUTA, having systems of this type, was collected in Table 5.

Tabulka^Table ^

Koncentrace U v org. fázi před srážením po srážení mol.I-1 U concentration in org. phase before precipitation after precipitation mol.I -1 Objemový pom^r V. i V , o?g vod Volumetric ratio ^ r V. i V, o? g vod Vysrážený U % hmotnosti Precipitated U % by weight U v raateč. roztoku hmot, % U in ratchet. solution of masses,% Rozdělovači poměr13 Partition ratio 13 0,083 0,083 0,0001 0.0001 2,4 2.4 84,3 84.3 15,6 15.6 320 320 0,056 0,056 0,0001 0.0001 3,6 3.6 84,7 84.7 15,1 15.1 290 290 0,033 0,033 0,0001 0.0001 3,0 3.0 74,1 74.1 25,5 25.5 234 234 0,010 0.010 0,0002 0.0002 _____2^7_______ _____ 2 ^ 7 17,9 17.9 79,6 79.6 93 93

b) Poměr koncentrace uranu ve vodné fázi, matečném roztoku a organické fázi po srážecí reextrakci.b) The ratio of uranium concentration in the aqueous phase, the mother liquor and the organic phase after the precipitation re-extraction.

Uvedené údaje dokumentují jednak značnou účinnost přechodu uranu z organické do vodné fáze ve shora oopoaných podmínkách, jednak možnost dosáhnout sblidifikace uranu jeho zkoncentrováním do vodné fáze, a to použitím menšího objemu vodného srážecího roztoku ve srovnání s objemem výchozího organického roztoku.These data illustrate the considerable efficiency of the transition of uranium from the organic to the aqueous phase under the above-described conditions, and the possibility of achieving a uranium concentration by concentrating it into the aqueous phase by using a smaller volume of an aqueous precipitation solution compared to the volume of the starting organic solution.

Příklad 6Example 6

10^¾) roztoku 7,5 % obj. trioktylaminu a obsahem uranu 0,04 mol.l-1 bylo 5 minut10 µl of a 7.5 vol% trioctylamine solution with a uranium content of 0.04 mol.l -1 was 5 minutes

4' o 5 mícháno s 10 ml srážecího roztoku, složením odpovídajícího příkladu 1, nebo se změněným poměrem NH^/COg na 3,0. V obou případech se vytvořila krystalická sraženina, která po vysušení na vzduchu vytvořila kompaktní koláč. Podle rentgenové analýzy šlo v prvém případě o hydroxokarbonát, ve druhém byla struktura shodná s TKUTA.4 '5 mixed with 10 ml of the precipitating solution, the composition corresponding to Example 1 or a changed ratio of NH ^ / COG 3.0. In both cases, a crystalline precipitate formed which, after air drying, formed a compact cake. According to X-ray analysis, in the first case it was hydroxocarbonate, in the second the structure was identical with TKUTA.

Příklad 7Example 7

Organická fáze byla tvořena roztokem 30 % obj. tri-n-butylfosfátu v petroleji, srážecí roztok měl bud složení jako v příkladě 1 (pokus A), nabo obsahoval navíc ještě dusičnan amonný o koncentraci 1 mol.l 1 (pokus B) a 3 mol.l 1 (pokus C). V tabulce 6 je zachycena materiálová bilance uranu po srážecí reextrakci, která dokumentuje vztah mezi snížením rozpustnosti uranu ve vodném matečném roztoku a zvýšením množství solidifikovaného uranu.The organic phase was comprised of a solution of 30 vol.% Tri-n-butyl phosphate in kerosene had either precipitant solution composition as in Example 1 (Run A), charge additionally contained ammonium nitrate concentration of 1 mol.l 1 (experiment B) and 3 mol.l 1 (experiment C). Table 6 shows the uranium material balance after precipitation reextraction, which illustrates the relationship between decreasing the solubility of uranium in aqueous mother liquor and increasing the amount of solidified uranium.

Pokus Try U v ma1 M U in ma1 M tečném mg tangent mg roztoku % solution % U ve mg U ve mg sraženině % precipitate % Celkové množství U podle analýz mg % (vztaženo na vých. množství; Total amount of U as analyzed mg% (based on Eastern amount; A AND 0,137 0.137 163,5 163.5 43,5 43.5 212,1 212.1 56,5 56.5 375,6 105,2 375.6 105.2 B (B) 0,024 0.024 28 28 7,7 7.7 337,0 337.0 92,3 92.3 365,0 102,2 365.0 102.2 C C 0,0067 0.0067 8 8 2,1 2.1 365,8 365.8 97,9 97.9 368,0 104,7 368.0 104.7

215 3t-7215 3t-7

Claims (4)

1. Způsob solidifikace uranu z nevodné kapalné fáze, omezeně mísitelné s vodou, kontaktováním s vodným srážecím roztokem, vyznačený tím, že nevodná kapalná fáze obsahující trialkylfosfáty nebo terciární aminy se kontaktuje s vodným srážecím roztokem, obsahujícím jako své základní složky různé chemické formy amoniaku a oxidu uřiličitého, jejichž koncentrace vo vodné fázi jsou nižší než odpovídá jejich nasycení za daných fyzikálních a chemických podmínek, molární noměr amoniaku a oxidu unličitého před kontak továním je větší než 1, s výhodou 1,6, a poměr objemů nevodné kapalné fáze a vodné fáze při kontaktování je 0,1 až 250, načež se vzniklá uranová sraženina, s molárním poměrem uhličitanové složky k uranu rovným nebo menším než 3 a molárním poměrem amoniakální složky k runau rovným nebo menším než 4, od matečného roztoku oddělí a podrobí dalšímu zpracování.A process for solidifying uranium from a non-aqueous liquid phase, miscible with water, by contacting an aqueous precipitation solution, characterized in that the non-aqueous liquid phase containing trialkylphosphates or tertiary amines is contacted with an aqueous precipitation solution containing various chemical forms of ammonia as its constituents. of carbon dioxide whose concentrations in the aqueous phase are lower than their saturation under given physical and chemical conditions, the molar ratio of ammonia and carbon dioxide before contacting is greater than 1, preferably 1.6, and the volume ratio of the non-aqueous liquid phase and the aqueous phase upon contacting 0.1 to 250, the resulting uranium precipitate, with a molar ratio of carbonate component to uranium equal to or less than 3 and a molar ratio of ammonia to runau equal to or less than 4, is separated from the mother liquor and subjected to further processing. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že k vodnému srážecímu roztoku se z vnějšku přidá amonná sůl silné kyseliny, s výhodou dusičnan amonný.2. A process according to claim 1, wherein an ammonium salt of a strong acid, preferably ammonium nitrate, is added externally to the aqueous precipitation solution. 3. Způsob podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že vodný srážecí roztok použitý ke kontaktování se po oddělení uranové sraženiny a po případné úpravě na požadované složení zvýšením koncentrace oxidu uhličitého a/nebo amoniaku znovu kontaktuje s novými podíly nevodné kapalné fáze.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the aqueous precipitation solution used for contacting is re-contacted with new portions of the non-aqueous liquid phase after the uranium precipitate has been separated and, if necessary, adjusted to the desired composition by increasing the concentration of carbon dioxide and / or ammonia. 4. Způsob podle bodu 1, 2 nebo 3, vyznačený tím, že nevodná kapalná fáze obsahuje jako trialkylfosfát tri-n-butylfosfát nebo jako terciární amin tri-n-oktylamin.4. A process according to claim 1, wherein the non-aqueous liquid phase comprises tri-n-butyl phosphate as trialkyl phosphate or tri-n-octylamine as tertiary amine.
CS335781A 1981-05-07 1981-05-07 Method of solidifying uranium from non-aqueous liquid phases having limited water intermiscibility CS215867B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS335781A CS215867B1 (en) 1981-05-07 1981-05-07 Method of solidifying uranium from non-aqueous liquid phases having limited water intermiscibility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS335781A CS215867B1 (en) 1981-05-07 1981-05-07 Method of solidifying uranium from non-aqueous liquid phases having limited water intermiscibility

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS215867B1 true CS215867B1 (en) 1982-09-15

Family

ID=5373363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS335781A CS215867B1 (en) 1981-05-07 1981-05-07 Method of solidifying uranium from non-aqueous liquid phases having limited water intermiscibility

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS215867B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4599221A (en) Recovery of uranium from wet process phosphoric acid by liquid-solid ion exchange
US3966873A (en) Uranium complex recycling method of purifying uranium liquors
US4519996A (en) Method for enriching and separating heavy hydrogen isotopes from substance streams containing such isotopes by means of isotope exchange
US4609533A (en) Process for selective separation of plutonium from uranium and other metals
US5085834A (en) Method for separating by using crown compounds plutonium from uranium and from fission products in the initial stages for the reprocessing of irradiated nuclear fuels
CS215867B1 (en) Method of solidifying uranium from non-aqueous liquid phases having limited water intermiscibility
Schlea et al. Uranium (IV) nitrate as a reducing agent for plutonium (IV) in the Purex process
Srinivasan et al. Effect of Uranium on third phase formation in the Pu (IV)-HNO3-TBP-Dodecane system
US2796424A (en) Separation process by adsorption
Qureshi et al. Synthesis and ion-exchange properties of reproducible stannic molybdoarsenate. Separations of Ba2+–La3+, Mg2+–La3+, Sr2+–Y3+, and Sr2+–La3+
US3395976A (en) Process for the separation of zirconium from hafnium
Hsieh et al. Alkylene bisdithiocarbamates as complexing agents for the preconcentration of trace metals in aquatic samples
Romanovski et al. Plutonium (IV) and Plutonium (VI) Extraction by 1-Hydroxy-6-N-octylcarboxamide-2 (1H)-pyridinone
EP0116097B1 (en) Method of recovering uranium
US4124525A (en) Process for working up uranium-thorium wastes
Cooper et al. Aqueous Processes for Separation and Decontamination of Irradiated Fuels
RU2049728C1 (en) Method of scandium extraction
Dizdar et al. Determination of free acid in uranium (vi) solutions by means of cation exchangers
Tuyl et al. Recovery of fission product cesium from acidic wastes
US2792412A (en) Recovery of ruthenium from aqueous solutions
US2894806A (en) Recovery of protactinium from aqueous solutions
Needleman Spectrophotometric Determination of Cobalt in Iron and Steel with 2-Nitroso-1-Naphthol.
US4585626A (en) Process for making into useful products the uranium and rare earths contained in impure UF4 resulting from the extraction of uranium from phosphoric acid
Mahapatra et al. The Development of a Simple Method for the Preparation of Reactor-Grade Zirconium
Fujinaga et al. Solvent extraction of alkali metal ions with chromium complexes