CS224844B1 - Způsob separace izotopů uranu metodou řízené distribuce - Google Patents
Způsob separace izotopů uranu metodou řízené distribuce Download PDFInfo
- Publication number
- CS224844B1 CS224844B1 CS293982A CS293982A CS224844B1 CS 224844 B1 CS224844 B1 CS 224844B1 CS 293982 A CS293982 A CS 293982A CS 293982 A CS293982 A CS 293982A CS 224844 B1 CS224844 B1 CS 224844B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- uranium
- separation
- anion exchanger
- controlled distribution
- concentration
- Prior art date
Links
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 46
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims description 8
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 15
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 claims description 6
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 5
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 5
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 claims description 5
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- -1 anionic uranium complexes Chemical class 0.000 claims description 3
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O pyridinium Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 238000005372 isotope separation Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002051 biphasic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 150000003671 uranium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 125000000022 2-aminoethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])N([H])[H] 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical group C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000001174 sulfone group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 125000005289 uranyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000384 uranyl sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Description
Separace isotopů metodou řízené distribuce s využitím zejména kinetického a rovnovážného koncentračního efektu je chráněna čs.A.O. 214 904 a čs.A.O. 214 9θ5· Je založena na rozdělení isotopů ve dvoufázových systémech typu, například pevná fáze - kapalná fáze, pevná fáze - plynná fáze, nebo kapalná fáze - kapalná fáze za podmínek, kdy rozdílná koncentrace dělených isotopů se projeví různou rychlostí transportu do druhé fáze a kdy isotopová výměna je retardována.
Metodu řízené distribuce je možno použít k děleni isotopů ura nu v systému sorbent - vodný roztok. Jako sorbenty byly v citovaných A.O. uvedeny měniče kationtů na bázi syntetických polymerů, / zvláště styrenvinylbenzenové kopolymery se sulfonovými skupinami a obecně polymerní katexy s chelatujícími skupinami. Isotopy byly děleny z vodných roztoků uranylových solí a vzhledem k povaze sorbentů byly předmětem separace kationtové formy sloučenin uranu.
V citovaných A.O. byly k dělení isotopů uranu použity také biosorbenty připravené z mycelia houby Penicilium chrysogenum zpevněním syntetickými pryskyřicemi postupy chráněnými čs.A.O. 155 833.. Také sorbenty tohoto typu mají charakter měničů kationtů, resp. cheliatu jících měničů kationtů.
I když způsob separace isotopů metodou řízené distribuce má široké uplatnění ve dvoufázových systémech nejrůznějšího typu, bylo nepochybně zjištěno a v citovaných A.O. doloženo, že konkrétní výsledek je do značné míry záviský na složení obou fází. Aplikuje-li se metoda řízené distribuce na systém sorbent-vodný roztok je dosahovaný separační faktor významně závislý na typu 3» fyzikálním 'll'
224 644 a chemickém složení sorbentu. Změnou typu sorbentu a na něm závislého složení kapalné fáze je možno kromě toho očekávat dosažení různých výhod při technologickém provedení separačního procesu, resp. v ekonomií obohacovacího postupu při přechodu do provozního mžitka. Sloučeniny uranu jsou známy schopností snadné tvorby komplexů kationtových, aniontových i neutrálních, vyskytujících se často v roztoku současně. Pro separaci isotopů uranu metodou řízené distribuce byly zatím využity jen kationtové komplexy, zatímco ostatním byla v procesu přisouzena pasivní funkce.
Tuto\výhodu odstraňuje způsob separace isotopů uranu metodou řízené distribuce s využitím zejména koncentračního isotopového jevu ve dvoufázových systémech, přičemž jedna z fází je vodným nebo nevodným roztokem isotopů uranu obsahujícím aniontové komplexy uranu a druhá fáze je měničem iontů, vyznačený tím, že jako měnič iontů se použije měnič aniontů na bázi vinylových polymerů nebo celulózy, tj.silně bazický měnič aniontů na bázi syntetických polymerů s aktivními skupinami trimethylamoniovými, hydroxyethyl-dimethyl-amóniovými a pyridiniovými, případně středně bazický měnič aniontů na bázi syntetických polymerů s aktivními skupinami aminovými, případně měnič aniontů na bázi sférické celulózy s aktivními skupinami aminovými.
Způsob separace isotopů uranu ve formě aniontových komplexů podle předloženého vynálezu je zvláší výhodné především tím, že aniontové komplexy uranu vznikají velmi snadno a ve vysoké koncentra ci vzhledem k ostatním komplexům jsou pro separační proces lehce dostupné. Je známo například, že uran se velkopřovozně získává z přírodních surovin loužením kyselinou sírovou á izoluje se sorpcí na měničích aniontů jako anientový komplex. Tím se nabízí možnost kombinace obohacovacího procesu se získáváním uranu z přírodních surovin, což je další výhoda způsobu separace isotopů uranu dle tohoto vynálezu.
Ukázalo se také, že separační účinnost měničů aniontů při obohacování uranu je dostatečně vysoká a v některých případech vyšší než u měničů kationtů.
Příklad 1
224 844
0,5 S nabotnalého, odstředěného silně bazického měniče aniontů na bázi vinylových polymerů s aktivními skupinami trimethylamoniovými, výrobní označení Amberlite ZRA 400 v Cl -formě bylo kontaktováno za míchání při teplete 298K s 25 ml roztoku o složení 0,01 M síranu uranylu (uO^SOj^) +.0,1 M síranu sodného (Na^SO^) (pH cca 2,5) · Pm<j£íjsi«d©l3ě bylo míchání přerušeno, kapalná a ionexová fáze byly od ?Šebe odděleny a v kapalné fázi byla stanovena celková koncentrace uranu (fotometričkou metodou pomocí činidla AZO i) a atomární poměr izotopů uranu (u) : uranu(u) (na hmoj tovém spektrometru zn. MICROMASS 30B). Izotopové složení výchozího roztoku odpovídalo složení přírodního uranu, tj. puranu(u) ! 2^uranu(u) = 0,725-10 Z výsledků byla spočítána hodnota separačního faktoru (separační faktor je definován jako poměr izotopoeř oqQ pických poměrů . uranu(u) : uranu(u) ve fázi ionexu k témuž izotopickému poměru ve fázi roztoku). Výsledky, tj. hodnoty celkové koncentrace uranu a separačních faktorů jako funkce času jsou shrnuty v následující tabulce;
| Čas (min) | 0 | 5 | 10 | 20 | 40 | 80 |
| Celková koncentrace | 0,01 | 0,0074 | 0,0065 | 0,0055 | 0,0045 | 0,0033 |
| uranu (m) | ||||||
| Separační faktor | 1,000 | 0,989 | 0,991 | 0,996 | 0,999 | 0,999 |
Příklad 2
Stejným pracovním postupem jako v příkladě 1 byla stanovena časová změna celkové koncentrace uranu a separačního faktoru pro sorpci uranů na silně bazický měnič aniontů na bázi vinylových polymerů s aktivními skupinami hydřcxyethyl-dimethýl-amoniovými, výrobní označení Amberlite IRA-410:
čas (min)
20 40
Celková koncentrace uranu (m)
Separační faktor
0,01
1,000
0,0087
1,003
0,0084
0,986
0,0076
0,991
0,0065
0,997
0,0053
0,999
Příklad 3
Stejným pracovním postupem jako v příkladě 1 bylav stanovena oasová aaěna celkové koncentrace uranu a separaěního faktoru pro sorpci uranu na středně bazický měnič aniontů na bázi Vinylových polymerů s aktivními skupinami aminovými, výrobní označení Amberlite KA-93 v Cl‘ -formě:
| Čas (min) | 0 5 | 10 | 20 | 4o | 80 |
| Celková koncentrace | 0,01 0,0079 | 0,0072 | 0,0066 | 0,0055 | 0,0048 |
| uranu (m) | |||||
| Separační faktor | 1,000 1,006 | 1,020 | 1,013 | 1,007 | 0,998 |
Příklad 4
Stejným pracovním postupem jako v příklad 1 byla stanovena časová změna celkové koncentrace uranu a separaěního faktoru pro sorp či uranu na středně bazický měnič aniontů na bázi vinylových polymerů s aktivními skupinami aminovými, výrobní označení Amberlite IRA-93 v OH“ -formě:
| Čas (min) | 0 | 5 | 10 | 20 | 4o | 80 |
| Celková koncentrace uranu (m) | 0,01 | 0,0074 | 0,0065 | 0,0060 | 0,0055 | 0,0047 |
| Separační faktor | 1,000 | 1,014 | 1,037 | 1,007 | 1,002 | 1,001 |
Příklad 5
Stejným pracovním postupem jako v příkladě 1, avšak s roztokem 0,01 M síranu uranylu (uOgSO^) (přírodní uran), byla stanovena časová změna celkové koncentrace uranu a separaěního faktoru pro sorp ci uranu na silně bazický měnič aniontů na bázi vinylových polymerů s aktivními skupinami pyridiniovými, výrobní označení Varion AP v SO* -formě:
224 844
| Čas (min) | 0 | 2 | 5 | 20 | 4o | 160 |
| Celková koncentrace uranu (m) | 0,01 | 0,0094 | 0,0091 | .0,0078 | 0,0062 | 0,0046 |
| Separační faktor | 1,000 0,860 | 0,941 | 0,982 | 0,987 | 0,994 |
Příklad 6
1,0 g nabotnalého, odstředěného slabě bazického anexu s aminoethylovými funkčními skupinami, na bázi perlové celulózy, v OH ^formě bylo kontaktováno za míchání, při teplotě 293K, s 20 ml roztoku o složení 0,01M UO^SO^ (pH cca 3). Další postup byl stejný jako v příkladě 1. Výsledky, tj. hodnoty celkové koncentrace uranu a separačních faktorů jako funkce času, jsou shrnuty v následující tabulce:
| Čas (min) 0 | 2 | 5 | 10 | 30 | 60 |
| Celková koncentrace θ | |||||
| uranu (m) * | 0,0095 | 0,0094 | 0,0082 | 0,0071 | 0,0061 |
| Separační faktor 1,000 | 0,977 | 0,994 | 0,996 | 0,999 | 1,000 |
Claims (4)
1. Způsob separace izotopů uranu metodou řízené distribuce s využitím zejména koncentračního izotopového jevu ve dvoufázových systémech, přičemž jedna z fází je vodným nebo nevodným roztokem izotopů uranu obsahujícím aniontové komplexy uranu a druhá fáze je měničem iontů, vyznačený tím, že jako měnič iontů se použije měnič aniontů na bázi vinylových polymerů nebo' celulózy.
2. Způsob podle bodu 1^vyznačený tím, že jako měnič iontů se použije silně bazický měnič aniontů na bázi syntetických polymerů s aktivními skupinami trimethylamoniovými, hydroxyethyl-dimethyl -amoniovými a pyridiniovými.
3. Způsob podle bodu l^vyznačený tím, že jako měnič iontů se použije středně basický měnič aniontů na bázi syntetických polymerů s aktivními skupinami aminovými.
4. Způsob pojit bodto vyznačený tím, měnič aniontů na bázi sférické aminovými.
že jako měnič iontů se použije celulózy s aktivními skupinami
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS293982A CS224844B1 (cs) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | Způsob separace izotopů uranu metodou řízené distribuce |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS293982A CS224844B1 (cs) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | Způsob separace izotopů uranu metodou řízené distribuce |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS224844B1 true CS224844B1 (cs) | 1984-01-16 |
Family
ID=5368005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS293982A CS224844B1 (cs) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | Způsob separace izotopů uranu metodou řízené distribuce |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS224844B1 (cs) |
-
1982
- 1982-04-26 CS CS293982A patent/CS224844B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hatch et al. | Acid retardation. Simple physical method for separation of strong acids from their salts | |
| US3953568A (en) | Method of simultaneous concentration and dilution of isotopes | |
| US3900551A (en) | Selective extraction of metals from acidic uranium (vi) solutions using neo-tridecano-hydroxamic acid | |
| US6165367A (en) | Method for removing a heavy metal from a waste stream | |
| Chiarizia et al. | Uptake of metal ions by a new chelating ion-exchange resin. Part 2: acid dependencies of transition and post-transition metal ions | |
| Cortina et al. | SOLVENT IMPREGNATED RESINS CONTAINING DI (2-ETHYL-HEXYL) PHOSPHORIC ACID. II. STUDY OF THE DISTRIBUTION EQUILIBRIA OF Zn (II), Cu (II) AND Cd (II). | |
| EP0909447B1 (en) | method for producing nickel or cobalt hexacyanoferrates | |
| Zaganiaris | Ion exchange resins and adsorbents in chemical processing | |
| HEINONEN et al. | Sorption of strontium (II) and radio strontium ions on sodium titanate | |
| SenGupta et al. | Ion Exchange and Solvent Extraction: A Series of Advances, Volume 14 | |
| US4460547A (en) | Separating actinide ions from aqueous, basic, carbonate containing solutions using mixed tertiary and quaternary amino anion exchange resins | |
| Chanda et al. | Removal of uranium from acidic sulfate solution by ion exchange on poly (4-vinylpyridine) and polybenzimidazole in protonated sulfate form | |
| Fritz et al. | Separation of Rare Earths from Other Metal Ions by Anion Exchange. | |
| Warshawsky et al. | Impregnated Resins: Metal‐Ion Complexing Agents Incorporated Physically In Polymeric Matrices | |
| USRE29680E (en) | Regeneration of anion exchange resins | |
| CS224844B1 (cs) | Způsob separace izotopů uranu metodou řízené distribuce | |
| KR950009706B1 (ko) | 금속원소흡착제의 제조방법 및 그 흡착제에 의한 금속원소의 흡착분리방법 | |
| Ladeira et al. | Effect of ammonium, carbonate and fluoride concentration on the uranium recovery by resins | |
| US5180526A (en) | Cleaning of solutions of alkylphosphates | |
| Melsted | Base-exchange Equilibria in Soils and Other Exchange Materials | |
| Dulama et al. | Treatment of uranium contaminated wastewater–a review | |
| Choppin | Separation processes for actinide elements | |
| Massart | CATION-EXCHANGE TECHNIQUES IN RADIOCHEMISTRY. | |
| Abe | Synthetic inorganic ion-exchange materials. XVI. Chromatographic separation of microamounts of sodium and potassium from a large quantity of lithium chloride by using crystalline antimonic (V) acid as a cation exchanger | |
| Hagiwara | Elution system of the rare earths with EDTA [ethylenediaminetetraacetic acid] eluent |