CS224844B1 - Separation method of uranium isotope using the controlled distribution method - Google Patents
Separation method of uranium isotope using the controlled distribution method 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.Isotope separation by controlled distribution method using mainly kinetic and equilibrium concentration effect is protected by A.A. 214 904 and CS.A.O. 214 9θ5 · It is based on isotopic separation in two-phase systems such as solid phase - liquid phase, solid phase - gas phase, or liquid phase - liquid phase under conditions where different concentrations of the separated isotopes result in different transport rates to the second phase and the isotopic exchange is retarded.
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.The controlled distribution method can be used to separate the isotopes of uranium in the sorbent-aqueous solution system. As sorbents, A.O. cation exchangers based on synthetic polymers, in particular styrene-vinylbenzene copolymers with sulfone groups, and generally polymeric cation exchangers with chelating groups. Isotopes were separated from aqueous solutions of uranyl salts and, due to the nature of the sorbents, were subject to separation of the cationic form of the uranium compounds.
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.In the cited A.O. biosorbents prepared from the mycelium of the fungus Penicilium chrysogenum were also used to separate uranium isotopes by solidification with synthetic resins by the procedures protected by A.A. Also sorbents of this type have the character of cation exchangers, resp. of the chelating cation exchanger.
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'Although the method of isotope separation by the controlled distribution method has wide application in biphasic systems of various types, it has undoubtedly been found and cited by A.O. it has been demonstrated that the actual result is largely dependent on the composition of the two phases. When the controlled distribution method is applied to the sorbent-aqueous solution system, the separation factor achieved is significantly dependent on the type 3 »physical 'II'
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.224,644 and the chemical composition of the sorbent. By varying the sorbent type and the liquid phase-dependent composition thereof, various advantages can also be expected in the technological implementation of the separation process, respectively. in economics of the enrichment process in transition to operational scale. Uranium compounds are known for their ability to easily form cationic, anionic and neutral complexes, often occurring simultaneously in solution. So far, only cationic complexes have been used for the separation of uranium isotopes by the controlled distribution method, while others have been attributed passive function in the process.
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.This advantage is eliminated by a method of separating uranium isotopes by a controlled distribution method using in particular a concentration isotopic phenomenon in biphasic systems, one of which is an aqueous or non-aqueous solution of uranium isotopes containing anionic uranium complexes and the other is an ion exchanger. an anion exchanger based on vinyl polymers or cellulose, i.e. a strongly basic anion exchanger based on synthetic polymers with trimethylammonium, hydroxyethyl-dimethylammonium and pyridinium active groups, or a medium-basic anion exchanger based on synthetic polymers with active amine groups, optionally anions based on spherical cellulose with active amine groups.
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.The process for the separation of uranium isotopes in the form of anionic complexes according to the present invention is particularly advantageous in that the anionic complexes of uranium are very easy to form and are readily available for the separation process in high concentration relative to the other complexes. For example, it is known that uranium is largely obtained from natural raw materials by leaching with sulfuric acid and is isolated by sorption on anion exchangers as an anient complex. This offers the possibility of combining the enrichment process with the recovery of uranium from natural raw materials, which is another advantage of the method of separating the isotopes of uranium according to the invention.
Ukázalo se také, že separační účinnost měničů aniontů při obohacování uranu je dostatečně vysoká a v některých případech vyšší než u měničů kationtů.It has also been shown that the separation efficiency of anion exchangers in uranium enrichment is sufficiently high and in some cases higher than that of cation exchangers.
Příklad 1Example 1
224 844224 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;0.5 S swollen, centrifuged, strongly basic anion exchanger based on vinyl polymers with trimethylammonium active groups, the product designation Amberlite ZRA 400 in Cl-form was contacted with stirring at 298K with 25 ml of a 0.01 M uranyl sulfate (µO) solution Sodium sulphate (Na2SO4) (pH ca. 2.5) was stirred for a further period of time, stirring was interrupted, the liquid and ion exchange phases were separated and separated. In the liquid phase, the total uranium concentration was determined (using a AZO i photometric method) and the atomic ratio of uranium (u): uranium (u) isotopes (on a MICROMASS 30B mass spectrometer). The isotopic composition of the starting solution corresponded to that of natural uranium, i.e. p uranium (u)! The value of the separation factor was calculated from the results (the separation factor is defined as the ratio of the isotopic ratio of uranium (u): uranium (u) in the ion exchange phase to the same isotopic ratio in the solution phase). The results, ie total uranium concentration and separation factors as a function of time, are summarized in the following table;
Příklad 2Example 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:Using the same procedure as in Example 1, the time change of the total uranium concentration and the uranium sorption separation factor to the strongly basic anion exchanger based on vinyl polymers with active hydroxyethyl-dimethyl-ammonium groups, product designation Amberlite IRA-410 was determined:
čas (min)time (min)
20 4020 40
Celková koncentrace uranu (m)Total uranium concentration (m)
Separační faktorSeparation factor
0,010.01
1,0001,000
0,00870.0087
1,0031,003
0,00840,0084
0,9860,986
0,00760.0076
0,9910.991
0,00650,0065
0,9970.997
0,00530.0053
0,9990.999
Příklad 3Example 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:The same procedure as in Example 1 was used to determine the total uranium concentration and the uranium sorption factor for the sorption of uranium to a medium basic anion exchanger based on vinyl polymers with active amine groups, the product designation Amberlite KA-93 in Cl 'form:
Příklad 4Example 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:Using the same procedure as in Example 1, the time change of the total uranium concentration and sorp or uranium separation factor to a medium basic anion exchanger based on vinyl polymers with active amine groups, manufacturing designation Amberlite IRA-93 in OH-form was determined:
Příklad 5Example 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:Using the same procedure as in Example 1, but with a solution of 0.01 M uranyl sulphate (uOgSO4) (natural uranium), the time change of the total uranium concentration and the uranium sorption factor to the strongly basic anion exchanger based on vinyl polymers with active pyridinium groups, manufacturing name Varion AP in SO * form:
224 844224 844
Příklad 6Example 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:1.0 g of a swollen, centrifuged, weakly basic anionic resin with an aminoethyl functional group, based on pearl cellulose, in OH form, was contacted with stirring, at 293K, with 20 ml of a 0.01 M UO 2 SO 4 solution (pH ca. 3) ). The next procedure was the same as in Example 1. The results, ie the values of total uranium concentration and separation factors as a function of time, are summarized in the following table:
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS293982A CS224844B1 (en) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | Separation method of uranium isotope using the controlled distribution method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS293982A CS224844B1 (en) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | Separation method of uranium isotope using the controlled distribution method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS224844B1 true CS224844B1 (en) | 1984-01-16 |
Family
ID=5368005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS293982A CS224844B1 (en) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | Separation method of uranium isotope using the controlled distribution method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS224844B1 (en) |
-
1982
- 1982-04-26 CS CS293982A patent/CS224844B1/en 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). | |
| 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 (en) | Separation method of uranium isotope using the controlled distribution method | |
| KR950009706B1 (en) | Method for producing metal element adsorbent and method for adsorptive separation of metal elements by the adsorbent | |
| Ladeira et al. | Effect of ammonium, carbonate and fluoride concentration on the uranium recovery by resins | |
| DE1417765A1 (en) | Separation of a strong polybasic acid from its salts | |
| US5180526A (en) | Cleaning of solutions of alkylphosphates | |
| Dulama et al. | Treatment of uranium contaminated wastewater–a review | |
| Melsted | Base-exchange Equilibria in Soils and Other Exchange Materials | |
| Massart | CATION-EXCHANGE TECHNIQUES IN RADIOCHEMISTRY. | |
| Choppin | Separation processes for actinide elements | |
| 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 |