DE1592240C - Process for the back-extraction of acids from organic solvents - Google Patents
Process for the back-extraction of acids from organic solventsInfo
- Publication number
- DE1592240C DE1592240C DE1592240C DE 1592240 C DE1592240 C DE 1592240C DE 1592240 C DE1592240 C DE 1592240C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- extraction
- plutonium
- nitrous acid
- solution
- aqueous
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims description 42
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 title claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 title description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 title 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N nitrous acid Chemical group ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 16
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052781 Neptunium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 claims description 5
- LFNLGNPSGWYGGD-UHFFFAOYSA-N neptunium Chemical compound [Np] LFNLGNPSGWYGGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZLYXMBXMECZBSN-UHFFFAOYSA-N [Pu+3] Chemical compound [Pu+3] ZLYXMBXMECZBSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- SWZDQOUHBYYPJD-UHFFFAOYSA-N Tridodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN(CCCCCCCCCCCC)CCCCCCCCCCCC SWZDQOUHBYYPJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N Tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 230000036698 Distribution coefficient Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000001603 reducing Effects 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M Sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QWDZADMNIUIMTC-UHFFFAOYSA-N Uranyl nitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[U-2](=O)(=O)O[N+]([O-])=O QWDZADMNIUIMTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000003334 potential Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- -1 dodecane Chemical class 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012442 inert solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940006477 nitrate ion Drugs 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- ZQPKENGPMDNVKK-UHFFFAOYSA-N nitric acid;plutonium Chemical compound [Pu].O[N+]([O-])=O ZQPKENGPMDNVKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- AAORDHMTTHGXCV-UHFFFAOYSA-N uranium(6+) Chemical compound [U+6] AAORDHMTTHGXCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückextraktion von Actiniden, insbesondere Uran, Neptunium und Plutonium, aus einem organischen Lösungsmittel, in das sie bei der Extraktion ihrer salpetersauren Lösungen mit diesem Lösungsmittel gelangt sind.The invention relates to a method for back-extraction of actinides, in particular uranium, neptunium and plutonium, from an organic solvent, into which they are extracted during the extraction of their nitric acid Solutions containing this solvent have entered.
Die Reinigung von Uran, Neptunium und Plutonium wird im allgemeinen durch Extraktion mit Lösungsmitteln vorgenommen. Diese Lösungsmittel, beispielsweise Tributylphosphat oder Trilaurylamin, gelöst in einem Paraffinkohlenwasserstoff, wie Dodecan, werden durch Berührung mit den salpetersauren Lösungen der Actiniden mit den Actiniden beladen.The purification of uranium, neptunium and plutonium is generally carried out using extraction Solvents made. These solvents, for example tributyl phosphate or trilaurylamine, Dissolved in a paraffinic hydrocarbon, such as dodecane, can be obtained by contact with the nitric acid Load solutions of the actinides with the actinides.
Die folgende Stufe des Verfahrens besteht in einer Rückextraktion dieser im Lösungsmittel enthaltenen Metallnitrate. Die Rückextraktion kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden:The following stage of the process consists in a back extraction of these contained in the solvent Metal nitrates. The back extraction can be done in different ways:
Rückextraktion durch VerdünnungBack extraction by dilution
Da die Metalle in Form von Nitratkomplexen in das Lösungsmittel extrahiert werden, genügt es theoretisch, die Nitrationenkonzentration in der wäßrigen Lösung herabzusetzen, damit sich der Komplex zersetzt und das Metall damit nicht mehr durch das Lösungsmittel extrahierbar ist. Diese Rückextraktionsmethode wird beispielsweise bei der Rückextraktion von Uranylnitrat, das in Tributylphosphat enthalten ist, mittels verdünnter HNO3 angewandt.Since the metals are extracted into the solvent in the form of nitrate complexes, it is theoretically sufficient to reduce the nitrate ion concentration in the aqueous solution so that the complex decomposes and the metal can no longer be extracted by the solvent. This back-extraction method is used, for example, in the back-extraction of uranyl nitrate, which is contained in tributyl phosphate, using dilute HNO 3 .
Rückextraktion durch WertigkeitsänderungBack extraction through change in value
Mit Hilfe eines geeigneten Oxydations- oder Reduktionsmittels kann man ein extrahiertes Metall von einer extrahierbaren Wertigkeitsstufe in eine nicht extrahierbare Wertigkeitsstufe überführen. Das ist der Fall bei salpetersauren Lösungen von Eisen(II), die das Pu(IV) zu Pu(III) reduzieren und es damit aus dem Lösungsmittel heraustreiben, in dem sie enthalten sind.With the help of a suitable oxidizing or reducing agent you can convert an extracted metal from an extractable valence level to a non Transfer extractable valency level. This is the case with nitric acid solutions of iron (II), which reduce the Pu (IV) to Pu (III) and thus drive it out of the solvent in which it is contained are.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, die Actiniden und insbesondere Uran, Plutonium und Neptunium, aus organischen Lösungsmitteln, in denen sie nach der Extraktion ihrer salpetersauren Lösungen mit diesen Lösungsmitteln enthalten sind, mittels salpetriger Säure zurückzuextrahieren.The inventive method consists in the actinides and in particular uranium, plutonium and neptunium, from organic solvents, in which they are after the extraction of their nitric acid Solutions with these solvents are contained, to be extracted back using nitrous acid.
Vorzugsweise bestehen die organischen Lösungsmittel aus Tributylphosphat oder Trilaurylamin, die mit einem inerten Lösungsmittel verdünnt sind.The organic solvents preferably consist of tributyl phosphate or trilaurylamine, the are diluted with an inert solvent.
Diesem neuen Rückextraktionsverfahren liegen folgende zwei Feststellungen zugrunde:This new back-extraction process is based on the following two findings:
1. Die salpetrige Säure HNO2 besitzt eine genügend große Affinität für die gewöhnlichen organischen Lösungsmittel Tributylphosphat und Trilaurylamin, um Rückextraktionen durch Verdrängung zu bewirken.1. The nitrous acid HNO 2 has a sufficiently high affinity for the common organic solvents tributyl phosphate and trilaurylamine to cause back extractions by displacement.
2. Unter definierten Bedingungen kann salpetrige Säure Pu(IV) zu Pu(III) reduzieren. Der so erhaltene Rückextraktionseffekt überlagert sich dem Verdrängungseffekt.2. Under defined conditions, nitrous acid can reduce Pu (IV) to Pu (III). The thus obtained The back extraction effect is superimposed on the displacement effect.
Die salpetrige Säure kann in die rückextrahierenden wäßrigen Lösungen auf zwei Weisen eingeführt werden: entweder in Form von Natriumnitrit NaNO2 in schwach salpetersauren Lösungen; sie ist darin instabil und disproportioniert langsam entsprechend der Gleichung:The nitrous acid can be introduced into the back-extracting aqueous solutions in two ways: either in the form of sodium nitrite NaNO 2 in weak nitric acid solutions; it is unstable therein and slowly disproportionates according to the equation:
3HNO2 -> 2NO + HNO3 + H2O (1)3HNO 2 -> 2NO + HNO 3 + H 2 O (1)
wobei jedoch ihre vorübergehende Anwesenheit die Durchführung der Rückextraktionen ermöglicht, wenn man genügend rasch arbeitet.however, their temporary presence enables the back extractions to be carried out, if you work fast enough.
Vorzugsweise wird dabei die salpetrige Säure in die wäßrige rückextrahierende Lösung in Form von Stickstoffmonoxid, das mit einer unter Luftausschluß gehaltenen Salpetersäurelösung in Berührung gebracht wird, eingeführt. Die Bildung der HNO2 erfolgt gemäß der Umkehrung der obigen Reaktionsgleichung wie folgt:The nitrous acid is preferably introduced into the aqueous back-extracting solution in the form of nitric oxide, which is brought into contact with a nitric acid solution kept under exclusion of air. The formation of the HNO 2 takes place according to the inverse of the above reaction equation as follows:
2 NO + NO3-+ H+ + H2O <=* 3 HNO2 (2)2 NO + NO 3 - + H + + H 2 O <= * 3 HNO 2 (2)
Rückextraktion durch VerdrängungBack extraction by displacement
Ihre Gleichgewichtskonstante istYour equilibrium constant is
Wenn eine Säure eine genügend große Affinität für ein Lösungsmittel besitzt, besetzt sie alle Bindungsstellen desselben und drückt die zuvor dort festgehaltenen Metalle in die wäßrige Lösung zurück. Diese Art der Rückextraktion liegt beispielsweise bei der Rückextraktion von in Trilaurylamin enthaltenem Plutoniumnitrat mittels Uberchlorsäurelösun- gen vor.If an acid has a sufficiently high affinity for a solvent, it occupies all the binding sites of the same and pushes the metals previously retained there back into the aqueous solution. This type of back-extraction is for example in back-extraction of plutonium nitrate contained in trilaurylamine before gen means Uberchlorsäurelösun-.
K =K =
(HNO2)3 (ENT 2 ) 3
0,69, (3)0.69, (3)
Rückextraktion durch KomplexbildungBack extraction through complex formation
Wenn eine beliebige chemische Verbindung in' wäßriger Lösung mit dem extrahierten Metall einen nicht extrahierbaren Komplex bildet, können ihre Lösungen dieses Metall rückextrahieren. Das ist der Fall bei der Rückextraktion von in Trilaurylamin enthaltenem Plutonium mittels Schwefelsäure. If any chemical compound in aqueous solution forms a non- extractable complex with the extracted metal, their solutions can back-extract that metal. This is the case with the back-extraction of plutonium contained in trilaurylamine using sulfuric acid.
In der Praxis liegt oft ein Mischtyp der Rückextraktionen vor, d. h., daß eine Rückextraktion durch Verdrängung gleichzeitig auch eine Rückextraktion durch Verdünnung oder sogar durch Komplexbildung ist.In practice there is often a mixed type of back extractions; that is, a back extraction by displacement at the same time also a back-extraction by dilution or even by Complex formation is.
woraus sich ergibt, daß die HNO2-Konzentration proportional dem zur 2/j-P°tenz erhobenen NO-Druck ist.from which it follows that the HNO 2 concentration is proportional to the NO pressure raised to the 2 / jP ° tenz.
Die Ausbeute der Rückextraktion durch Verdrängung hängt offensichtlich von der Fähigkeit der salpetrigen Säure ab, aus der wäßrigen Phase in das Lösungsmittel überzugehen und dieses zu sättigen. Diese Fähigkeit ist je nach dem Lösungsmittel verschieden und kann in Form des Verteilungskoeffizienten ausgedrückt werden:The yield of the back extraction by displacement obviously depends on the ability of the nitrous acid to pass from the aqueous phase into the solvent and to saturate it. This ability differs depending on the solvent and can be expressed in terms of the distribution coefficient:
Kd =Kd =
(HNO2) org
"(HNO2) aq~ (HNO 2 ) org
"(HNO 2 ) aq ~
Der Wert dieser Koeffizienten wurde bestimmt, indem man NO mit Atmosphärendruck in Mischungen einleitete, die aus gleichen Volumina des jeweiligen Lösungsmittels und verschieden konzentrierter SaI-The value of this coefficient was determined by adding NO to atmospheric pressure in mixtures initiated, which consist of equal volumes of the respective solvent and differently concentrated salt
petersäure bestanden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle I aufgefiihrt.pitric acid passed. The results obtained are shown in Table I.
LösungENT, in aqueous
solution
(TBP)Tributyl phthalate
(TBP)
Aus der Tabelle folgt hinsichtlich des Trilaurylamins, daß die Erhöhung der Salpetersäurekonzentration der wäßrigen Phase durch die Massen-(Wettbewerbs-)Wirkung eine Verringerung des Verteilungskoeffizienten der salpetrigen Säure bewirkt. Andererseits zeigt sich, daß die salpetrige Säure eine besondere Affinität für Tributylphthalat besitzt.With regard to the trilaurylamine, it follows from the table that the increase in the nitric acid concentration of the aqueous phase due to the mass (competitive) effect, a reduction in the partition coefficient the nitrous acid causes. On the other hand, it turns out that nitrous acid is a special one Has affinity for tributyl phthalate.
Zur Untersuchung des Umfangs der Rückextraktion von Metallen durch Verdrängung mittels salpetriger Säure wurden Mischungen, die aus gleichen Volumina von mit Uran(Vl) oder Neptunium(lV) beladenem Lösungsmittel und verdünnter Salpetersäure bestanden, 3/4 Stunde lang durch Einleiten von NO mit Atmosphärendruck behandelt, wobei man durch die «-Zählrate der voneinander getrennten Phasen die Werte der Verteilungskoeffizienten Ej von UO2 ++ und Np4+ für jeden Mischungstyp bestimmen und mit den ohne Einleiten von NO erhaltenen Werten vergleichen konnte.To investigate the extent of the re-extraction of metals by displacement by means of nitrous acid mixtures were, which consisted of equal volumes of loaded with uranium (VI) or neptunium (IV), solvent and dilute nitric acid, treated 3/4 hour by introduction of NO with atmospheric pressure , whereby one could determine the values of the distribution coefficients Ej of UO 2 ++ and Np 4+ for each type of mixture by means of the «-count rate of the separated phases and compare them with the values obtained without the introduction of NO.
Wäßrige
Normalität (N)Watery
Normality (N)
0,10.1
0,20.2
0,30.3
0,50.5
1,51.5
Mit NOWith NO
U(VI) in TBP 30%U (VI) in TBP 30%
0,0830.083
0,230.23
0,500.50
Np(IV) in TLA 20% 0,65
0,24
0,42
0,46
0,86Np (IV) in TLA 20% 0.65
0.24
0.42
0.46
0.86
Ohne NOWithout NO
U(VI) in TBP 30%U (VI) in TBP 30%
0,25
0,7
1,3
2,5
7
100.25
0.7
1.3
2.5
7th
10
Np(IV) in TLA 20%Np (IV) in TLA 20%
23
30
70
9523
30th
70
95
Die salpetrige Säure ermöglicht auch eine Rückextraktion von Plutonium aus einer organischen Phase durch Wertigkeitsänderung.The nitrous acid also enables a back-extraction of plutonium from an organic one Phase through change in value.
Die salpetrige Säure reduziert das Pu(IV) gemäß den folgenden Reaktionsgleichungen und Potentialen: The nitrous acid reduces the Pu (IV) according to the following reaction equations and potentials:
r>..3+ ·Pu 4 +
r> .. 3+
Das Potential E4 läßt sich auch schreiben:The potential E 4 can also be written:
E4 = 0,94 + 0,029 log - -0,087 pHE 4 = 0.94 + 0.029 log - -0.087 pH
vom Verhältnis N O/N O3 ab. Das gleiche gilt für das Oxydo-Reduktionspotential.on the ratio NO / NO 3 . The same applies to the oxide reduction potential.
Indem man HNO2 aus den beiden folgenden ReaktionsgleichungenBy getting HNO 2 from the following two reaction equations
und zeigt, daß das Paar NOj /HNO2 mit abnehmender Acidität der Lösung um so stärker reduzierend wirkt.and shows that the NOj / HNO 2 pair has a more reducing effect as the acidity of the solution decreases.
Zur Vermeidung der Gefahren einer Polymerisation und Hydrolyse des Plutoniums beschränkt manjedochdas Arbeitsbereich auf einen pH unter 1,4.Restricted to avoid the dangers of polymerisation and hydrolysis of plutonium however, set the working range to a pH below 1.4.
Falls die salpetrige Säure in der Lösung durch Einleiten von NO gebildet wird, hängt ihre Konzentration für eine gegebene H Monenkonzentration + + emitEo=0,99K (8)If nitrous acid is formed in the solution by the introduction of NO, its concentration for a given H monene concentration depends on + + emitEo = 0.99K (8)
(4)(4)
(5) und(5) and
50 (4)
eliminiert, erhält man 50 (4)
eliminated, one obtains
H2O<=±NO3+4H + +3e mit E« = O,957 K,H 2 O <= ± NO 3 + 4H + + 3e with E «= 0.957 K,
deren Oxydo-Reduktionspotential wie folgt geschrieben werden kann:whose oxydo-reduction potential can be written as follows:
E7 = 0,957+ 0,019 logE 7 = 0.957+ 0.019 log
-0,077 pH-0.077 pH
und eine linear abnehmende Funktion des pH ist.and is a linearly decreasing function of pH.
Diese Funktion ist in der Figur für (NO) = 1 Atmosphäre und (NOj") = 0,1 N graphisch dargestellt. In dieser Figur ist der Bereich schraffiert, in dem man vernünftigerweise arbeiten kann, um das Plutonium zu reduzieren.This function is shown graphically in the figure for (NO) = 1 atmosphere and (NOj ") = 0.1N. In this figure the area where one can reasonably work is hatched around the plutonium to reduce.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das mit Plutonium beladene Lösungsmittel unter NO-Atmosphäre mit verdünnter HNO3 gerührt, wobei die salpetrige Säure einen Teil des Plutoniums in die wäßrige Phase verdrängt, wo es dann reduziertAccording to the process according to the invention, the plutonium-laden solvent is stirred with dilute HNO 3 under an NO atmosphere, the nitrous acid displacing part of the plutonium into the aqueous phase, where it is then reduced
wird. Die Gleichgewichtsverschiebung geht so weiter, bis in der wäßrigen Phase die Oxydo-Reduktionspotentiale der Paare Pu4+/Pu3+ und NO3 ~/N O sich ausgleichen. Im Endzustand dieser Gleichgewichte liegt eine Verteilung des Plutoniums zwischen der organischen und der wäßrigen Phase vor, die man durch den Verteilungskoeffizienten B1' des Plutoniums ausdrücken kann.will. The shift in equilibrium continues until the oxide reduction potentials of the pairs Pu 4+ / Pu 3+ and NO 3 ~ / NO equalize in the aqueous phase. In the final state of these equilibria there is a distribution of the plutonium between the organic and the aqueous phase, which can be expressed by the distribution coefficient B 1 'of the plutonium.
Eine Anzahl von Werten dieses Koeffizienten wurde für jeweils nach 3/4 Stunden erhaltene Gleichgewichtseinstellungen bestimmt und in der Tabelle III aufgeführt. A number of values of this coefficient was determined for each case after 3/4 hour equilibration obtained and shown in Table III.
£i!Pu1
£ i! Pu
wäßrige HNO2
im Gleichgewicht
Molarität (M)TBJP 30%
aqueous HNO 2
in balance
Molarity (M)
wäßrige HNO2
im Gleichgewicht
. Molarität (M)TLA 20%
aqueous HNO 2
in balance
. Molarity (M)
wäßrige HNO2
im Gleichgewicht
Molarität (M)TLA 5%
aqueous HNO 2
in balance
Molarity (M)
Normalität (N)Aqueous ENT 3
Normality (N)
Im folgenden sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, die die Rückextraktion von Pu aus einem aus Trilaurylamin in 5%iger (Volumengehalt) Lösung in Dodecan als organischem Lösungsmittel und die Rückextraktion von 6wertigem Uran aus einem aus einer 30%igen Lösung von Tributylphosphat in Dodecan bestehenden organischen Lösungsmittel betreffen.In the following two embodiments of the method according to the invention are described, which Back extraction of Pu from a trilaurylamine in 5% (volume content) solution in dodecane as organic solvent and the back-extraction of 6-valent uranium from a 30% Solution of tributyl phosphate in dodecane concern existing organic solvents.
Die verwendete Apparatur, besteht aus einer 12stufigen, vollkommen geschlossenen Batterie von Mischurid Dekantiergefäßen. Die zwölfte Stufe dient nur der Einführung der wäßrigen Rückextraktionsphase und dem Einleiten von NO in dieselbe, wobei der NO-Uberschuß anschließend alle freien Volumina der Batterie füllt und aus der Stufe 1 durch einen dafür vorgesehenen Auslaß entweicht.The apparatus used consists of a 12-stage, completely closed battery of mischurid decanting vessels. The twelfth stage serves only the introduction of the aqueous back extraction phase and the introduction of NO into the same, the NO excess then fills all the free volumes of the battery and from stage 1 through a intended outlet escapes.
Das in die Stufe 1 eintretende, der Rückextraktion zu. unterwerfende Lösungsmittel hat die folgende Zusammensetzung:The one entering stage 1, the back extraction to. Subjecting solvent has the following Composition:
HNO3, TLA 5% in Dodecan mit 0,375 g/l Pu; freie 0,05 N HNO3; Durchsatz: 4 V/Std.HNO 3 , TLA 5% in dodecane with 0.375 g / l Pu; free 0.05 N HNO 3 ; Throughput: 4 V / hour
Die aus mit NO gesättigter 0,05 N HNO3 bestehende wäßrige Rückextraktionslösung wird in der Stufe 11 in einer Menge von 1 V/Std. eingeführt.The aqueous back-extraction solution consisting of 0.05 N HNO 3 saturated with NO is used in stage 11 in an amount of 1 V / hour. introduced.
Die nach Erreichen des Gleichgewichtszustands der Batterie durchgeführten Analysen lieferten die in Tabelle IV aufgeführten Werte der Konzentrationen der verschiedenen eingesetzten chemischen Einheiten (Species).The analyzes carried out after the battery had reached equilibrium yielded the Table IV shows the values of the concentrations of the various chemicals used Units (species).
Diese Zahlen zeigen, daß die Rückextraktionsausbeute 99,8% beträgt.These figures show that the back extraction yield is 99.8%.
B e i s ρ i e I IIB e i s ρ i e I II
Zur Rückextraktion von 6wertigem Uran wurde die gleiche Apparatur wie im Beispiel I benutzt.The same apparatus as in Example I was used for the back-extraction of 6-valent uranium.
Die organische Phase besteht aus einer 30%igen Lösung von Tributylphosphat in Dodecan. Sie ist mit 72 g/l Uran beladen; ihr Durchsatz beträgt l50cm7Std.The organic phase consists of a 30% solution of tributyl phosphate in dodecane. It is loaded with 72 g / l uranium; their throughput is 150cm7h.
Die wäßrige Phase besitzt eine Salpctcrsäurekonzcntration von 0,125 N, und zur Einführung vonThe aqueous phase has a concentration of nitric acid of 0.125 N, and introducing
' (g/l)uranium
'(g / l)
(M)nitrate
(M)
acidilät
,(N)Total-
acidility
, (N)
Wäßrige Phase Organic phase .....
Aqueous phase
1354.5
135
0,090.37
0.09
salpetriger Säure in die Batterie wird während des Betriebs Stickstoffmonoxid eingeleitet. Der Durchsatz beträgt 75 cm3/Std. ·,,Nitrous acid is introduced into the battery during operation, nitric oxide. The throughput is 75 cm 3 / hour. · ,,
Das Stickstoffmonoxid wird zuvor zur Entfernung von Stickstoffperoxid mit einer konzentrierten Schwefelsäurelösung gewaschen. Sein Druck in der Batterie wird auf Atmosphärendruck eingestellt.The nitric oxide is previously used to remove nitric peroxide with a concentrated sulfuric acid solution washed. Its pressure in the battery is adjusted to atmospheric pressure.
Nach 4 Stunden Betriebsdauer ist die Gesamtacidität der zugeführten wäßrigen Phase von 0,125 auf 0,150 N angestiegen.After 4 hours of operation, the total acidity of the aqueous phase fed in is 0.125 increased to 0.150N.
Die Konzentrationen der austretenden Lösungen sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:The concentrations of the emerging solutions are summarized in the following table:
und die erhaltene Lösung kann unmittelbar der Fällung oder einer neuen Extraktion zugeführt werden.and the solution obtained can be fed directly to precipitation or a new extraction will.
Die Rückextraktion von U(VI), Np(IV), Pu(IV), die in TBP oder TLA enthalten sind, wird durch Verdrängung bei mittlerer Acidität (1 bis 1,5 N) erreicht.The back extraction of U (VI), Np (IV), Pu (IV) contained in TBP or TLA is carried out by Displacement achieved at medium acidity (1 to 1.5 N).
Man kann Np(IV) von Pu(IV) bei der Rückextraktion trennen.Np (IV) can be separated from Pu (IV) in the back extraction.
Unter NO-Atmosphäre und in 1 N Salpetersäuremilieu sind die Verteilungskoeffizienten von Np(IV) und Pu(IV) in 20%igem TLA E«Np = 0,86 bzw. £«Pu = 7,3, und sie können unter diesen Bedingungen durch eine Gegenstrom-Rückextraktion getrennt werden. .Under an NO atmosphere and in a 1 N nitric acid environment, the distribution coefficients of Np (IV) are and Pu (IV) in 20% TLA E «Np = 0.86 or £« Pu = 7.3, and they can under these conditions be separated by a countercurrent back extraction. .
Claims (2)
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2210106C2 (en) | Process for the selective extraction of metal ions from aqueous solutions | |
DE2820841A1 (en) | PROCESS FOR SEPARATION OF COBALT AND NICKEL BY SOLVENT EXTRACTION | |
DE2621795A1 (en) | EXTRACTION PROCESS | |
DE1592240B1 (en) | PROCESS FOR BACK-EXTRACTION OF ACTINIDES FROM ORGANIC SOLVENTS | |
DE2816241A1 (en) | PROCESS FOR THE RECOVERY OF URANIUM FROM WET PROCESS PHOSPHORIC ACID | |
DE2748609C3 (en) | Process for the treatment of nitric acid waste water | |
DE2363537C2 (en) | Process for the selective back-extraction of plutonium from organic solvents | |
DE2137769C3 (en) | Process for the separation of plutonium from uranium or a transuranium | |
DE2312152A1 (en) | PROCESS FOR THE EXTRACTION OF MOLYBDAEN AND / OR RHENIUM | |
DE1592240C (en) | Process for the back-extraction of acids from organic solvents | |
DE2814765C2 (en) | Process for the reduction of plutonium (IV) to plutonium (III) | |
DE3546128C2 (en) | ||
EP0170795B1 (en) | Method for recovering uranium values in an extractive reprocessing process for irradiated nuclear-fuel materials | |
DE1467313A1 (en) | Process for the separation of uranium and plutonium | |
DE1767044C3 (en) | Process for the chemical processing of irradiated nuclear fuel containing uranium and plutonium | |
DE2359841A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING HIGH PURITY NICKEL FROM NICKEL-CONTAINING STONES | |
DE2460145C2 (en) | Process for the separation of neptunium from irradiated nuclear fuel and / or breeding material | |
DE2126208C3 (en) | Method for separating neptunium and plutonium | |
DE1118769B (en) | Process for the extraction of uranium in the form of its compounds | |
DE2422249C2 (en) | Process for the preparation of hydroxylamine formate | |
DE1244139B (en) | Process for the separation of elements of the actinide and lanthanide groups | |
AT215961B (en) | Process for the reduction of plutonium, in particular in connection with the separation of plutonium from uranium | |
DE1295534B (en) | Process for the separation of uranium and thorium from a solution containing these substances | |
DE3101702A1 (en) | METHOD FOR RECOVERING URANIUM FROM WET METHOD PHOSPHORIC ACID | |
DE2613536C2 (en) | Process for the oxidation of uranium (IV) and / or plutonium (III) that is dissolved in liquids during a liquid-liquid extraction for the reprocessing of irradiated nuclear fuel and / or breeding material |