PL226415B1 - Sposób selektywnego wydzielania uranu i protaktynu z materiału zawierającego tor - Google Patents
Sposób selektywnego wydzielania uranu i protaktynu z materiału zawierającego torInfo
- Publication number
- PL226415B1 PL226415B1 PL396564A PL39656411A PL226415B1 PL 226415 B1 PL226415 B1 PL 226415B1 PL 396564 A PL396564 A PL 396564A PL 39656411 A PL39656411 A PL 39656411A PL 226415 B1 PL226415 B1 PL 226415B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solution
- fractions
- uranium
- column
- polytetrafluoroethylene
- Prior art date
Links
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 46
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 29
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 29
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N aluminium nitrate Chemical compound [Al+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000003480 eluent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052774 Proactinium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphine oxide Chemical compound CCCCCCCCP(=O)(CCCCCCCC)CCCCCCCC ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims description 3
- 239000003517 fume Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 3
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N divinylbenzene Substances C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940116441 divinylbenzene Drugs 0.000 claims description 2
- 239000012051 hydrophobic carrier Substances 0.000 claims description 2
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Substances C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 abstract description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 abstract description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 abstract description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical group OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229920003053 polystyrene-divinylbenzene Polymers 0.000 abstract 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 44
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 3
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 2
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 description 2
- 230000003050 macronutrient Effects 0.000 description 2
- 235000021073 macronutrients Nutrition 0.000 description 2
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- XZQTTYYQLUHMIZ-ZEVMZUSBSA-N (2s)-1-[(2r)-2-[[(2s,3r)-2-[(2-amino-3-hydroxy-4-methylbenzoyl)amino]-3-hydroxybutanoyl]amino]-3-methylbut-3-enoyl]-n,5-dimethyl-n-[2-[methyl-[(2s)-3-methyl-1-oxobutan-2-yl]amino]-2-oxoethyl]pyrrolidine-2-carboxamide Chemical compound CC(C)[C@@H](C=O)N(C)C(=O)CN(C)C(=O)[C@@H]1CCC(C)N1C(=O)[C@@H](C(C)=C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)C1=CC=C(C)C(O)=C1N XZQTTYYQLUHMIZ-ZEVMZUSBSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 description 1
- GFRMDONOCHESDE-UHFFFAOYSA-N [Th].[U] Chemical compound [Th].[U] GFRMDONOCHESDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 108700018303 protactin Proteins 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical class S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G43/00—Compounds of uranium
- C01G43/003—Preparation involving a liquid-liquid extraction, an adsorption or an ion-exchange
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F15/00—Compounds of thorium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- C01G99/003—Preparation involving a liquid-liquid extraction, an adsorption or an ion-exchange
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób selektywnego wydzielania uranu (U) i protaktynu (Pa) z napromienionego w reaktorze jądrowym materiału zawierającego tor (Th) z zastosowaniem metody sekwencyjnej dwóch kolumn chromatografii kolumnowej.
Wynalazek może znaleźć zastosowanie w energetyce jądrowej do analizy paliwa cyklu torowo-uranowego, oznaczania w tym paliwie zarówno nie użytkowanym, jak i wypalonym całkowitej zawartości U oraz poszczególnych izotopów uranu. Może też znaleźć zastosowanie do kontroli procesów w reaktorach jądrowych IV generacji, gdy wykorzystywany w nich będzie tor.
Uran powstaje w wyniku reakcji jądrowych toru:
232Th+n 233Th 233Pa 233U
Dotychczas w celu wydzielenia U z Th stosowano metody ekstrakcyjne w układzie ciecz-ciecz, co jest procedurą wielostopniową, wymaga stosowania dużej ilości odczynników organicznych i powoduje powstawanie dużej ilości odpadów. W opisie patentowym US 2 789 878 Protactinum extraction process autorzy zaproponowali procedurę wydzielania protaktynu z roztworów po ługowaniu rud toru i/lub uranu oraz podobnych roztworów zawierających tor wykorzystującą wieloetapową ekstrakcję w układzie ciecz-ciecz z zastosowaniem ekstrahentów typu fosforanów alkilowych i kwasu solnego. W opisie wynalazku: patent US 3 227 516 Recovery of actinide values autorzy zaproponowali zastosowanie do rozdzielania aktynowców: Pa, U, Th, Pu procedurę składającą się z wieloetapowych ekstrakcji w układzie ciecz-ciecz z wykorzystaniem amin organicznych, reekstrakcji do fazy wodnej i selektywnego strącania tlenków metali w atmosferze wodoru. Metodę chromatograficzną do wydzielania protaktynu z roztworów zawierających Th zastosował M. Solache-Rios w pracy Separation of protactinum from carnotite (J. Radioanal. Nucl. Chem., Letters 169 (1992) 159-166. Autor zaproponował wieloetapową procedurę składającą się z sekwencji etapów strącania z wykorzystaniem kwasu siarkowego(VI) i azotowego(V) oraz wymiany anionowej (chromatografia kolumnowa z zastosowaniem dwóch kolumn i sekwencji eluentów: kwasu siarkowego(VI), azotowego(V), solnego oraz mieszaniny kwasu solnego i fluorowodorowego i siarkowego z fluorowodorowym o różnych stężeniach, przy czym procesy kolumnowe rozdzielone są skomplikowanymi procesami przeprowadzania wycieku z kolumny w środowisko innych kwasów niż zastosowany eluent. Przedstawiony w niniejszym zgłoszeniu sposób jest znacznie prostszy, ponieważ w całym procesie korzysta się z jednego medium, jakim jest ta sama mieszanina kwasów i stosuje się sekwencję dwóch kolumn chromatograficznych. Wykorzystuje się chromatografię ekstrakcyjną, co pozwala na bardzo dobry rozdział oznaczanych pierwiastków oraz wymycie z kolumny uranu w pierwszej kolejności, co eliminuje możliwość zanieczyszczenia frakcji uranu torem. Taki proces jest łatwy do automatyzacji, co jest ważne w przypadku przerobu substancji radioaktywnych.
Sposób selektywnego wydzielania uranu (U) i protaktynu (Pa) z materiału zawierającego tor (Th), zwłaszcza oddzielenia mikroilości uranu i protaktynu od makroilości innych składników zawierających tor, zwłaszcza ditlenku toru (ThO2), polega na tym, że próbkę zawierającą U, Th i Pa rozpuszcza się przy użyciu mieszaniny kwasu azotowego (HNO3), fluorowodorowego (HF) i azotanu glinu [AI(NO3)3] (tj. roztworu Thorex) w szczelnie zamkniętym naczyniu, wykonanym z politetrafluoroetylenu (PTFE) lub pochodnych teflonu (PFA), naczynko szczelnie zamyka się i ogrzewa w temperaturze 40 -120°C, przez co najmniej 1 godzinę, po czym uzyskany klarowny roztwór, wprowadza się na kolumnę chromatograficzną wypełnioną tlenkiem trójoktylofosfiny (TOPO) naniesionym na nośnik hydrofobowy, polistyreno-diwinylo-benzen i prowadzi elucję, korzystnie 50 mL roztworu będącego mieszaniną kwasów azotowego (HNO3) i fluorowodorowego (HF) z dodatkiem azotanu glinu [AI(NO3)3] (roztwór Thorex) z szybkością 0,2-10 mL/300 s, przy czym na kolumnie pozostaje zatrzymany ilościowo pro233 taktyn (233Pa), a wyciek z kolumny zawierający Th i U przenosi się ilościowo do naczynia z politetrafl uoroetylenu (PTFE) lub jego analogów (PFA) i odparowuje, do objętości 0,5-5 mL, dodaje 0,5-5 mL H2O, a następnie otrzymany roztwór nanosi się na kolumnę wypełnioną czwartorzędową solą amonową korzystnie żywicą TEVA, prowadzi się elucję roztworem będącym mieszaniną kwasów azotowego (HNO3) i fluorowodorowego (HF) z dodatkiem azotanu glinu [AI(NO3)3] (roztwór Thorex) z H2O, z szybkością przepływu eluentu 0,2-10 mL/300 s, zbierając frakcje o objętości 0,1-10 mL, selektywnie rozdzielając U i Th, gdzie uran wymywa się ilościowo w pierwszych pięciu frakcjach, korzystnie czterech frakcjach (v=10 mL), a następnie Th w frakcjach 7-25 (v=39 mL).
PL 226 415 B1
Sposób oddzielenia mikroilości uranu (U) i protaktynu (Pa) od makroilości innych składników, zwłaszcza toru (Th), polega na tym, że próbkę zawierającą U, Th i Pa rozpuszcza się przy użyciu roztworu 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex) w szczelnie zamykanym naczyniu wykonanym z politetrafluoroetylenu (PTFE). Do 0,1-10 g sproszkowanego ditlenku toru (ThO2) dodaje 10 mL-50 mL roztworu 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3, (roztwór Thorex), naczynko szczelnie zamyka się i ogrzewa w temperaturze 40-120°C, korzystnie 80°C przez 1-24 h, korzystnie 1 godzinę. Po tym czasie uzyskuje się klarowny roztwór.
Następnie otrzymany roztwór wprowadza się na kolumnę chromatograficzną wypełnioną tlenkiem trójoktylofosfiny (TOPO) naniesionym na nośnik hydrofobowy, korzystnie BioBeads SM2, (Φ=0,285-2 cm , h=0,5-15 cm), zwłaszcza (Φ=0,285 cm , h=6 cm) i prowadzi elucję 5-500 mL, korzystnie 50 mL roztworu będącego mieszaniną kwasów azotowego (HNO3) i fluorowodorowego (HF) z dodatkiem azotanu glinu [AI(NO3)3] (roztwór Thorex) z szybkością 0,2-10 mL/300 s, korzystnie
233 mL/300 s. Na kolumnie pozostaje zatrzymany ilościowo protaktyn ( Pa). Wyciek z kolumny zawierający Th i U przenosi się ilościowo do zlewki z politetrafluoroetylenu (PTFE) i odparowuje na płytce grzejnej pod wyciągiem do objętości 0,5-5 mL, korzystnie 1 mL, dodaje 0,5-5 mL H2O, korzystnie mL H2O, a następnie otrzymany roztwór nanosi się na kolumnę wypełnioną czwartorzędową solą amonową, korzystnie TEVA (Φ=0,285-2 cm , h=0,5-15 cm), korzystnie (Φ=0,285 cm , h=6 cm). Prowadzi się elucję roztworem będącym mieszaniną kwasów azotowego (HNO3) i fluorowodorowego (HF) z dodatkiem azotanu glinu [AI(NO3)3] (roztwór Thorex) + H2O, korzystnie 1 objętością mieszaniny kwasów azotowego (HNO3) i fluorowodorowego (HF) z dodatkiem azotanu glinu [AI(NO3)3] (roztwór Thorex) + dwie objętości H2O, z szybkością przepływu eluentu 0,2-10 mL/300 s, korzystnie 1 mL/300 s, zbierając frakcje o objętości 0,1-10 mL, korzystnie 2,5 mL. Następuje selektywne rozdzielenie U i Th, przy czym uran wymywa się ilościowo w pierwszych pięciu frakcjach, korzystnie czterech frakcjach (v=10 mL), a następnie Th w frakcjach 7-25 (v=39 mL).
Taka sekwencja wymycia, gdy oznaczany składnik występujący w mikro ilościach, tj. U, wymywa się z kolumny jako pierwszy, jest bardzo korzystna, ponieważ nie jest możliwe zanieczyszczenie frakcji uranu torem (makroskładnik) spowodowanej ogonowaniem. Jest to szczególnie ważne, gdy oznaczane są poszczególne izotopy U metodą spektrometrii mas, ponieważ unika się występowan ia interferencji izobarycznych.
Sposób według wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania i poglądowo na rysunkach.
P r z y k ł a d.
Próbkę zawierającą uran (U), tor (Th) i protaktyn (Pa) rozpuszcza się przy użyciu roztworu 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex) w szczelnie zamykanym naczyniu wykonanym z politetrafluoroetylenu (PTFE). Do 10 g sproszkowanego ditlenku toru (ThO2) dodaje 50 mL roztworu 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex), naczynko szczelnie zamyka się i ogrzewa w temperaturze 80°C przez 1 godzinę. Po tym czasie uzyskuje się klarowny roztwór.
Następnie otrzymany roztwór wprowadza się na kolumnę chromatograficzną wypełnioną tlen2 kiem trójoktylofosfiny (TOPO) naniesionym na nośnik hydrofobowy, BioBeads SM2, (Φ=0,285 cm2, h=6 cm) i prowadzi elucję 50 mL roztworu 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex)
233 z szybkością 1 mL/300 s. Na kolumnie pozostaje zatrzymany ilościowo protaktyn ( Pa). Wyciek z kolumny zawierający Th i U przenosi się ilościowo do zlewki z politetrafluoroetylenu (PTFE) i odparowuje na płytce grzejnej pod wyciągiem do objętości 1 mL, dodaje 2 mL H2O, a następnie otrzymany 2 roztwór nanosi się na kolumnę wypełnioną żywicą TEVA (Φ=0,285 cm , h=6 cm). Prowadzi się elucję roztworem 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex) + H2O korzystnie 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 + H2O (1 część roztworu Thorex + 2 części H2O) z szybkością przepływu eluentu 1 mL/300 s, zbierając frakcje o objętości 2,5 mL. Następuje selektywne rozdzielenie U i Th, gdzie uran wymywa się ilościowo w pierwszych pięciu frakcjach (v=12,5 mL), a następnie tor w frakcjach 7-25 (v=39 mL), Taka sekwencja wymycia, gdy oznaczany składnik występujący w mikro ilościach, tj. U wymywa się z kolumny jako pierwszy, jest bardzo korzystna, ponieważ nie jest możliwe zanieczyszczenie frakcji uranu torem (makroskładnik), spowodowanej ogonowaniem. Jest to szczególnie ważne, gdy oznaczane są poszczególne izotopy U metodą spektrometrii mas, ponieważ unika się występowania interferencji izobarycznych.
Uzyskane wyniki przedstawiono poglądowo na rysunkach.
2
Fig. 1. Chromatogram elucji U(VI) i Th(IV) w układzie: żywica TEVA (Φ=0,285 cm , h=6 cm) roztwór (13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 + H2O w stosunku 1:2. Na osi poziomej numer zebranej frakcji o v=2,5 mL, na osi pionowej zawartość U(VI) oraz Th(IV) w poszczególnych frakcjach
PL 226 415 B1 oznaczona metodą ICP-MS. Objętość roztworu zawierającego U(VI) oraz Th(IV) (nanoszonego na kolumnę) 3 mL, po wcześniejszym selektywnym i ilościowym wydzieleniu Pa wykonanym na kolumnie BioBeads SM2/TOPO (1 etap).
Fig. 2. Schematyczny rysunek selektywnego i ilościowego oddzielania uranu (U), protaktynu (Pa) i toru (Th) przy użyciu dwóch kolumn (kolumna nr 1 - złoże BioBeads SM2 obsadzona TOPO 2 o parametrach: Φ=0,285 cm , h=6 cm oraz kolumna nr 2 wypełniona żywicą TEVA o parametrach 2
Φ=0,285 cm , h=6 cm). Proces rozdzielania składa się z pięciu etapów:
- 1 etap - naniesienie rozpuszczonej próbki w roztworze 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex) zawierającej U, Th oraz Pa na kolumnę nr 1,
- 2 etap - elucja roztworem 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex) prowadzona na kolumnie nr 1. Pa jest selektywnie i ilościowo zatrzymywany na złożu. W wyniku przeprowadzonej elucji otrzymujemy roztwór zawierający Th oraz U.
- 3 etap - odparowanie w parownicy wykonanej z PTFE roztworu otrzymanego z kolumny nr 1 do objętości 1 mL, a następnie dodanie 2 mL H2O.
- 4 etap - naniesienie na kolumnę nr 2 roztworu po odparowaniu i rozcieńczeniu. Następnie proces oddzielania prowadzony na kolumnie nr 2 przy użyciu roztworu 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex) + H2O.
- 5 etap - selektywne i ilościowe oddzielenie U(IV) od Th(IV). W pierwszej kolejności wymywany jest uran (pierwsze 5 frakcji), a następnie tor (pozostałe frakcje). Objętość zbieranych frakcji = 2,5 mL.
Fig. 3. Schemat procedury wydzielania protaktynu (Pa) i uranu (U) z napromienionego w strumieniu neutronów toru (Th). Przedstawiono kolejne etapy procedury.
Claims (2)
1. Sposób selektywnego wydzielania uranu (U) i protaktynu (Pa) z materiału zawierającego tor (Th), zwłaszcza oddzielenia mikroilości uranu (U) i protaktynu (Pa) od makroilości innych składników zawierających tor (Th), korzystnie ditlenku toru (ThO2), znamienny tym, że próbkę zawierającą U, Th i Pa rozpuszcza się przy użyciu mieszaniny kwasu azotowego (HNO3), fluorowodorowego (HF) i azotanu glinu (AI(NO3)3) (tj. roztworu Thorex) w szczelnie zamkniętym naczyniu, wykonanym z politetrafluoroetylenu (PTFE) lub pochodnych politetrafluoroetylenu, naczynko szczelnie zamyka się i ogrzewa w temperaturze 40-120°C, korzystnie 80°C, przez co najmniej 1 godzinę, po czym uzyskany klarowny roztwór wprowadza się na kolumnę chromatograficzną wypełnioną tlenkiem trójoktylofosfiny (TOPO) naniesionym na nośnik hydrofobowy, polistyreno-diwinylo-benzen i prowadzi elucję, korzystnie 50 mL roztworu będącego mieszaniną kwasów azotowego (HNO3) i fluorowodorowego (HF) z dodatkiem azotanu glinu (AI(NO3)3) (roztwór Thorex), z szybkością 0,2-10 mL/300 s, przy czym, na kolumnie pozostaje zatrzymany ilościowo Pa-233, a wyciek z kolumny zawierający Th i U przenosi się ilościowo do naczynia z policzterofluoroetylenu (PTFE) lub pochodnej politetrafluoroetylenu (PFA) i odparowuje, korzystnie pod wyciągiem, do objętości 0,5-5 mL, dodaje 0,5-5 mL H2O, a następnie otrzymany roztwór nanosi się na kolumnę wypełnioną czwartorzędową solą amonową, prowadzi się elucję roztworem będącym mieszaniną kwasów azotowego i fluorowodorowego z dodatkiem azotanu glinu (korzystnie 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3) (roztwór Thorex) + H2O, z szybkością przepływu eluentu 0,2-10 mL/300 s, zbierając frakcje o objętości 0,1-10 mL, selektywnie rozdzielając U i Th, gdzie U jest selektywnie wymywany w pierwszych 5 frakcjach, a Th we frakcjach 7-25.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że próbkę zawierającą U, Th i Pa rozpuszcza się przy użyciu roztworu 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex) w szczelnie zamykanym naczyniu wykonanym z policzterofluoroetylenu (PTFE) lub pochodnych policzterofluoroetylenu. Do 0,1-10 g sproszkowanego ditlenku toru (ThO2) dodaje 10 mL-50 mL roztworu 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex), naczynko szczelnie zamyka się i ogrzewa w temperaturze 40-120°C, korzystnie 80°C przez 1-24 h, korzystnie 1 godzinę, po tym czasie uzyskuje się klarowny roztwór, który następnie wprowadza się na kolumnę chromatograficzną wypełnioną tlenkiem trójoktylofosfiny (TOPO) naniesionym na nośnik hydrofobowy polistyreno-diwinylo-benzen (korzystnie BioBeads SM2) o wymiarach:
Φ=0,285-2 cm2, h=0,5-15 cm, (korzystnie Φ=0,285 cm2, h=6 cm) i prowadzi elucję 5-500 mL,
PL 226 415 B1 korzystnie 50 mL roztworu 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3, z szybkością 0,2 -10 mL/300 s, korzystnie 1 mL/300 s, przy czym na kolumnie pozostaje zatrzymany ilościo233 wo 233Pa, a wyciek z kolumny zawierający Th i U przenosi się ilościowo do zlewki z politetrafluoroetylenu (PTFE) lub pochodnej politetrafluoroetylenu (PFA) i odparowuje na płytce grzejnej pod wyciągiem do objętości 0,5-5 mL, korzystnie 1 mL, dodaje 0,5-5 mL H2O, korzystnie 2 mL H2O, a następnie otrzymany roztwór nanosi się na kolumnę wypełnioną żywicą TEVA (Φ=0,285-2 cm2, h=0,5-15 cm), korzystnie (Φ=0,285 cm2, h=6 cm) i prowadzi się elucję roztworem 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex) + H2O, korzystnie 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 (roztwór Thorex) + H2O w stosunku 1 objętość 13 M HNO3 + 0,05 M HF + 0,1 M AI(NO3)3 do 2 objętości H2O z szybkością przepływu eluentu 0,2-10 mL/300 s, korzystnie 1 mL/300 s zbierając frakcje o objętości 0,1-10 mL, korzystnie 2,5 mL, selektywnie rozdzielając U od następnych frakcji zawierających Th przy czym uran wymywany jest selektywnie w pierwszych pięciu frakcjach, korzystnie czterech frakcjach (v=10 mL), a następnie Th we frakcjach 7-25 (v=39 mL).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL396564A PL226415B1 (pl) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Sposób selektywnego wydzielania uranu i protaktynu z materiału zawierającego tor |
| EP12152025.8A EP2578538B1 (en) | 2011-10-06 | 2012-01-22 | A selective extraction of uranium and Protactinium from material containing thorium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL396564A PL226415B1 (pl) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Sposób selektywnego wydzielania uranu i protaktynu z materiału zawierającego tor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL396564A1 PL396564A1 (pl) | 2013-04-15 |
| PL226415B1 true PL226415B1 (pl) | 2017-07-31 |
Family
ID=45562735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL396564A PL226415B1 (pl) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Sposób selektywnego wydzielania uranu i protaktynu z materiału zawierającego tor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2578538B1 (pl) |
| PL (1) | PL226415B1 (pl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2946024B1 (en) | 2013-01-18 | 2020-11-11 | Rare Element Resources Ltd. | Extraction of metals from metallic compounds |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US343809A (en) * | 1886-06-15 | Disintegrator and strainer | ||
| US2789878A (en) * | 1952-12-23 | 1957-04-23 | Donald F Peppard | Protactinium extraction process |
| NL219699A (pl) * | 1956-08-07 | 1900-01-01 | ||
| US3227516A (en) * | 1963-03-05 | 1966-01-04 | Texaco Inc | Recovery of actinide values |
-
2011
- 2011-10-06 PL PL396564A patent/PL226415B1/pl unknown
-
2012
- 2012-01-22 EP EP12152025.8A patent/EP2578538B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2578538A1 (en) | 2013-04-10 |
| PL396564A1 (pl) | 2013-04-15 |
| EP2578538B1 (en) | 2015-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Horwitz et al. | Chemical separations for super-heavy element searches in irradiated uranium targets | |
| CN103014380B (zh) | 一种使用teva-uteva萃取色层柱分离铀产品中镎的方法 | |
| Kandil et al. | A comparative study on the separation of radiozirconium via ion-exchange and solvent extraction techniques, with particular reference to the production of 88Zr and 89Zr in proton induced reactions on yttrium | |
| Mathur et al. | Extraction chromatographic separation of minor actinides from PUREX high-level wastes using CMPO | |
| Maxwell III | Rapid method for determination of plutonium, americium and curium in large soil samples | |
| Gujar et al. | Multi-podant diglycolamides and room temperature ionic liquid impregnated resins: An excellent combination for extraction chromatography of actinides | |
| Modolo et al. | Recovery of actinides and lanthanides from high-level liquid waste by extraction chromatography using TODGA+ TBP impregnated resins | |
| Eikenberg et al. | Separation techniques for low-level determination of actinides in soil samples | |
| PL226415B1 (pl) | Sposób selektywnego wydzielania uranu i protaktynu z materiału zawierającego tor | |
| Wang et al. | A new procedure for separating thallium from geological materials prior to stable isotope ratio determination by MC–ICP–MS | |
| Asai et al. | Rapid separation of zirconium using microvolume anion-exchange cartridge for 93Zr determination with isotope dilution ICP-MS | |
| Filer | Separation of the trivalent actinides from the lanthanides by extraction chromatography | |
| Št’astná et al. | Separation of curium from americium using composite sorbents and complexing agent solutions | |
| Pawlak et al. | Application of AnaLig resin for 99mTc separation from 100Mo target irradiated in cyclotron | |
| Serrano et al. | Extraction chromatography in the TBP-HNO3 system: III. Application of the TBP/XAD-4 column for analytical separation of uranium, neptunium, plutonium and americium | |
| CN103614577B (zh) | 一种239Np示踪剂的快速制备方法 | |
| CN121294898B (zh) | 使锕系元素各自分离开的固相萃取分离方法和成套件 | |
| Ayranov et al. | Determination of neptunium in soil by ICP-MS | |
| CN115094251A (zh) | 放射性裂变产物钼-99的分离方法 | |
| Warzecha et al. | Separation of gold from irradiated actinide material utilizing a 2-thenoyltrifluoroacetone extraction resin | |
| Essenmacher et al. | Proof-of-concept studies of novel protocols for producing highly pure 48V from a 48Cr/48V generator | |
| Guérin et al. | Neptunium (III) application in extraction chromatography | |
| Fan et al. | Automated separation of short-lived 72Ga from fresh fission products based on tandem column chromatography | |
| Stamler | A New Process for Small-Batch Purification of the Medical Isotope Molybdenum-99: Non-Technical Overview | |
| CN121294898A (zh) | 使锕系元素各自分离开的固相萃取分离方法和成套件 |