RU2047562C1 - Способ выделения редкоземельных и актинидных элементов из жидких высокоактивных отходов - Google Patents
Способ выделения редкоземельных и актинидных элементов из жидких высокоактивных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2047562C1 RU2047562C1 SU915023720A SU5023720A RU2047562C1 RU 2047562 C1 RU2047562 C1 RU 2047562C1 SU 915023720 A SU915023720 A SU 915023720A SU 5023720 A SU5023720 A SU 5023720A RU 2047562 C1 RU2047562 C1 RU 2047562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- ree
- concentration
- complexing agent
- mol
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: для выделения редкоземельных и актинидных элементов из жидких высокоактивных отходов переработки облученного ядерного топлива. Сущность изобретения: для выделения редкоземельных и актинидных жидких отходов в исходный раствор вводят комплексообразователь с концентрацией 0,1 моль/л. Затем осуществляют экстракцию корбамоилметиленфосфиноксидами общей формулы, приведенной в тексте описания. Органическую фазу после экстракции промывают смесью растворов азотной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л и комплексообразователя с концентрацией 0,1 моль/л. В качестве комплексообразователя используют кислоту, выбранную из ряда: ацетгидроксамовая, щавелевая, оксиэтилендифосфоновая. Из промытой органической фазы реэкстрагируют редкоземельные элементы раствором азотной кислоты с концентрацией 0,01 моль/л. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к экстракции редкоземельных элементов (РЗЭ) и актинидных элементов (АЭ) и может быть использовано в процессах выделения РЗЭ и АЭ из жидких высокоактивных отходов (ВАО) переработки облученного ядерного топлива.
Известны способы выделения РЗЭ и АЭ из азотнокислых растворов бифункциональными фосфорорганическими соединениями общей формулы
R1
-P-CH2-C-N-(R2)z;
R1
O O где R1 арильные или алкильные радикалы;
R2 алкильные радикалы [1]
Растворы этих экстрагентов в дихлорэтане или смесях углеводородов и трибутилфосфата извлекают РЗЭ, АЭ, железо и цирконий из сильнокислых сред. Однако низкая растворимость этих экстрагентов, и, в особенности, их сольватов с РЗЭ и АЭ, в органических растворителях не позволяет перерабатывать растворы с высоким содержанием РЗЭ и АЭ.
R1
-P-CH2-C-N-(R2)z;
R1
O O где R1 арильные или алкильные радикалы;
R2 алкильные радикалы [1]
Растворы этих экстрагентов в дихлорэтане или смесях углеводородов и трибутилфосфата извлекают РЗЭ, АЭ, железо и цирконий из сильнокислых сред. Однако низкая растворимость этих экстрагентов, и, в особенности, их сольватов с РЗЭ и АЭ, в органических растворителях не позволяет перерабатывать растворы с высоким содержанием РЗЭ и АЭ.
Высокая взрывопожарность 1,2-дихлорэтана препятствует промышленному использованию этих процессов.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является "Способ извлечения редкоземельных и актинидных элементов" [2] (способ-прототип). Раствор карбамоилметиленфосфиноксидов (КМФО) в метанитробензотрифториде (Ф-3) по сравнению с раствором в 1,2-дихлорэтане позволяет извлекать РЗЭ и АЭ из сильнокислых растворов с высоким содержанием РЗЭ и АЭ. Меньшая взрывопожарность Ф-3 по сравнению с 1,2-дихлорэтаном позволяет использовать этот процесс в промышленности.
Основным недостатком способа-прототипа является совместная с РЗА и АЭ экстракция железа и циркония и невозможность получения реэкстракта РЗЭ и АЭ не содержащего этих элементов. Совместная экстракция РЗЭ и АЭ, железа и циркония уменьшает емкость экстракционной смеси по отношению к РЗЭ и АЭ, что требует увеличения концентрации экстрагента. Присутствие циркония в органической фазе не позволяет проводить реэкстракцию РЗЭ и АЭ водой, так как в экстракте выпадают осадки гидроокиси циркония. В этом случае реэкстракцию осуществляют раствором с содержанием азотной кислоты не менее 0,1 моль/л. Высокая кислотность реэстрагента не позволяет получать концентрированные реэкстракты РЗЭ и АЭ из-за высоких коэффициентов распределения этих элементов в кислых областях. Высокая кислотность реэкстракта осложняет также дальнейшее разделение РЗЭ и АЭ.
Цель изобретения повышение степени очистки редкоземельных и актинидных элементов от железа и циркония.
Поставленная цель достигается введением комплексообразователя на стадии экстракции или осуществлением предварительной селективной реэкстракции железа и циркония реэкстрагентом содержащим комплексообразователь.
По предлагаемому способу в исходный раствор ВАО вводят комплексообразователь, после чего осуществляют селективную экстракцию РЗЭ и АЭ. Цирконий и железо, связанные в неэкстрагируемый комплекс, остаются в исходном растворе ВАО, а РЗЭ и АЭ реэкстрагируют водой. Возможно также отделение железа и циркония путем селективной реэкстракции их раствором, содержащим комплексообразователь, с последующей реэкстракцией РЗЭ и АЭ водой. В этом случае комплексообразователь в исходный раствор не вводят. В качестве комплексообразователей используют ацетгидроксамовую кислоту (АГК), щавелевую кислоту или оксиэтилендендифосфоновую кислоту (ОЭДФК).
АГК, щавелевая кислота и ОЭДФК способны образовывать комплексные соединения со многими элементами содержащимися в ВАО в слабокислых растворах. В том числе и с РЗЭ, АЭ, железом и цирконием. Однако, для отделения РЗЭ и АЭ от железа и циркония из сильнокислых сред в экстракционных системах с КМФО, эти комплексообразователи ранее не использовались. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии предлагаемого способа критерию "новизна".
Ранее не было известно, что при добавлении к ВАО перечисленных выше комплексообразователей подавляется экстракция растворами КМФО железа и циркония из сильнокислых растворов (3-6 моль/л азотной кислоты), тогда как экстракция РЗЭ и АЭ не подавляется. Не было ранее известно и то, что при промывке органической фазы содержащей КНФО и насыщенной РЗЭ и АЭ, железом и цирконием раствором 0,8-1,5 моль/л азотной кислоты с добавкой АГК, щавелевой кислоты или ОЭДФК происходит селективная реэкстракция железа и циркония. Следовательно, заявляемый способ соответствует критерию "существенные отличия" в связи с проявлением новых не известных ранее свойств АГК, щавелевой кислоты и ОЭДФК в экстракционных системах с КМФО.
П р и м е р 1. В исходный раствор, содержащий, г/л: церий 3,2; молибден 6,0; железо 5,9; хром 0,25; никель 0,75; кальций 0,7; стронций 1,0; барий 1,30; цирконий 3,1; цезий 1,3; кобальт 0,5; празеодим 6,0; лантан 1,8; ниодим 2,8 и азотную кислоту (4,6 моль/л), добавляли 0,1 моль/л ОЭДФК или 0,1 моль/л щавелевой кислоты, или 0,1 моль/л АГК, контактировали с раствором 0,45 моль/л дитолил-N,N-диэтилкарбамоилметиленфосфиноксида в метанитробензотрифториде при соотношении фаз 1:1 и определяли коэффициент распределения церия, железа и циркония.
Результаты опыта представлены в таблице.
Таким образом, при осуществлении предлагаемого способа коэффициенты распределения железа и циркония значительно меньше 1, тогда как подавления экстракции церия не наблюдается.
П р и м е р 2. В исходный раствор состава примера 1 добавляли 0,1 моль АГК. Экстрагировали РЗЭ и АЭ на 5 ступенях раствором 0,45 моль/л дифенил-N, N-дибутилкарбамоилметиленфосфиноксида в Ф 3, при соотношении объемов фаз 1 1 РЭЭ извлекали на 97% Реэкстрагировали РЗЭ раствором 0,01 моль/л азотной кислоты на 10-ти ступенях при соотношении объемов фаз 2:1. Полнота извлечения РЗЭ составила 95% Реэкстракт РЗЭ содержит РЗЭ 0,01 г/л железа и 0,03 г/л циркония. При осуществлении процесса по способу прототипу реэкстракт РЗЭ и АЭ содержит 1,5 г/л железа и 3 г/л циркония, в виде твердого осадка гидроокиси циркония.
П р и м е р 3. Из исходного раствора примера 1 экстрагировали РЗЭ, АЭ, железо и цирконий раствором 0,45 моль/л дифенил-N,N-дибутилкарбамоилметиленфосфинок- сида на 5-ти ступенях при соотношении объемов фаз 1:1, РЗЭ и АЭ извлекали на 98% Из экстракта сначала реэкстрагировали железо и цирконий на 3 ступенях раствором 0,1 моль/л АГК и 1 моль/л азотной кислоты. Железо и цирконий реэкстрагировали на 99% потери РЗЭ и АЭ составили 5% от исходного. Затем РЗЭ и АЭ реэкстрагировали раствором 0,01 моль/л азотной кислоты на 10-ти ступенях при соотношении объемов фаз 2 1.
Реэкстракт РЗЭ и АЭ содержал РЗЭ, 0,03 г/л железа и 0,01 г/л циркония, что значительно меньше, чем при осуществлении процесса по способу-прототипу.
Положительный эффект.
Технико-экономическая эффективность предложенного способа состоит в том, что получается реэкстракт РЗЭ и АЭ с меньшим содержанием циркония и железа, а это позволит уменьшить число операций на дальнейшем переделе и обеспечит лучшее качество продукции.
Claims (3)
1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ И АКТИНИДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ЖИДКИХ ВЫСОКОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ, включающий экстракцию карбамоилметиленфосфиноксидами общей формулы
где R1 арильные радикалы;
R2 алкильные радикалы,
в метанитробензотрифториде и реэкстракцию, отличающийся тем, что экстракцию осуществляют в присутствии селективного комплексообразователя, выбранного из ряда кислот: ацетгидроксамовая, щавелевая, оксиэтилендифосфоновая.
где R1 арильные радикалы;
R2 алкильные радикалы,
в метанитробензотрифториде и реэкстракцию, отличающийся тем, что экстракцию осуществляют в присутствии селективного комплексообразователя, выбранного из ряда кислот: ацетгидроксамовая, щавелевая, оксиэтилендифосфоновая.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что комплексообразователь с концентрацией 0,1 моль/л вводят в исходный водный раствор.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что органическую фазу после экстракции промывают смесью растворов азотной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л и комплексообразователя с концентрацией 0,1 моль/л.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU915023720A RU2047562C1 (ru) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | Способ выделения редкоземельных и актинидных элементов из жидких высокоактивных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU915023720A RU2047562C1 (ru) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | Способ выделения редкоземельных и актинидных элементов из жидких высокоактивных отходов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2047562C1 true RU2047562C1 (ru) | 1995-11-10 |
Family
ID=21595146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU915023720A RU2047562C1 (ru) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | Способ выделения редкоземельных и актинидных элементов из жидких высокоактивных отходов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2047562C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014137238A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-12 | Opened Joint Stock Company "United Chemical Company Uralchem" | A method for re-extraction of rare-earth metals from organic solutions and preparing concentrate of rare-earth metals |
US9631258B2 (en) | 2013-03-05 | 2017-04-25 | Opened Joint Stock Company “United Chemical Company Uralchem” | Methods for extracting rare-earth metals and preparing gypsum plaster from phosphogypsum hemihydrate |
US9657371B2 (en) | 2013-03-05 | 2017-05-23 | Opened Joint-Stock Company “United Chemical Company Uralchem” | Methods for extracting rare-earth metals and preparing gypsum plaster from phosphogypsum hemihydrate |
RU2623943C1 (ru) * | 2016-02-03 | 2017-06-29 | Акционерное общество "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина" | Экстракционная смесь для извлечения тпэ и рзэ из высокоактивного рафината переработки оят аэс и способ её применения (варианты) |
US10011891B2 (en) | 2013-03-18 | 2018-07-03 | Open Joint-Stock Company “United Chemical Company Uralchem” | Methods for concentrating rare-earth metals in phosphogypsum and removing thereof from wet process phosphoric acid |
-
1991
- 1991-08-02 RU SU915023720A patent/RU2047562C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. W.W.Shulz, E.P.Horwitz, Separ.sci. and techn., 1988, v. 23, N 12/13, p. 1191-1210. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1524519, кл. C 22B 59/00, 1992. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014137238A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-12 | Opened Joint Stock Company "United Chemical Company Uralchem" | A method for re-extraction of rare-earth metals from organic solutions and preparing concentrate of rare-earth metals |
RU2538863C2 (ru) * | 2013-03-05 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" | Способ реэкстракции редкоземельных металлов из органических растворов и получение концентрата редкоземельных металлов |
US9631258B2 (en) | 2013-03-05 | 2017-04-25 | Opened Joint Stock Company “United Chemical Company Uralchem” | Methods for extracting rare-earth metals and preparing gypsum plaster from phosphogypsum hemihydrate |
US9657371B2 (en) | 2013-03-05 | 2017-05-23 | Opened Joint-Stock Company “United Chemical Company Uralchem” | Methods for extracting rare-earth metals and preparing gypsum plaster from phosphogypsum hemihydrate |
US9896743B2 (en) | 2013-03-05 | 2018-02-20 | Opened Joint Stock Company “United Chemical Company Uralchem” | Method for re-extraction of rare-earth metals from organic solutions and preparing concentrate of rare-earth metals |
US10011891B2 (en) | 2013-03-18 | 2018-07-03 | Open Joint-Stock Company “United Chemical Company Uralchem” | Methods for concentrating rare-earth metals in phosphogypsum and removing thereof from wet process phosphoric acid |
RU2623943C1 (ru) * | 2016-02-03 | 2017-06-29 | Акционерное общество "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина" | Экстракционная смесь для извлечения тпэ и рзэ из высокоактивного рафината переработки оят аэс и способ её применения (варианты) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5332531A (en) | Extracting metal ions with diphosphonic acid, or derivative thereof | |
RU2438200C2 (ru) | Групповое разделение актинидов из сильнокислой водной фазы | |
RU2456689C2 (ru) | Суммарное извлечение актиноидов из сильнокислой водной фазы с помощью сольватирующих экстрагентов в высаливающей среде | |
RU2544716C2 (ru) | Способ селективного извлечения америция из азотнокислой водной фазы | |
CN1145976C (zh) | 放射性物质去污方法 | |
US3993728A (en) | Bidentate organophosphorus solvent extraction process for actinide recovery and partition | |
RU2047562C1 (ru) | Способ выделения редкоземельных и актинидных элементов из жидких высокоактивных отходов | |
US4255394A (en) | Process for the separating of rare earths | |
CN85105352B (zh) | 从放射性废液中分离锕系元素的方法 | |
Rais∗ et al. | Synergetic extraction in systems with dicarbollide and bidentate phosphonate | |
Del Cul et al. | Citrate-based “TALSPEAK” actindide-lanthandide separation process | |
US3077378A (en) | Separation of europium from other lanthanide rare earths by solvent extraction | |
US3409415A (en) | Method of extracting soluble metal complexes using amine solvents | |
RU2249266C2 (ru) | Способ экстракционной переработки высокоактивного рафината пурекс-процесса для отработанного ядерного топлива аэс | |
SU1215615A3 (ru) | Способ очистки растворов хлорида натри | |
AU611896B2 (en) | Process for the elimination of radioactivity from effluents | |
Horwitz et al. | Liquid extraction, the TRUEX process—experimental studies | |
US4741857A (en) | Method of purifying neutral organophosphorus extractants | |
RU2080666C1 (ru) | Способ обработки высокоактивных азотнокислых рафинатов от регенерации топлива аэс | |
JP2007503526A (ja) | 三価のキュリウムから三価のアメリシウムを分離する方法 | |
RU2106030C1 (ru) | Способ экстракционного извлечения и разделения тпэ и рзэ из азотнокислых растворов | |
RU2726519C1 (ru) | Экстракционная смесь для извлечения ТПЭ и РЗЭ из высокоактивного рафината переработки ОЯТ АЭС и способ ее применения | |
RU2623943C1 (ru) | Экстракционная смесь для извлечения тпэ и рзэ из высокоактивного рафината переработки оят аэс и способ её применения (варианты) | |
JP4117491B2 (ja) | N,n,n’,n’−テトラエチルジグリコールアミドにより分離プロセス溶媒中の3,4価のアクチノイドイオンを高濃度の硝酸溶液に一括逆抽出する方法 | |
US4404130A (en) | Process for the plutonium decontamination of an organic solvent |