RU2230032C2 - Silver and cadmium radionuclide separation method - Google Patents

Silver and cadmium radionuclide separation method Download PDF

Info

Publication number
RU2230032C2
RU2230032C2 RU2002110705/15A RU2002110705A RU2230032C2 RU 2230032 C2 RU2230032 C2 RU 2230032C2 RU 2002110705/15 A RU2002110705/15 A RU 2002110705/15A RU 2002110705 A RU2002110705 A RU 2002110705A RU 2230032 C2 RU2230032 C2 RU 2230032C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silver
solution
cadmium
nitric acid
mol
Prior art date
Application number
RU2002110705/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002110705A (en
Inventor
О.И. Андреев (RU)
О.И. Андреев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научный центр РФ Научно-исследовательский институт атомных реакторов
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научный центр РФ Научно-исследовательский институт атомных реакторов filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научный центр РФ Научно-исследовательский институт атомных реакторов
Priority to RU2002110705/15A priority Critical patent/RU2230032C2/en
Publication of RU2002110705A publication Critical patent/RU2002110705A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2230032C2 publication Critical patent/RU2230032C2/en

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: radiochemistry. SUBSTANCE: solution of silver and cadmium radionuclide nitrates containing nitric acid in concentration 0.1-2 mole/l and hydrazonium nitrate in molar concentration equal or superior to molar concentration of silver is first provided. Silver is precipitated by contacting above solution with carbonaceous sorbent. Solid phase is separated from mother liquor and washed with 0.1-2 M nitric acid solution containing at least 0.01 M hydrazonium nitrate. EFFECT: increased completeness of silver-cadmium separation. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в химической технологии и аналитической химии.The invention relates to the field of radiochemistry and can be used in chemical technology and analytical chemistry.

Известен способ экстракционного разделения радионуклидов серебра и кадмия [Левин В.И. Получение радиоактивных изотопов. - М.: Атомиздат, 1972, с.182], включающий операции получения раствора разделяемых элементов в смеси роданида аммония и ацетата натрия, экстракции кадмия смесью пиридина с хлороформом, реэкстракции кадмия раствором азотной кислоты. Недостатками данного способа являются неполное разделение компонентов, а также сложность его реализации в дистанционных условиях (“горячие” камеры и боксы).A known method of extraction separation of radionuclides of silver and cadmium [Levin V.I. Getting radioactive isotopes. - M .: Atomizdat, 1972, p.182], including the steps of obtaining a solution of separable elements in a mixture of ammonium thiocyanate and sodium acetate, cadmium extraction with a mixture of pyridine with chloroform, cadmium reextraction with a solution of nitric acid. The disadvantages of this method are the incomplete separation of the components, as well as the complexity of its implementation in remote conditions (“hot” cameras and boxes).

Известен способ ионообменного разделения радионуклидов серебра и кадмия [Разбаш А.А., Севастьянов Ю.Г., Маклачков А.Г., Алексеева Л.Г., Радиохимия, 1981, т. 23, №3, с.442], включающий операции получения раствора разделяемых элементов в смеси азотной и плавиковой кислот, их сорбции на сильнокислом катионите КРС-8п, элюировании кадмия раствором плавиковой кислоты, десорбции серебра раствором азотной кислоты. Недостатками данного способа являются неполное разделение компонентов, а также использование агрессивных растворов, вызывающих коррозию защитного оборудования (“горячие” камеры и боксы), изготовленного из нержавеющей стали.The known method of ion-exchange separation of silver and cadmium radionuclides [Razbash AA, Sevastyanov Yu.G., Maklachkov AG, Alekseeva LG, Radiochemistry, 1981, v. 23, No. 3, p. 422], including the operations of obtaining a solution of separable elements in a mixture of nitric and hydrofluoric acids, their sorption on the strongly acidic cation exchange resin KRS-8p, elution of cadmium with a solution of hydrofluoric acid, desorption of silver with a solution of nitric acid. The disadvantages of this method are the incomplete separation of components, as well as the use of aggressive solutions that cause corrosion of protective equipment (“hot” chambers and boxes) made of stainless steel.

Вышеуказанные недостатки устраняются в заявляемом способе тем, что для разделения радионуклидов серебра и кадмия получают раствор нитратов разделяемых элементов в смеси азотной кислоты и нитрата гидразония (азотнокислая соль гидразина, N2H5NO3) с концентрацией реагентов в растворе: азотной кислоты от 0,1 до 2 моль/л; нитрат гидразония с молярной концентрацией, равной или превышающей молярную концентрацию серебра, осаждают серебро путем контактирования полученного раствора с углеродным сорбентом СКН или с одной из ниже перечисленных его модификаций: СКНк, СКН-1М, СКН-2М, СКН-3М, СКH-4М, СКН-1к, СКН-2к, СКНо-1, СКНо-4 (название сорбента СКН и его модификаций приведено в соответствии с ТУ 95.834-81), отделяют маточный раствор от твердой фазы (смесь сорбента и металла), промывают твердую фазу раствором, содержащим азотную кислоту с концентрацией 0,1-2 моль/л и нитрат гидразония с концентрацией не менее 0,01 моль/л, и отделяют промывной раствор.The above disadvantages are eliminated in the claimed method in that for the separation of silver and cadmium radionuclides, a solution of the nitrates of the elements to be separated in a mixture of nitric acid and hydrazonium nitrate (nitric acid salt of hydrazine, N 2 H 5 NO 3 ) is obtained with a concentration of reagents in the solution: nitric acid from 0, 1 to 2 mol / l; hydrazonium nitrate with a molar concentration equal to or higher than the molar concentration of silver precipitates silver by contacting the resulting solution with a carbon sorbent SKN or with one of its modifications listed below: SKNK, SKN-1M, SKN-2M, SKN-3M, SKH-4M, SKN-1k, SKN-2k, SKNo-1, SKNo-4 (the name of the sorbent SKN and its modifications is given in accordance with TU 95.834-81), the mother liquor is separated from the solid phase (mixture of sorbent and metal), the solid phase is washed with a solution, containing nitric acid with a concentration of 0.1-2 mol / l and hydrate nitrate zoniya a concentration of at least 0.01 mol / l, and the washing solution was separated.

Распределение радионуклидов серебра и кадмия по заявляемому способу достигается вследствие перехода из раствора серебра в твердую фазу в процессе контактирования раствора с сорбентом. При концентрации в растворе серебра около 0,005 моль/л и более образовавшийся металл обнаруживается визуально (легко отделяющиеся от сорбента гранулы светлого цвета).The distribution of silver and cadmium radionuclides by the claimed method is achieved due to the transition from a silver solution to a solid phase in the process of contacting the solution with the sorbent. When the silver concentration in the solution is about 0.005 mol / L or more, the metal formed is detected visually (light-colored granules that are easily separated from the sorbent).

После отделения от твердой фазы промывной раствор объединяют с маточным раствором. Полученный раствор содержит не менее 99% радионуклидов кадмия и не более 1% серебра (относительно их исходных количеств). Металлическое серебро переводят в раствор известными из научно-технической литературы способами, например, обработкой твердой фазы раствором азотной кислоты.After separation from the solid phase, the wash solution is combined with the mother liquor. The resulting solution contains at least 99% cadmium radionuclides and not more than 1% silver (relative to their initial amounts). Silver metal is transferred into the solution by methods known from the scientific and technical literature, for example, by treating the solid phase with a solution of nitric acid.

Наличие операции получения раствора нитратов серебра и кадмия, содержащего азотную кислоту и нитрат гидразония в указанных концентрациях, обеспечивает высокие показатели выхода разделяемых элементов (и, следовательно, степени их взаимной очистки) при последующем контакте раствора с указанными сорбентами.The presence of the operation of obtaining a solution of silver and cadmium nitrates containing nitric acid and hydrazonium nitrate in the indicated concentrations provides high yield values of the elements to be separated (and, therefore, the degree of their mutual purification) upon subsequent contact of the solution with the indicated sorbents.

Минимальная концентрация азотной кислоты определяется увеличением поглощения кадмия указанными сорбентами, что приводит к снижению его выхода в маточный раствор. Максимальная концентрация азотной кислоты определяется снижением полноты выделения серебра в твердую фазу, что приводит к снижению его выхода. Минимальная концентрация нитрата гидразония также определяется снижением полноты выделения серебра в твердую фазу. Максимальные концентрации нитратов кадмия, серебра и гидразония определяются растворимостью данных соединений.The minimum concentration of nitric acid is determined by an increase in the absorption of cadmium by these sorbents, which leads to a decrease in its release into the mother liquor. The maximum concentration of nitric acid is determined by a decrease in the completeness of the release of silver into the solid phase, which leads to a decrease in its yield. The minimum concentration of hydrazonium nitrate is also determined by the decrease in the completeness of the release of silver into the solid phase. The maximum concentrations of cadmium, silver and hydrazonium nitrates are determined by the solubility of these compounds.

Наличие операции контакта раствора с углеродным сорбентом СКН или одной из вышеуказанных его модификаций позволяет выделить в твердую фазу радионуклиды серебра, что обеспечивает их отделение от остающегося в растворе кадмия.The presence of the operation of contacting the solution with the carbon sorbent of SKN or one of its above modifications makes it possible to separate silver radionuclides into the solid phase, which ensures their separation from the cadmium remaining in the solution.

Наличие операции промывки твердой фазы раствором смеси азотной кислоты и нитрата гидразония позволяет извлечь содержащийся в порах сорбента и металлического осадка маточный раствор, что увеличивает выход кадмия. Минимальная концентрация азотной кислоты определяется увеличением поглощения кадмия указанными сорбентами, что приводит к снижению его выхода в промывной раствор. Максимальная концентрация азотной кислоты определяется снижением полноты выделения серебра в твердую фазу, что приводит к снижению его выхода. Минимальная концентрации нитрата гидразония определяется увеличением содержания серебра в промывном растворе.The presence of a solid phase washing operation with a solution of a mixture of nitric acid and hydrazonium nitrate allows the mother liquor contained in the pores of the sorbent and metal precipitate to be extracted, which increases the cadmium yield. The minimum concentration of nitric acid is determined by an increase in the absorption of cadmium by these sorbents, which leads to a decrease in its yield in the washing solution. The maximum concentration of nitric acid is determined by a decrease in the completeness of the release of silver into the solid phase, which leads to a decrease in its yield. The minimum concentration of hydrazonium nitrate is determined by an increase in the silver content in the wash solution.

Из научно-технической литературы известно использование гидразина для осаждения серебра из его растворов в виде металла. При этом также известно, что высокий выход серебра в металл достигается только в щелочной среде (на практике осаждение проводят из аммиачных растворов). В кислых средах эффективность гидразина в качестве восстановителя ионов серебра значительно ниже. Так, если в среде 0,01 моль/л НNО3 выход металла на уровне 98% возможен за счет использования большого избытка нитрата гидразония ([N2H5NO3]/[Ag+]≥20), то при концентрации азотной кислоты 0,1 моль/л и более выход металла не превышает 5% при любой концентрации N2H5NO3. Следовательно, в отсутствие указанных сорбентов разделение радионуклидов серебра и кадмия не достигается.From the scientific and technical literature it is known to use hydrazine for the deposition of silver from its solutions in the form of a metal. It is also known that a high yield of silver in a metal is achieved only in an alkaline medium (in practice, deposition is carried out from ammonia solutions). In acidic environments, the effectiveness of hydrazine as a reducer of silver ions is much lower. So, if in a medium of 0.01 mol / L HNO 3 , a metal yield of 98% is possible due to the use of a large excess of hydrazonium nitrate ([N 2 H 5 NO 3 ] / [Ag + ] ≥20), then at a concentration of nitric acid 0.1 mol / L or more metal yield does not exceed 5% at any concentration of N 2 H 5 NO 3 . Therefore, in the absence of these sorbents, the separation of silver and cadmium radionuclides is not achieved.

1) Kристаллические нитраты серебра и кадмия, содержащие радионуклиды 110mAg и 115mCd, растворили в 0,30 моль/л азотной кислоте, в раствор ввели нитрат гидразония (в виде его 7 моль/л раствора). Концентрации pеагентов в полученном растворе составили: азотная кислота - 0,25 моль/л; нитрат серебра - 0,05 моль/л; нитрат кадмия - 0,01 моль/л; нитрат гидразония - 0,1 моль/л.1) Crystalline silver and cadmium nitrates containing 110m Ag and 115m Cd radionuclides were dissolved in 0.30 mol / L nitric acid, hydrazonium nitrate (in the form of its 7 mol / L solution) was introduced into the solution. Reagent concentrations in the resulting solution were: nitric acid - 0.25 mol / l; silver nitrate - 0.05 mol / l; cadmium nitrate - 0.01 mol / l; hydrazonium nitrate - 0.1 mol / L.

Аликвоты данного раствора контактировали с воздушно-сухими сорбентами СКН (размер частиц 0,3-0,4 мм) и СКНо-1 (размер частиц 0,25-0,30 мм) массой 0,100 г. Температура растворов составляла 23°С. Распределение радионуклидов в процессе их разделения по заявляемому способу, а также условия проведения соответствующих операций представлены в табл. 1.Aliquots of this solution were contacted with air-dry sorbents SKN (particle size 0.3-0.4 mm) and SKNo-1 (particle size 0.25-0.30 mm) weighing 0.100 g. The temperature of the solutions was 23 ° C. The distribution of radionuclides in the process of separation according to the claimed method, as well as the conditions for the relevant operations are presented in table. 1.

Из табл.1 видно, что выход радионуклида 115mCd в объединенный маточный и промывной раствор составил 99,5% (сорбент СКН) и 98,9% (сорбент СКНо-1). Активность радионуклида 110mAg в указанных растворах составила 0,15% (СКН) и 0,80% (СКНо-1) от его активности в исходных растворах. Выход радионуклида 110mAg в растворы 12 моль/л HNO3 составил 99,8% (СКН) и 99,2% (СКНо-1). Активность радионуклида 115mCd в указанных растворах составила 0,5% (СКН) и 1,1% (СКНо-1) от его активности в исходных растворах.From table 1 it is seen that the yield of the 115m Cd radionuclide in the combined mother and washing solution was 99.5% (SKN sorbent) and 98.9% (SKN-1 sorbent). The activity of the 110m Ag radionuclide in these solutions was 0.15% (SKN) and 0.80% (SKNo-1) of its activity in the initial solutions. The yield of 110m Ag radionuclide in 12 mol / L HNO 3 solutions was 99.8% (SKN) and 99.2% (SKNo-1). The activity of the 115m Cd radionuclide in these solutions was 0.5% (SKN) and 1.1% (SKNo-1) of its activity in the initial solutions.

2) В работе использовали образец обогащенного по изотопу 107Ag (98 ат.%) металлического серебра массой 0,100 г, облученный в атомном реакторе СМ-3 (ГНЦ РФ НИИАР).2) In this work, we used a sample of 107 Ag (98 at%) enriched in 107 Ag isotope metal silver weighing 0.100 g irradiated in the SM-3 nuclear reactor (SSC RF RIAR).

Обличенный материал растворили в горячей азотной кислоте с концентрацией 10 моль/л. Полученный раствор выпарили досуха, сухой остаток растворили в смеси азотной кислоты и нитрата гидразония. Получено 0,050л раствора с концентрациями в нем: [НNО3]≈0,5 моль/л; [AgNО3]=0,019 моль/л; [N2H5NO3]=0,053 моль/л; [N2H5NO3]/[AgNО3]=2,8.The exposed material was dissolved in hot nitric acid at a concentration of 10 mol / L. The resulting solution was evaporated to dryness, the dry residue was dissolved in a mixture of nitric acid and hydrazonium nitrate. Received 0,050 l of a solution with concentrations in it: [HNO 3 ] ≈0.5 mol / l; [AgNO 3 ] = 0.019 mol / L; [N 2 H 5 NO 3 ] = 0.053 mol / L; [N 2 H 5 NO 3 ] / [AgNO 3 ] = 2.8.

Активность радионуклидов в исходном растворе, Бк: 108mAg - 6,0·108; 110mAg-4,2·108; 109Cd-1,1·109.The activity of radionuclides in the initial solution, Bq: 108m Ag - 6.0 · 10 8 ; 110m Ag-4.2 · 10 8 ; 109 Cd-1,1 · 10 9.

Figure 00000001
Figure 00000001

Дачный раствор контактировали с сорбентом СКНк массой 0,350 г в течение 3 ч. Реакционную смесь перемешивали барботажем сжатого воздуха, температура составляла ~25°С. Распределение радионуклидов в процессе их разделения по заявляемому способу, а также условия проведения соответствующих операций представлены в табл.2.The cottage solution was contacted with an SKNK sorbent weighing 0.350 g for 3 hours. The reaction mixture was stirred by sparging of compressed air, the temperature was ~ 25 ° C. The distribution of radionuclides in the process of their separation according to the claimed method, as well as the conditions for the relevant operations are presented in table.2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Из табл.2 видно, что выход радионуклида 109Cd в объединенный маточный и промывной раствор составил не менее 99,5%. Активность радионуклидов 108m,110mAg в указанных растворах составила 0,2% от их активности в исходном растворе. Выход радионуклидов 108m,110mAg в раствор 14 моль/л НNО3 составил 99,8%. Активность радионуклида 109Cd в указанном растворе составила не более 0,5% от его активности в исходном растворе.From table 2 it is seen that the yield of radionuclide 109 Cd in the combined uterine and wash solution was not less than 99.5%. The activity of 108m, 110m Ag radionuclides in these solutions amounted to 0.2% of their activity in the initial solution. The yield of 108m, 110m Ag radionuclides in a solution of 14 mol / L HNO 3 was 99.8%. The activity of 109 Cd radionuclide in this solution was not more than 0.5% of its activity in the initial solution.

Claims (2)

1. Способ разделения радионуклидов серебра и кадмия, заключающийся в получении раствора их нитратов, содержащего азотную кислоту с концентрацией 0,1-2 моль/л и нитрат гидразония с молярной концентрацией, равной или превышающей молярную концентрацию серебра, осаждении серебра посредством контактирования полученного раствора с углеродным сорбентом СНК, отделении маточного раствора от твердой фазы, промывке твердой фазы раствором 0,1-2 моль/л азотной кислоты, содержащей не менее 0,01 моль/л нитрата гидразония, и отделении промывного раствора.1. The method of separation of silver and cadmium radionuclides, which consists in obtaining a solution of their nitrates containing nitric acid with a concentration of 0.1-2 mol / l and hydrazonium nitrate with a molar concentration equal to or higher than the molar concentration of silver, silver deposition by contacting the resulting solution with carbon sorbent SNK, separation of the mother liquor from the solid phase, washing the solid phase with a solution of 0.1-2 mol / L nitric acid containing at least 0.01 mol / L hydrazonium nitrate, and separating the washing solution. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осаждение серебра из раствора проводят на модифицированном углеродном сорбенте СНК.2. The method according to claim 1, characterized in that the deposition of silver from the solution is carried out on a modified carbon sorbent SNK.
RU2002110705/15A 2002-04-22 2002-04-22 Silver and cadmium radionuclide separation method RU2230032C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002110705/15A RU2230032C2 (en) 2002-04-22 2002-04-22 Silver and cadmium radionuclide separation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002110705/15A RU2230032C2 (en) 2002-04-22 2002-04-22 Silver and cadmium radionuclide separation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002110705A RU2002110705A (en) 2004-01-27
RU2230032C2 true RU2230032C2 (en) 2004-06-10

Family

ID=32845604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002110705/15A RU2230032C2 (en) 2002-04-22 2002-04-22 Silver and cadmium radionuclide separation method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2230032C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2574274C1 (en) * 2014-09-15 2016-02-10 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" Method of separating cadmium and silver radionuclides

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЕГОРОВ Е.В., МАКАРОВА С.Б. Ионный обмен в радиохимии. - М.: АТОМИЗДАТ, 1971, с.321, 329. *
РАЗБАШ А.А. и др. Выделение кадмия-109 из облученного в ядерном реакторе серебра, Радиохимия, 1981, т.23, №3 с.442-450. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575886C2 (en) * 2014-05-27 2016-02-20 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" Method for extraction of radionuclide cadmium-109
RU2574274C1 (en) * 2014-09-15 2016-02-10 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" Method of separating cadmium and silver radionuclides

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002110705A (en) 2004-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Talvitie Radiochemical determination of plutonium in environmental and biological samples by ion exchange
US4284472A (en) Method for enhanced control of radioiodine in the production of fission product molybdenum 99
Smith Estimation of Mercury in Biological Material by Neutron Activation Analysis.
RU2745524C2 (en) Method of production of fraction of iodine radioisotopes, particularly i-131
EP0132902B1 (en) Recovery of uranium from wet process phosphoric acid by liquid-solid ion exchange
US6066302A (en) Method of separation of Cesium-131 from Barium
RU2230032C2 (en) Silver and cadmium radionuclide separation method
US2632763A (en) Separation process for actinium
Braun et al. Plasticized open-cell polyurethane foam as a universal matrix for organic reagents in trace element preconcentration: part III. Collection of cobalt traces on 1-nitroso-2-naphthol and diethyldithiocarbamate foams
US3165376A (en) Process for separation and recovery of volatile fluoride impurities from uranium hexafluoride containing the same
JPH0121212B2 (en)
US2931701A (en) Process for separating plutonium by repeated precipitation with amphoteric hydroxide carriers
Muscatello et al. Americium removal from nitric acid waste streams
RU2575886C2 (en) Method for extraction of radionuclide cadmium-109
US2985505A (en) Salt conversion process
Cheng et al. Process study on the separation of 99Mo from irradiated natural uranium dioxide
US2892680A (en) Recovery of cesium from waste solutions
WO1999058450A1 (en) Recovery of strontium activity from a strontium-82/rubidium-82 generator
US2863892A (en) Separation of plutonium from lanthanum by chelation-extraction
RU2763464C1 (en) Method for processing monazite concentrate
SU760636A1 (en) Method of producing preparations of hafnium radioisotope without carrier
US2989368A (en) Cesium recovery from aqueous solutions
US2890098A (en) Reduction of plutonium values in an acidic aqueous solution with formaldehyde
RU2049545C1 (en) Method of extraction of cesium from nitrate solutions
JPS582576B2 (en) How to collect silver

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110423