RU2291112C2 - Method of extraction-type separation of americian and curium - Google Patents

Method of extraction-type separation of americian and curium Download PDF

Info

Publication number
RU2291112C2
RU2291112C2 RU2005105231/15A RU2005105231A RU2291112C2 RU 2291112 C2 RU2291112 C2 RU 2291112C2 RU 2005105231/15 A RU2005105231/15 A RU 2005105231/15A RU 2005105231 A RU2005105231 A RU 2005105231A RU 2291112 C2 RU2291112 C2 RU 2291112C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
curium
solution
organic solvent
acid
americian
Prior art date
Application number
RU2005105231/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005105231A (en
Inventor
Дмитрий Николаевич Шишкин (RU)
Дмитрий Николаевич Шишкин
Елена Владимировна Кочарина (RU)
Елена Владимировна Кочарина
Борис Яковлевич Галкин (RU)
Борис Яковлевич Галкин
Юрий Степанович Федоров (RU)
Юрий Степанович Федоров
Борис Яковлевич Зильберман (RU)
Борис Яковлевич Зильберман
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина"
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 Государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина" filed Critical Государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина"
Priority to RU2005105231/15A priority Critical patent/RU2291112C2/en
Publication of RU2005105231A publication Critical patent/RU2005105231A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2291112C2 publication Critical patent/RU2291112C2/en

Links

Landscapes

  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: radiochemistry; analytical chemistry.
SUBSTANCE: proposed method consists in treatment of solution containing elements to be separated, diethylene triamine, pentaacetic acid, carbamide or formic acid, extracting agent in form of solution of chlorinated cobalt dicarbollide and polyethylene glycol in organic solvent or solution of cobalt dicarbollide, zirconium slat of dibutyl phosphoric acid and polyethylene glycol in organic solvent. Americian passes into organic solution at higher degree as compared with curium. Proposed method takes into account factor of separation of americian and curium and facilitates the process due to avoidance of salting-out agent.
EFFECT: enhanced efficiency.
4 cl, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области радиохимии и, в частности, к области экстракционного выделения долгоживущих радионуклидов из отработавшего ядерного топлива или облученных мишеней и может быть использовано в аналитической химии для выделения и концентрирования элементовThe invention relates to the field of radiochemistry and, in particular, to the field of extraction of long-lived radionuclides from spent nuclear fuel or irradiated targets, and can be used in analytical chemistry to isolate and concentrate elements

Известны способы разделения америция и кюрия, включающие осадительные, сорбционные и экстракционные процессы [1 Р.Пеннемен, Т.Кинен. Радиохимия америция и кюрия. М.: Иностранная литература; 1961 г.; M.Kamoshida, T.Fukusava in Global-99; Радиохимия т.21, №2, с.262, 1979].Known methods for the separation of americium and curium, including precipitation, sorption and extraction processes [1 R. Pennomen, T. Keenen. Radiochemistry of America and Curium. M .: Foreign literature; 1961; M. Kamoshida, T. Fukusava in Global-99; Radiochemistry Vol. 21, No. 2, p. 262, 1979].

Недостатками этих способов является или сложность проведения процесса или недостаточная радиационная и химическая устойчивость используемых экстрагентов или сорбентов или невысокая степень разделения этих элементов за одну ступень экстракции, что требует проведения процесса на большом числе ступеней экстракции при тщательном контроле за соотношением потоков органической и водной фаз.The disadvantages of these methods are either the complexity of the process or the insufficient radiation and chemical stability of the extractants or sorbents used or the low degree of separation of these elements in one extraction stage, which requires the process to be carried out at a large number of extraction stages with careful monitoring of the ratio of the flows of the organic and aqueous phases.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ экстракционного разделения америция и кюрия экстрагентом на основе аминов или их солей в неполярных растворителях при использовании комплексообразователя диэтилентриаминпентауксусная кислота - ДТПА [В.М.Николаев, Е.А.Карелин, Р.А.Кузнецов. Технология трансплутониевых элементов. ГНЦ РФ НИИАР, 2000 г, с.170.].The closest technical solution to the claimed invention is a method for the extraction separation of americium and curium with an extractant based on amines or their salts in non-polar solvents using a complexing agent diethylenetriaminepentaacetic acid - DTPA [V.M. Nikolayev, E.A. Karelin, R.A. Kuznetsov. Technology of transplutonium elements. SSC RF RIAR, 2000, p.170.].

Способ заключается в том, что водный раствор, содержащий америций и кюрий высаливатель-нитрат лития, натрия или алюминия, комплексообразователь-диэтилентриаминпентауксусную кислоту-ДТПА, контактируют с экстрагентом -органическим раствором амина или его соли с азотной кислотой. При этом америций переходит в органический раствор в большей степени, чем кюрий. По величине соотношения коэффициентов распределения америция и кюрия - фактору разделения судят об эффективности процесса разделения элементов. Чем больше величина фактора разделения, тем выше эффективность процесса экстракционного разделения америция и кюрия и тем меньшее число ступеней экстракции требуется для достижения необходимых показателей по очистке одного элемента от другого.The method consists in the fact that an aqueous solution containing americium and curium, a lithium, sodium or aluminum nitrate, complexing agent, diethylene triamine pentaacetic acid-DTPA, is contacted with an extractant, an organic solution of an amine or its salt with nitric acid. In this case, americium passes into the organic solution to a greater extent than curium. By the ratio of the distribution coefficients of americium and curium - the separation factor is judged on the effectiveness of the process of separation of elements. The larger the separation factor, the higher the efficiency of the extraction process of americium and curium extraction and the smaller the number of extraction steps required to achieve the necessary indicators for cleaning one element from another.

Недостаток этого способа состоит в том, что при разделении америция и кюрия необходима добавка высаливателя - нитрата лития или алюминия, что усложняет последующее обращение с водным раствором выделяемого элемента. Кроме того, достигаемые степени разделения америция и кюрия(βAm/Cm) относительно невысоки и в большинстве случаев (βAm/Cm≤4), поэтому для эффективного их разделения требуется достаточно большое число ступеней экстракции.The disadvantage of this method is that when separating americium and curium, an addition of a salting out agent — lithium or aluminum nitrate — is necessary, which complicates the subsequent handling of the aqueous solution of the released element. In addition, the achieved degree of separation of americium and curium (β Am / Cm ) is relatively low and in most cases (β Am / Cm ≤4), therefore, a sufficiently large number of extraction steps are required for their effective separation.

Задачей изобретения является повышение эффективности процесса экстракционного разделения америция и кюрия за счет увеличения значения их фактора разделения и упрощение процесса за счет исключения из него высаливателя.The objective of the invention is to increase the efficiency of the extraction separation of americium and curium by increasing the value of their separation factor and simplifying the process by eliminating the salting out agent from it.

Поставленная задача решается путем контакта водного раствора, содержащего америций и кюрий, диэтилентриаминпентауксусную кислоту и мочевину или муравьиную кислоту в количестве 20-100 г/л с раствором хлорированного дикарболлида кобальта - ХДК и полиэтиленгликоля - ПЭГ в органическом растворителе с содержанием компонентов 0,05-0,3 моль/л и 0,001-0,15 моль/л соответственно. При этом америций переходит в органический раствор в гораздо большей степени, чем кюрий, за счет чего достигается эффективное разделение этих элементов. В качестве органического раствора может быть использован также раствор хлорированного дикарболлида кобальта, циркониевой соли дибутилфосфорной кислоты - ЦС ДБФК и полиэтиленгликоля в органическом растворителе с концентрациями компонентов 0,05-0,3 моль/л, 0,1-0,5 моль/л, 0,001-0,15 моль/л соответственно. В качестве органического растворителя может быть использован полярный органический растворитель или смесь полярного и неполярного растворителей.The problem is solved by contacting an aqueous solution containing americium and curium, diethylene triamine pentaacetic acid and urea or formic acid in an amount of 20-100 g / l with a solution of chlorinated cobalt dicarbolide - CDA and polyethylene glycol - PEG in an organic solvent with a component content of 0.05-0 3 mol / L and 0.001-0.15 mol / L, respectively. In this case, americium passes into the organic solution to a much greater extent than curium, due to which an effective separation of these elements is achieved. A solution of chlorinated cobalt dicarbolide, zirconium salt of dibutylphosphoric acid — CS DBPK and polyethylene glycol in an organic solvent with component concentrations of 0.05-0.3 mol / L, 0.1-0.5 mol / L, can also be used as an organic solution. 0.001-0.15 mol / L, respectively. As the organic solvent, a polar organic solvent or a mixture of polar and non-polar solvents can be used.

Пример 1.Example 1

Влияние состава водного раствора на распределение америция III и кюрия III в экстрагент на основе ХДК и ПЭГ показано в табл.1. Органическая фаза: 0,3 моль/л ХДК, 6% ПЭГ в смеси полярного и неполярного растворителей ортонитротолуол-гексахлорбутадиен-(1:1)The effect of the composition of the aqueous solution on the distribution of americium III and curium III in the extractant based on CDK and PEG is shown in Table 1. Organic phase: 0.3 mol / L HDC, 6% PEG in a mixture of polar and nonpolar solvents, orthonitrotoluene-hexachlorobutadiene- (1: 1)

Таблица 1Table 1 Мочевина, г/лUrea, g / l ДТПА, г/лDTPA, g / l Коэффициенты распределенияDistribution ratios Фактор разделенияSeparation factor Am IIIAm III Cm IIICm III Am/Cm)Am / Cm ) 50fifty 22 0.410.41 0.0220.022 18.618.6 7070 22 0.240.24 0.0330.033 7.37.3 100one hundred 22 0.250.25 0.0330.033 7.67.6 30thirty 0.50.5 5.425.42 0.480.48 11.311.3 100one hundred 0.50.5 1.341.34 0.240.24 5.65.6

Пример 2.Example 2

Влияние состава водного раствора на распределение америция III и кюрия III в экстрагент состава: 0,05 моль/л ХДК, 0,5% ПЭГ, 0,07 моль/л ЦС ДБФК в полярном растворителе метанитробензотрифторид показано в табл.2.The effect of the composition of the aqueous solution on the distribution of americium III and curium III in the extractant composition: 0.05 mol / L CDA, 0.5% PEG, 0.07 mol / L CS DBPC in a polar solvent methanitrobenzotrifluoride is shown in Table 2.

Таблица 2table 2 ДТПА, г/лDTPA, g / l Мочевина, г/лUrea, g / l Муравьиная кислота, г/лFormic acid, g / l Коэффициенты распределенияDistribution ratios Фактор разделенияSeparation factor Am IIIAm III Cm IIICm III Am/Cm)Am / Cm ) 4four 50fifty 0,350.35 0,0360,036 9,79.7 4four 7070 0,330.33 0,0500,050 6,66.6 4four 100one hundred 0,360.36 0,0540,054 6,76.7 22 30thirty 1,211.21 0,100.10 12,112.1 22 50fifty 0,790.79 0,150.15 5,35.3 22 150150 0,40.4 0,0550,055 7,37.3 4four 50fifty 1,71.7 0,10.1 1717 66 50fifty 1,821.82 0,30.3 6,16.1 1010 150150 1,631,63 0,10.1 16,316.3

ЦС ДБФК - циркониевая соль дибутилфосфорной кислоты - добавляется в экстрагент для увеличения степени извлечения редкоземельных и трансплутониевых элементов.TS DBPK - zirconium salt of dibutylphosphoric acid - is added to the extractant to increase the degree of extraction of rare earth and transplutonium elements.

Способ по сравнению с прототипом позволяет значительно упростить процесс экстракционного разделения америция и кюрия за счет значительного увеличения их фактора разделения и отказа от использования высаливателя.The method compared with the prototype can significantly simplify the process of extraction separation of americium and curium due to a significant increase in their separation factor and the refusal to use a salting out agent.

Claims (4)

1. Способ экстракционного разделения америция и кюрия путем извлечения америция из водного раствора, содержащего диэтилентриаминпентауксусную кислоту, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют раствор хлорированного дикарболлида кобальта и полиэтиленгликоля в органическом растворителе или раствор хлорированного дикарболлида кобальта, циркониевой соли дибутилфосфорной кислоты и полиэтиленгликоля в органическом растворителе, а исходный водный раствор содержит мочевину или муравьиную кислоту.1. The method of extraction separation of americium and curium by extracting americium from an aqueous solution containing diethylenetriaminepentaacetic acid, characterized in that the extractant is a solution of chlorinated cobalt dicarbollide and polyethylene glycol in an organic solvent or a solution of chlorinated cobalt dicarbollide, polycarbonylphosphoric acid salt the solvent, and the initial aqueous solution contains urea or formic acid. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют полярный органический растворитель или смесь полярного и неполярного растворителя.2. The method according to claim 1, characterized in that the organic solvent used is a polar organic solvent or a mixture of a polar and non-polar solvent. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрации хлорированного дикарболлида кобальта, циркониевой соли дибутилфосфорной кислоты и полиэтиленгликоля в экстрагенте составляют 0,05-0,3 моль/л, ≤0,5 моль/л и 0,001-0,15 моль/л соответственно.3. The method according to claim 1, characterized in that the concentrations of chlorinated cobalt dicarbollide, zirconium salt of dibutylphosphoric acid and polyethylene glycol in the extractant are 0.05-0.3 mol / L, ≤0.5 mol / L and 0.001-0.15 mol / l, respectively. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация мочевины или муравьиной кислоты в водном растворе составляет 20-100 г/л.4. The method according to claim 1, characterized in that the concentration of urea or formic acid in the aqueous solution is 20-100 g / L.
RU2005105231/15A 2005-02-24 2005-02-24 Method of extraction-type separation of americian and curium RU2291112C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005105231/15A RU2291112C2 (en) 2005-02-24 2005-02-24 Method of extraction-type separation of americian and curium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005105231/15A RU2291112C2 (en) 2005-02-24 2005-02-24 Method of extraction-type separation of americian and curium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005105231A RU2005105231A (en) 2006-08-10
RU2291112C2 true RU2291112C2 (en) 2007-01-10

Family

ID=37059131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005105231/15A RU2291112C2 (en) 2005-02-24 2005-02-24 Method of extraction-type separation of americian and curium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2291112C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560603C2 (en) * 2009-07-27 2015-08-20 Коммиссариат А Л' Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив Increasing separation factor between americium and curium and/or lanthanides in liquid-liquid extraction process using diglycolamide and another extractant
RU2773142C2 (en) * 2020-09-02 2022-05-31 Акционерное Общество "Наука И Инновации" Method for extraction extraction and separation of ree

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
НИКОЛАЕВ В.М. и др. Технология трансплутониевых элементов. - ГНЦ РФ НИИАР, 2000, с.170. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560603C2 (en) * 2009-07-27 2015-08-20 Коммиссариат А Л' Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив Increasing separation factor between americium and curium and/or lanthanides in liquid-liquid extraction process using diglycolamide and another extractant
RU2773142C2 (en) * 2020-09-02 2022-05-31 Акционерное Общество "Наука И Инновации" Method for extraction extraction and separation of ree

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005105231A (en) 2006-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zarrougui et al. Highly efficient extraction and selective separation of uranium (VI) from transition metals using new class of undiluted ionic liquids based on H-phosphonate anions
EP2095372B1 (en) Grouped separation of actinides from a highly acidic aqueous composition a solvating extractant in a salting medium
RU2001125151A (en) A method of processing used nuclear fuel
RU2560603C2 (en) Increasing separation factor between americium and curium and/or lanthanides in liquid-liquid extraction process using diglycolamide and another extractant
RU2542868C2 (en) Method of purifying uranium from natural uranium concentrate
RU2603405C1 (en) Method of extracting americium from liquid radioactive wastes and separation of rare-earth elements
CN110312702A (en) Particularly for the asymmetric N of SEPARATION OF URANIUM (VI) and plutonium (IV), N- dialkyl amide, synthesis and purposes
RU2291112C2 (en) Method of extraction-type separation of americian and curium
KR100524263B1 (en) Method for treating of etching waste acid containing phosphric acid, acetic acid and nitric acid
RU2235375C2 (en) Metal re-extraction method
JPS63198897A (en) Method particularly used for reprocessing irradiated nuclear fuel in order to separate technetium existing in organic solvent together with one kind or more of other metal such as zirconium and uranium or plutonium
Asrafi et al. Solvent extraction of cadmium (ii) from sulfate medium by Bis (2-ethylhexyl) Phosphoric Acid in Toluene
US20240309490A1 (en) Metal ION Recovery from a Bound Chelate/Sequestering-Agent Solution
BE1000098A3 (en) Method for improving the efficiency of decontamination solution of nuclear fuels and / or materials contaminated with fertile zirconium.
JP2006153790A (en) Method for carrying out batch back extraction of actinoid ion of 3 or 4 valency in separation process solvent into high-concentration nitric acid solution by n, n, n', n'-tetraethyl glycol amide
RU2304628C2 (en) Method of re-extraction of vanadium from the organic solution containing its salts with the di-2-ethylhexylphosphoric acid
RU2224309C2 (en) Method for extracting long-living radionuclides from liquid radioactive wastes
RU99105844A (en) METHOD FOR REMOVING LEAD ION (OPTIONS)
RU2104735C1 (en) Method for isolating cesium and strontium from aqueous solutions
JPH054930B2 (en)
RU2575028C1 (en) Method for extractive separation of molybdenum from radioactive solutions
RU2156819C1 (en) Method of purifying rhodium and iridium
Law et al. Development of technologies for the simultaneous separation of cesium and strontium from spent nuclear fuel as part of an advanced fuel cycle
RU2274486C2 (en) Metal extraction process
SU1439081A1 (en) Method of recovering zinc from chloride solutions

Legal Events

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

Effective date: 20150225