RU2318258C2 - Radionuclide extraction by crown-ester containing extractants - Google Patents

Radionuclide extraction by crown-ester containing extractants Download PDF

Info

Publication number
RU2318258C2
RU2318258C2 RU2005128161/04A RU2005128161A RU2318258C2 RU 2318258 C2 RU2318258 C2 RU 2318258C2 RU 2005128161/04 A RU2005128161/04 A RU 2005128161/04A RU 2005128161 A RU2005128161 A RU 2005128161A RU 2318258 C2 RU2318258 C2 RU 2318258C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crown
extractant
ethers
extraction
mixture
Prior art date
Application number
RU2005128161/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Васильевич Глаголенко (RU)
Юрий Васильевич Глаголенко
Михаил Васильевич Логунов (RU)
Михаил Васильевич Логунов
Игорь Витальевич Мамакин (RU)
Игорь Витальевич Мамакин
Владимир Михайлович Полосин (RU)
Владимир Михайлович Полосин
Сергей Иванович Ровный (RU)
Сергей Иванович Ровный
Вадим Александрович Старченко (RU)
Вадим Александрович Старченко
Юрий Павлович Шишелов (RU)
Юрий Павлович Шишелов
Николай Геннадьевич Яковлев (RU)
Николай Геннадьевич Яковлев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-конструкторское и производственно-внедренческое предприятие "Деймос ЛТД"
Государственное Учреждение "Федеральное Агентство По Правовой Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного, Специального И Двойного Назначения" При Министерстве Юстиции Российской Федерации
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 Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-конструкторское и производственно-внедренческое предприятие "Деймос ЛТД", Государственное Учреждение "Федеральное Агентство По Правовой Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного, Специального И Двойного Назначения" При Министерстве Юстиции Российской Федерации filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-конструкторское и производственно-внедренческое предприятие "Деймос ЛТД"
Priority to RU2005128161/04A priority Critical patent/RU2318258C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2318258C2 publication Critical patent/RU2318258C2/en

Links

Landscapes

  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: extracting radionuclides from acid solutions of highly radioactive waste in radiochemical industry and recovering spent extractant.
SUBSTANCE: mixture used for the purpose has polyfluorinated alcohol-telomer, 1,1,7-trihydrodedodekafluoroheptanol-1, its chemical formula being H(CF2CF2)n CH2OH, where n - 3, and polyoxyethylene glycol esters of primary synthetic aliphatic alcohols of fraction C12-C14 , general formula being CnH2n + 1O(C2H4O)mH, where n = 12 - 15, m = 2, used as solvent of solutions incorporating macrocyclic compounds chosen from group include crown-esters with unsubstituted aromatic fragments; crown-esters having substituted aromatic fragments incorporating alkyl and/or hydroxyl alkyl substituents of linear and/or branched composition; crown-esters having unsubstituted cyclohexane fragments; crown-esters having substituted fragments incorporating alkyl and/or hydroxyl alkyl substituents of linear and/or branched composition; crown-ester having substituted fragments -O-CHR-CH2O-, where R is normal or branched alkyl or hydroxyl alkyl. Invention also concerns alternatives of extractants for extracting highly active wastes of radiochemical industry and methods for extracting radionuclides and for recovering spent extractants.
EFFECT: facilitated procedure.
26 cl, 21 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к области переработки и фракционирования жидких радиоактивных отходов радиохимических производств, в частности к экстракционным технологиям извлечения, очистки и концентрирования радионуклидов, например стронция и цезия, из жидких высокоактивных отходов переработки облученного ядерного топлива.The present invention relates to the field of processing and fractionation of liquid radioactive waste from radiochemical industries, in particular to extraction technologies for the extraction, purification and concentration of radionuclides, such as strontium and cesium, from highly radioactive liquid waste from the processing of irradiated nuclear fuel.

Концепция замкнутого топливного цикла в ядерной энергетике предусматривает утилизацию всех видов радиоактивных отходов с получением продуктов, пригодных для длительного хранения или захоронения, например, радионуклидов - в связанном состоянии в отвержденных материалах, или пригодных для использования в дальнейшем их радиоактивности, например, в виде изотопной продукции.The concept of a closed fuel cycle in nuclear energy involves the utilization of all types of radioactive waste to produce products suitable for long-term storage or disposal, for example, radionuclides in the bound state in cured materials, or suitable for further use of their radioactivity, for example, in the form of isotope products .

Основная масса радионуклидов после регенерации облученного ядерного топлива заключена в жидких высокоактивных отходах, которые наряду с высоким содержанием стабильных макропримесей - натрия, алюминия, железа, редкоземельных и других элементов, по количеству составляющих в сумме до 300 г/л, содержат небольшие количества радионуклидов цезия, стронция и трансурановых элементов.The bulk of the radionuclides after the regeneration of irradiated nuclear fuel is contained in high-level liquid wastes, which, along with a high content of stable macro-impurities - sodium, aluminum, iron, rare-earth and other elements, amounting to 300 g / l in total, contain small amounts of cesium radionuclides, strontium and transuranium elements.

Для целей сокращения объемов направляемых для захоронения отвержденных материалов, содержащих радионуклиды с различной степенью активности, например, используемых в настоящее время боросиликатных или фосфатных стекол, необходимо повышение удельной активности радионуклидов в объеме стекол. Повышение удельной активности растворов, направляемых на отверждение для последующего захоронения, возможно при снижении солесодержания в растворах радионуклидов или при добавлении в растворы радионуклидов, направляемых на захоронение, предварительно полученных бессолевых фракций радионуклидов стронция и цезия.In order to reduce the volumes of cured materials sent for burial containing radionuclides with various degrees of activity, for example, borosilicate or phosphate glasses currently used, it is necessary to increase the specific activity of radionuclides in the volume of glasses. An increase in the specific activity of solutions sent for curing for subsequent disposal is possible with a decrease in salt content in radionuclide solutions or when radionuclides sent for disposal are added to solutions of previously obtained salt-free fractions of strontium and cesium radionuclides.

В настоящее время наиболее развитыми направлениями в технологиях фракционирования жидких радиоактивных отходов, основанных на экстракционном извлечении радионуклидов, в том числе, радионуклидов стронция и цезия, являются два направления.Currently, the most developed areas in the technologies for fractionating liquid radioactive waste based on the extraction extraction of radionuclides, including strontium and cesium radionuclides, are two directions.

Одно из них основано на применении полиэдрического карборанового комплекса, в котором в качестве комплексообразователей для извлечения цезия используют хлорированный дикарболлид кобальта (ХДК), а для извлечения стронция - высокомолекулярные полиэтиленгликоли с применением фторированного нитроароматического разбавителя. Однако эта технология обладает существенными недостатками, связанными с необходимостью предварительной коррекции исходного раствора, высокими потерями экстрагента при отделении рафинатов и выделении целевых продуктов, высокой стоимостью экстрагента и разбавителя.One of them is based on the use of a polyhedral carborane complex, in which chlorinated cobalt dicarbolide (CDC) is used as complexing agents for cesium extraction, and high molecular weight polyethylene glycols using fluorinated nitroaromatic diluent are used to extract strontium. However, this technology has significant drawbacks associated with the need for preliminary correction of the initial solution, high losses of extractant in the separation of raffinates and the selection of target products, and the high cost of extractant and diluent.

Другое направление связано с возможностью применения в качестве комплексообразователей макроциклических полиэфиров - краун-эфиров различного строения, обладающих уникальной селективностью к радионуклидам, в том числе, к ионам стронция-90 и цезия-137, с достаточно широким спектром возможных разбавителей краун-эфиров для создания экстракционных смесей.Another direction is related to the possibility of using macrocyclic polyesters as crown ethers of various structures, which have unique selectivity to radionuclides, including strontium-90 and cesium-137 ions, with a fairly wide range of possible crown ether diluents to create extraction mixtures.

Однако возможности практического применения краун-эфиров достаточно ограничены из-за низкой растворимости самих краун-эфиров, особенно - содержащих бензольные заместители, в органических разбавителях и высокой растворимости самих краун-эфиров и их комплексов с извлекаемыми катионами радионуклидов в водных растворах.However, the possibilities for the practical use of crown ethers are rather limited due to the low solubility of crown ethers themselves, especially those containing benzene substituents, in organic diluents and the high solubility of crown ethers themselves and their complexes with recoverable cations of radionuclides in aqueous solutions.

Для повышения растворимости краун-эфиров в органических разбавителях и снижения их растворимости в водных растворах были синтезированы макроциклические соединения из группы краун-эфиров, имеющих ароматические фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения, и/или циклогексановые фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения, и/или фрагменты -O-CHR-CH2O-, где R - нормальный или разветвленный алкил или гидроксиалкил.To increase the solubility of crown ethers in organic diluents and reduce their solubility in aqueous solutions, macrocyclic compounds from the group of crown ethers having aromatic fragments containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents and / or cyclohexane fragments were synthesized. containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents, and / or —O — CHR — CH 2 O— moieties, where R is straight or branched alkyl or hydroxyalkyl.

К наиболее распространенным структурам относятся: ди-трет.бутилдибензо-18-краун-6 (DTBDB18C6), ди-изооктилдибензо-18-краун-6 (DIODB18C6), дибензо-21-краун-7 (DB21C7), бис-4,4'(5')[1-гидрокси-2-этилгексил]бензо-18-краун-6 (CROWN XVII), ди-трет.бутилдициклогексано-18-краун-6 (DTBDCH18C6), ди-изооктилдициклогексано-18-краун-6 (DIODCH18C6), дициклогексано-18-краун-6 (DCH18C6), бис-4,4'(5')[1-гидроксигептил]циклогексо-18-краун-6 (CROWN XVI), дибензо-18-краун-6 (DB18C6), дибензо-24-краун-8 (DB24C8), дибензо-30-краун-10 (DB30C10). За исключением DB18C6, DB21C7, DB24C8 и DB30C10, все перечисленные краун-эфиры имеют более высокую растворимость в органических, особенно парафиновых, разбавителях и меньшие потери при водно-органических контактах, сохраняя, по литературным данным, высокую селективность к извлекаемым катионам радионуклидов.The most common structures include: di-tert-butyl dibenzo-18-crown-6 (DTBDB18C6), di-isooctyldibenzo-18-crown-6 (DIODB18C6), dibenzo-21-crown-7 (DB21C7), bis-4.4 '(5') [1-hydroxy-2-ethylhexyl] benzo-18-crown-6 (CROWN XVII), di-tert-butyl dicyclohexano-18-crown-6 (DTBDCH18C6), di-isooctyl dicyclohexano-18-crown-6 (DIODCH18C6), dicyclohexano-18-crown-6 (DCH18C6), bis-4,4 '(5') [1-hydroxyheptyl] cyclohexo-18-crown-6 (CROWN XVI), dibenzo-18-crown-6 ( DB18C6), dibenzo-24-crown-8 (DB24C8), dibenzo-30-crown-10 (DB30C10). With the exception of DB18C6, DB21C7, DB24C8, and DB30C10, all of the crown ethers listed have higher solubility in organic, especially paraffinic, diluents and lower losses in aqueous-organic contacts, while maintaining, according to published data, high selectivity to recoverable radionuclide cations.

Так, известны способы извлечения цезия из водных растворов, содержащих и другие ионы, с помощью экстракционных смесей на основе краун-эфиров бис-4,4'(5')-(гидрокси-алкил-бензо)-18-краун-6 в органическом разбавителе, содержащем три-n-бутилфосфат или метилизобутилкетон, с последующим контактированием полученного органического раствора с раствором минеральной кислоты (US, 5888398, А). Известны способы извлечения цезия из водных щелочных отходов, содержащих также значительное количество других ионов щелочных металлов, таких как натрий и калий, с помощью экстракционных смесей на основе каликс-ареновых краун-эфиров в неполярном углеводородном растворителе, например краун-эфира каликс[4]арен-(бис-терт.октилбензо-краун-6) эфира в алифатическом керосине (US, 6174503, B1).Thus, methods for the extraction of cesium from aqueous solutions containing other ions are known using extraction mixtures based on crown ethers bis-4,4 '(5') - (hydroxy-alkyl-benzo) -18-crown-6 in organic a diluent containing tri-n-butyl phosphate or methyl isobutyl ketone, followed by contacting the resulting organic solution with a solution of mineral acid (US, 5888398, A). Known methods for the extraction of cesium from aqueous alkaline wastes, which also contain a significant amount of other alkali metal ions, such as sodium and potassium, using extraction mixtures based on calix-arene crown ethers in a non-polar hydrocarbon solvent, for example, calix [4] arene crown ether - (bis-tert. octylbenzo-crown-6) ether in aliphatic kerosene (US, 6174503, B1).

Известен способ избирательного извлечения цезия-135 экстракционной смесью, содержащей краун-эфир трет-бутилбензо-21-краун-7 (tВВ21С7) и тетрафенилборат натрия (FR, 2700709, А1).A known method for the selective extraction of cesium-135 with an extraction mixture containing crown ether tert-butylbenzo-21-crown-7 (tBB21C7) and sodium tetraphenyl borate (FR, 2700709, A1).

Известна экстракционная смесь для извлечения цезия из водных азотнокислых сред, содержащая краун-эфир дибензо-21-краун-7 в концентрации 0,1-0,2 моль/л в органическом растворителе 2,2-дигидротрифторэтилпентафторэтиловом эфире (SU, 1693438, А1).Known extraction mixture for the extraction of cesium from aqueous nitric acid media containing crown ether dibenzo-21-crown-7 in a concentration of 0.1-0.2 mol / l in an organic solvent of 2,2-dihydrotrifluoroethyl pentafluoroethyl ether (SU, 1693438, A1) .

Известны способы последовательного экстракционного извлечения цезия и стронция из подкисленных растворов радиоактивных отходов: цезия - экстрагентом, состоящим преимущественно из краун-эфиров бис-4,4'(5')[1-гидрокси-2-этилгексил]бензо-18-краун-6 (далее - Crown XVII) с жидкими катионообменниками динонилнафталин сульфокислотой (dinonylnaphtalene sulfonic acid) или дидодецилнафталин сульфокислотой (didodecylnaphthalene sulphonic acid), а стронция - экстрагентом, состоящим преимущественно из краун-эфира бис-4,4'(5')[1-гидроксигептил]циклогексо-18-краун-6 (далее Crown XVI) с теми же катионобменниками, в матричном растворе, содержащем трибутилфосфат и керосин (US, 4749518, А). Недостатком этого способа совместного извлечения стронция и цезия является снижение коэффициентов распределения стронция и цезия в процессах экстракционного выделения радионуклидов из-за низкой радиационной устойчивости компонентов экстракционной смеси, а также взрывоопасность и пожароопасность.Known methods for sequential extraction extraction of cesium and strontium from acidified solutions of radioactive waste: cesium - extractant, consisting mainly of crown ethers bis-4,4 '(5') [1-hydroxy-2-ethylhexyl] benzo-18-crown-6 (hereinafter - Crown XVII) with liquid cation exchangers dinonylnaphthalene sulfonic acid (dinonylnaphtalene sulfonic acid) or didodecylnaphthalene sulfonic acid (didodecylnaphthalene sulphonic acid), and strontium with an extractant consisting mainly of crown ether bis-4,4 '(5') [1 ] cyclohexo-18-crown-6 (hereinafter Crown XVI) with the same cation exchange nicknames in a matrix solution containing tributyl phosphate and kerosene (US, 4749518, A). The disadvantage of this method of joint extraction of strontium and cesium is the reduction of the distribution coefficients of strontium and cesium in the processes of extraction of radionuclides due to the low radiation resistance of the components of the extraction mixture, as well as explosion and fire hazard.

Известен способ выделения стронция, нептуния, америция и плутония из водных азотнокислых растворов экстракционной смесью, содержащей краун-эфир, например, 4,4'(5')[R,R']дициклогексано-18-краун-6, где R и R' выбраны из группы, включающей метил, пропил, изобутил, t-бутил, гексил, гептил и n-октил(фенил)-N,N-диизобутилкарбамоилметилфосфиноксид, в растворителе, выбранном из группы, содержащей три-n-бутилфосфат, нормальные парафиновые углеводороды, изопарафиновые углеводороды (US, 5169609, А).A known method of separation of strontium, neptunium, americium and plutonium from aqueous nitric acid solutions with an extraction mixture containing crown ether, for example, 4.4 '(5') [R, R '] dicyclohexano-18-crown-6, where R and R 'selected from the group consisting of methyl, propyl, isobutyl, t-butyl, hexyl, heptyl and n-octyl (phenyl) -N, N-diisobutylcarbamoylmethylphosphine oxide, in a solvent selected from the group consisting of tri-n-butylphosphate, normal paraffinic hydrocarbons , isoparaffin hydrocarbons (US, 5169609, A).

Однако общим недостатком перечисленных способов является пониженная радиационная устойчивость экстрагентов при длительной работе экстракционного цикла.However, a common drawback of these methods is the reduced radiation stability of the extractants during prolonged operation of the extraction cycle.

Известны способы экстракционного извлечения радионуклидов стронция-90 и цезия-135-137 с помощью более устойчивых к радиации экстрагентов, содержащих краун-эфиры с различными разбавителями.Known methods for the extraction of radionuclides of strontium-90 and cesium-135-137 using more radiation-resistant extractants containing crown ethers with various diluents.

Например, известен способ экстракционного извлечения металлов, таких как плутоний, уран и стронций, из водных растворов с использованием цис-син-цис изомера краун-эфира дициклогексано-18-краун-6 (DCH18C6) в органическом растворителе, таком как нитробензол или дихлорэтан, или в твердой фазе, такой как кремний (FR, 2656149, А)For example, a method is known for the extraction of metals, such as plutonium, uranium and strontium, from aqueous solutions using the cis-syn-cis isomer of crown ether of dicyclohexano-18-crown-6 (DCH18C6) in an organic solvent such as nitrobenzene or dichloroethane, or in a solid phase, such as silicon (FR, 2656149, A)

Известен способ обезвреживания радиоактивных азотнокислых растворов, содержащих стронций и натрий в концентрации от 0,01 до 0,2 мол/л, с помощью смеси, содержащей краун-эфир дициклогексано-18-краун-6 (DCH18C6) и растворитель, такой как хлороформ CHCl3, 1,1,2,2-тетрахлорэтан, дихлорметан, нитробензол, бромбензол, размещенные в катионообменной смоле (FR, 2707416, А1).A known method of neutralizing radioactive nitric acid solutions containing strontium and sodium in a concentration of from 0.01 to 0.2 mol / l, using a mixture containing crown ether dicyclohexano-18-crown-6 (DCH18C6) and a solvent, such as chloroform CHCl 3 , 1,1,2,2-tetrachloroethane, dichloromethane, nitrobenzene, bromobenzene, placed in a cation exchange resin (FR, 2707416, A1).

Однако применение указанных экстракционных смесей и разбавителей, хотя и показало большую радиационную устойчивость экстрагентов и приемлемые для промышленного использования коэффициенты распределения стронция и цезия, тем не менее не устраняло значительных потерь краун-эфиров за счет их вымывания при реэкстракции радионуклидов водными растворами.However, the use of these extraction mixtures and diluents, although it showed great radiation stability of the extractants and distribution coefficients of strontium and cesium acceptable for industrial use, nevertheless did not eliminate the significant losses of crown ethers due to their washing out during the reextraction of radionuclides with aqueous solutions.

Целью создания настоящего изобретения была разработка экстрагентов и способов извлечения радионуклидов, в том числе, стронция и/или цезия, из жидких высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих и другие макропримеси, в частности, натрия, имеющего большое влияние на экстракционные характеристики экстракционных смесей.The aim of the present invention was the development of extractants and methods for the extraction of radionuclides, including strontium and / or cesium, from high-level liquid radioactive wastes from radiochemical plants containing other macroimpurities, in particular sodium, which has a great influence on the extraction characteristics of extraction mixtures.

При создании настоящего изобретения была поставлена задача разработки экстрагентов, содержащих комплексообразователи, обладающие высокой селективной способностью присоединять радионуклиды, например катионы цезия и стронция, и пониженным взаимодействием с другими ионами, содержащимися в высокоактивных отходах, например натрием, в органическом растворителе, обладающем способностью при водно-органических контактах удерживать компоненты экстрагентов и ассоциаты с извлекаемыми ионами радионуклидов, например цезия и/или стронция, препятствуя их вымыванию со сбросными водами. Была также поставлена задача разработки способа эффективной регенерации экстрагента для последующего возврата его в технологический процесс.When creating the present invention, the task was to develop extractants containing complexing agents with a high selective ability to attach radionuclides, for example cesium and strontium cations, and reduced interaction with other ions contained in highly active waste, such as sodium, in an organic solvent with the ability to organic contacts to hold components of extractants and associates with the extracted ions of radionuclides, for example cesium and / or strontium, pre yatstvuya them leaching from the waste waters. The task was also set to develop a method for the efficient regeneration of the extractant for its subsequent return to the technological process.

Авторам было ранее известно применение полифторированного спирта-теломера 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 в качестве компонента реакционной среды в производстве фторполимеров, а также известен способ извлечении радионуклидов стронция из азотнокислых отходов атомной энергетики экстракционной смесью, содержащей раствор дициклогексил-18-краун-6 (DCH18C6) в органическом разбавителе - смеси спирта-теломера 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и 2,4-диэтилоктанола, включающий контактирование отходов с экстракционной смесью, промывку экстракта и реэкстракцию стронция дистиллированной водой (SU, 1706661, А1). При этом содержание краун-эфира в экстрагенте составляло 0,1-0,2 моль/л в смеси разбавителя с содержанием 60-65% 1,1,7-тригидрододекафторгептанола-1 и 40-35% 2,4-диэтилоктанола.The authors previously knew the use of polyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 as a component of the reaction medium in the production of fluoropolymers, and also known a method for the extraction of strontium radionuclides from nitric acid waste from an atomic energy extraction mixture containing a solution of dicyclohexyl-18-crown- 6 (DCH18C6) in an organic diluent — a mixture of 1,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 and 2,4-diethylloctanol alcohol-telomere, including contacting the waste with the extraction mixture, washing the extract and r Extraction of strontium with distilled water (SU, 1706661, A1). The content of crown ether in the extractant was 0.1-0.2 mol / l in a diluent mixture with a content of 60-65% 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and 40-35% 2,4-diethyl ethanol.

Поставленная задача была решена применением смеси, содержащей полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1, имеющий химическую формулу H(CF2CF2)nCH2OH, где n=3, и полиоксиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных высших жирных спиртов фракции С1214 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, в качестве разбавителя растворов, содержащих макроциклические соединения, выбранные из группы, включающей: краун-эфиры, имеющие незамещенные ароматические фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные ароматические фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие незамещенные циклогексановые фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные циклогексановые фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие замещенные фрагменты -O-CHR-CH2O-, где R - нормальный или разветвленный алкил или гидроксиалкил.The problem was solved by using a mixture containing polyfluorinated alcohol-telomer 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1, having the chemical formula H (CF 2 CF 2 ) n CH 2 OH, where n = 3, and polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols fractions C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, as a diluent for solutions containing macrocyclic compounds selected from the group including : crown ethers having unsubstituted aromatic moieties; crown ethers having substituted aromatic moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having unsubstituted cyclohexane moieties; crown ethers having substituted cyclohexane moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having substituted —O — CHR — CH 2 O— moieties where R is straight or branched alkyl or hydroxyalkyl.

Поставленная задача была решена разработкой экстрагента для извлечения радионуклидов из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих также другие макропримеси, включая натрий, содержащего макроциклические соединения, выбранные из группы, включающей: краун-эфиры, имеющие незамещенные ароматические фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные ароматические фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие незамещенные циклогексановые фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные циклогексановые фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие замещенные фрагменты -O-CHR-CH2O-, где R - нормальный или разветвленный алкил или гидроксиалкил, в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2.The problem was solved by the development of an extractant for the extraction of radionuclides from acidic aqueous solutions of high-level waste from radiochemical industries, which also contain other macroimpurities, including sodium, containing macrocyclic compounds selected from the group consisting of: crown ethers with unsubstituted aromatic fragments; crown ethers having substituted aromatic moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having unsubstituted cyclohexane moieties; crown ethers having substituted cyclohexane moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having substituted —O — CHR — CH 2 O— moieties where R is straight or branched alkyl or hydroxyalkyl in an organic solvent containing a polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture of synthetic polyoxyethylene glycol ethers primary higher fatty alcohols of the C 12 -C 14 fraction of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2.

При этом, согласно изобретению, желательно, чтобы органический растворитель имел следующее соотношение компонентов, % по объему:Moreover, according to the invention, it is desirable that the organic solvent has the following ratio of components,% by volume:

полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 - 80-99, смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 - 20-1.polyfluorinated alcohol-telomer 1,1,7-trihydrodeodefluoroheptanol-1 - 80-99, a mixture of polyoxyethylene glycol ethers of synthetic primary higher fatty alcohols of fraction C 12 -C 14 - 20-1.

Кроме того, поставленная задача была решена разработкой экстрагента для извлечения радионуклидов цезия из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы цезия, а также другие макропримеси, включая натрий, содержащего краун-эфир, выбранный из группы, включающей: ди-трет.бутилдибензо-18-краун-6 (DTBDB18C6), ди-изооктилдибензо-18-краун-6 (DIODB18C6), дибензо-21-краун-7 (DB21C7), бис-4,4'(5')[1-гидрокси-2-этилгексил]бензо-18-краун-6 (Crown XVII) в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, % по объему:In addition, the task was solved by the development of an extractant for the extraction of cesium radionuclides from acidic aqueous solutions of highly active wastes from radiochemical plants containing cesium cations, as well as other macroimpurities, including sodium containing crown ether selected from the group consisting of di-tert.butyl dibenzo -18-crown-6 (DTBDB18C6), di-isooctyl dibenzo-18-crown-6 (DIODB18C6), dibenzo-21-crown-7 (DB21C7), bis-4.4 '(5') [1-hydroxy-2 ethylhexyl] benzo-18-crown-6 (Crown XVII) in an organic solvent containing polyfluorinated 1,1,7-trigi telomere alcohol drododecafluoroheptanol-1 and a mixture of polyoxyethylene glycol ethers of synthetic primary higher fatty alcohols of the fraction C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, in the following ratio of components,% by volume:

полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 - 80-99,polyfluorinated alcohol telomere 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 - 80-99,

смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 - 20 - 1.a mixture of polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 - 20 - 1.

При этом, согласно изобретению, желательно, чтобы экстрагент содержал краун-эфир дибензо-21-краун-7 (DB21C7) в концентрации от 0,04 моль/л до 0,095 моль/л экстрагента.Moreover, according to the invention, it is desirable that the extractant contains crown ether dibenzo-21-crown-7 (DB21C7) in a concentration of from 0.04 mol / L to 0.095 mol / L of extractant.

Поставленная задача была также была решена разработкой экстрагента для извлечения радионуклидов стронция из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы стронция, а также другие макропримеси, включая натрий, содержащего краун-эфир, выбранный из группы, включающей: ди-трет.бутилдициклогексано-18-краун-6 (DTBDCH18C6), ди-изооктилдициклогексано-18-краун-6 (DIODCH18С6), дициклогексано-18-краун-6 (DCH18C6), бис-4,4'(5')[1-гидроксигептил]циклогексано-18-краун-6 (Crown XVI), в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, % по объему:The problem was also solved by the development of an extractant for the extraction of strontium radionuclides from acidic aqueous solutions of highly active wastes from radiochemical plants containing strontium cations, as well as other macroimpurities, including sodium, containing crown ether selected from the group consisting of di-tert.butyl dicyclohexano- 18-crown-6 (DTBDCH18C6), di-isooctyl dicyclohexano-18-crown-6 (DIODCH18C6), dicyclohexano-18-crown-6 (DCH18C6), bis-4,4 '(5') [1-hydroxyheptyl] cyclohexano- 18-crown-6 (Crown XVI), in an organic solvent containing polyfluoride Rowan telomeric alcohol 1,1,7-trigidrododekaftorgeptanol-1 and synthetic mixture of polyoxyethylene glycol ethers of primary higher fatty alcohols of the fraction C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, with the following ratio of components,% by volume:

полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 - 80-99,polyfluorinated alcohol telomere 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 - 80-99,

смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 - 20-1.a mixture of polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 - 20-1.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы экстрагент содержал дициклогексано-18-краун-6 в концентрации от 0,04 моль/л до 0, 095 моль/л экстрагента.Moreover, according to the invention, it is advisable that the extractant contains dicyclohexano-18-crown-6 in a concentration of from 0.04 mol / l to 0, 095 mol / l of extractant.

Кроме того, поставленная задача была решена разрабткой экстрагента для совместного извлечения радионуклидов стронция и цезия из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы стронция и цезия, а также другие макропримеси, включая натрий, содержащего смесь краун-эфиров, в которой, по меньшей мере, один краун-эфир выбран из группы, включающей: ди-трет.бутилдибензо-18-краун-6 (DTBDB18C6), ди-изооктилдибензо-18-краун-6 (DIODB18C6), дибензо-21-краун-7 (DB21C7), бис-4,4'(5')[1-гидрокси-2-этилгексил]бензо-18-краун-6 (Crown XVII), и, по меньшей мере, один краун-эфир выбран из группы, включающей: ди-трет.бутилдициклогексано-18-краун-6 (DTBDCH18C6), ди-изооктилдициклогексано-18-краун-6 (DIODCH18C6), дициклогексано-18-краун-6 (DCH18C6), бис-4,4'(5')[1-гидроксигептил]циклогексано-18-краун-6 (Crown XVI), в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, % по объему:In addition, the task was solved by developing an extractant for the joint extraction of strontium and cesium radionuclides from acidic aqueous solutions of highly radioactive waste from radiochemical industries containing strontium and cesium cations, as well as other macroimpurities, including sodium, containing a mixture of crown ethers, in which at least one crown ether is selected from the group consisting of di-tert-butyldibenzo-18-crown-6 (DTBDB18C6), di-isooctyldibenzo-18-crown-6 (DIODB18C6), dibenzo-21-crown-7 (DB21C7) , bis-4,4 '(5') [1-hydroxy-2-ethylhexyl] benzo-18-crown-6 (Crown XVII), and, at least one crown ether is selected from the group consisting of di-tert-butyl dicyclohexano-18-crown-6 (DTBDCH18C6), di-isooctyl dicyclohexano-18-crown-6 (DIODCH18C6), dicyclohexano-18-crown-6 ( DCH18C6), bis-4,4 '(5') [1-hydroxyheptyl] cyclohexano-18-crown-6 (Crown XVI), in an organic solvent containing polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols of the fraction C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, in the following ratio of components,% by volume:

полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 - 80-99,polyfluorinated alcohol telomere 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 - 80-99,

смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 - 20-1.a mixture of polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 - 20-1.

При этом, согласно изобретению, желательно, чтобы в экстрагенте, предпочтительно, органический растворитель имел следующее соотношение компонентов, % по объему:Moreover, according to the invention, it is desirable that in the extractant, preferably, the organic solvent has the following ratio of components,% by volume:

полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 - 87,polyfluorinated alcohol telomere 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 - 87,

смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 - 13.a mixture of polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 - 13.

При этом, согласно изобретению, желательно, чтобы экстрагент содержал смесь краун-эфиров дициклогексил-18-краун-6 и дибензо-21-краун-7 при концентрации каждого из краун-эфиров от 0,04 моль/л до 0,095 моль/л экстрагента.Moreover, according to the invention, it is desirable that the extractant contains a mixture of crown ethers of dicyclohexyl-18-crown-6 and dibenzo-21-crown-7 at a concentration of each of the crown ethers from 0.04 mol / l to 0.095 mol / l of extractant .

Поставленная задача была также решена созданием способа регенерации отработавшего экстрагента, содержащего комплексы макроциклических соединений, выбранных из группы, включающей: краун-эфиры, имеющие незамещенные ароматические фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные ароматические фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие незамещенные циклогексановые фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные циклогексановые фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие замещенные фрагменты -O-CHR-CH2O-, где R - нормальный или разветвленный алкил или гидроксиалкил, с извлекаемыми катионами радионуклидов в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и полиоксиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, обработкой отработавшего экстрагента водным раствором этилендиаминтетраацетата калия при рН от 8,0 до 9,0.The problem was also solved by creating a method for the regeneration of spent extractant containing complexes of macrocyclic compounds selected from the group including: crown ethers having unsubstituted aromatic fragments; crown ethers having substituted aromatic moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having unsubstituted cyclohexane moieties; crown ethers having substituted cyclohexane moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having substituted —O — CHR — CH 2 O— moieties, where R is straight or branched alkyl or hydroxyalkyl, with recoverable cations of radionuclides in an organic solvent containing a polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols of the C 12 -C 14 fraction of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, by treating the spent extractant with an aqueous solution of potassium ethylene diamine tetra acetate at pH from 8.0 to 9.0.

При этом, согласно изобретению, целесообразно концентрацию этилендиаминтетраацетата калия в водном растворе выбирать в диапазоне от 0,02 моль/л до 0,03 моль/л.Moreover, according to the invention, it is advisable to choose a concentration of potassium ethylenediaminetetraacetate in an aqueous solution in the range from 0.02 mol / L to 0.03 mol / L.

При этом, согласно изобретению, желательно рН обеспечивать добавлением гидроксида калия.Moreover, according to the invention, it is desirable to provide a pH by adding potassium hydroxide.

Поставленная задача была также решена разработкой способа экстракционного извлечения радионуклидов из кислого водного раствора высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих и другие макропримеси, включая натрий, в котором осуществляют обработку водного раствора отходов экстрагентом, содержащим макроциклическое соединение, способное присоединять ионы радионуклидов, с образованием экстракта, и реэкстракцию радионуклидов из экстракта деионизированной водой, и при этом экстрагент содержит макроциклическое соединение, выбранное из группы, включающей: краун-эфиры, имеющие незамещенные ароматические фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные ароматические фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие незамещенные циклогексановые фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные циклогексановые фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие замещенные фрагменты -O-CHR-CH2O-, где R - нормальный или разветвленный алкил или гидроксиалкил, в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2.The problem was also solved by the development of a method for the extraction of radionuclides from an acidic aqueous solution of highly radioactive waste from radiochemical industries containing other macronutrients, including sodium, in which an aqueous solution of the waste is treated with an extractant containing a macrocyclic compound capable of attaching radionuclide ions to form an extract, and re-extraction of radionuclides from the extract with deionized water, and the extractant contains a macrocyclic compound s selected from the group consisting of crown ethers having unsubstituted aromatic moieties; crown ethers having substituted aromatic moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having unsubstituted cyclohexane moieties; crown ethers having substituted cyclohexane moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having substituted —O — CHR — CH 2 O— moieties where R is straight or branched alkyl or hydroxyalkyl in an organic solvent containing a polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture of synthetic polyoxyethylene glycol ethers primary higher fatty alcohols of the C 12 -C 14 fraction of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы органический растворитель имел следующее соотношение компонентов, % по объему:Moreover, according to the invention, it is advisable that the organic solvent has the following ratio of components,% by volume:

полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 - 80-99,polyfluorinated alcohol telomere 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 - 80-99,

смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 - 20-1.a mixture of polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 - 20-1.

Кроме того, поставленная задача была решена созданием способа экстракционного извлечения радионуклидов цезия из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы цезия, а также другие макропримеси, включая натрий, в котором осуществляют обработку водного раствора отходов экстрагентом, содержащим, по меньшей мере, одно макроциклическое соединение, способное присоединять ионы радионуклидов цезия, с образованием экстракта, и реэкстракцию радионуклидов цезия из экстракта деионизированной водой, и при этом экстрагент содержит краун-эфир, выбранный из группы, включающей: ди-трет.бутилдибензо-18-краун-6 (DTBDB18C6), ди-изооктилдибензо-18-краун-6 (DIODB18C6), дибензо-21-краун-7 (DB21C7), бис-4,4'(5')[1-гидрокси-2-этилгексил]бензо-18-краун-6 (Crown XVII), в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C1214 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, % по объему:In addition, the problem was solved by the creation of a method for the extraction of cesium radionuclides from acidic aqueous solutions of highly active wastes from radiochemical plants containing cesium cations, as well as other macroimpurities, including sodium, in which an aqueous solution of wastes is treated with an extractant containing at least one a macrocyclic compound capable of attaching cesium radionuclide ions to form an extract, and re-extraction of cesium radionuclides from the deionized extract while the extractant contains crown ether selected from the group consisting of di-tert.butyl dibenzo-18-crown-6 (DTBDB18C6), di-isooctyl dibenzo-18-crown-6 (DIODB18C6), dibenzo-21-crown -7 (DB21C7), bis-4,4 '(5') [1-hydroxy-2-ethylhexyl] benzo-18-crown-6 (Crown XVII), in an organic solvent containing polyfluorinated telomeric alcohol 1,1, 7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture of polyoxyethylene glycol ethers of synthetic primary higher fatty alcohols of the C 12 -C 14 fraction of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, in the following ratio of components,% by volume:

полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 - 80-99,polyfluorinated alcohol telomere 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 - 80-99,

смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C1214 - 20-1.mixture of synthetic primary higher fatty alcohols, polyoxyethylene glycol ethers of fraction C 12 -C 14 - 20-1.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы экстрагент содержал краун-эфир дибензо-21-краун-7 (DB21C7) в концентрации от 0,04 моль/л до 0,095 моль/л экстрагента.Moreover, according to the invention, it is advisable that the extractant contains crown ether dibenzo-21-crown-7 (DB21C7) in a concentration of from 0.04 mol / l to 0.095 mol / l of extractant.

Поставленная задача также была решена разработкой способа экстакционного извлечения радионуклидов стронция из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы стронция, а также другие макропримеси, включая натрий, в котором осуществляют обработку водного раствора отходов экстрагентом, содержащим, по меньшей мере, одно макроциклическое соединение, способное присоединять ионы радионуклидов стронция, с образованием экстракта, и реэкстракцию радионуклидов стронция из экстракта деионизированной водой, и при этом экстрагент содержит краун-эфир, выбранный из группы, включающей: ди-трет.бутилдициклогексано-18-краун-6 (DTBDCH18C6), ди-изооктилдициклогексано-18-краун-6 (DIODCH18C6), дициклогексано-18-краун-6 (DCH18C6), бис-4,4'(5')[1-гидроксигептил]циклогексано-18-краун-6 (Crown XVI), в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C1214 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, % по объему:The problem was also solved by the development of a method for the extraction of strontium radionuclides from acidic aqueous solutions of highly radioactive wastes of radiochemical plants containing strontium cations, as well as other macroimpurities, including sodium, in which an aqueous solution of waste is treated with an extractant containing at least one macrocyclic compound capable of attaching strontium radionuclide ions to form an extract, and reextracting strontium radionuclides from deionisir extract bath water, and the extractant contains crown ether selected from the group consisting of di-tert-butyl dicyclohexano-18-crown-6 (DTBDCH18C6), di-isooctyl dicyclohexano-18-crown-6 (DIODCH18C6), dicyclohexano-18- crown-6 (DCH18C6), bis-4,4 '(5') [1-hydroxyheptyl] cyclohexano-18-crown-6 (Crown XVI), in an organic solvent containing polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodefluoroheptanol -1 and a mixture of polyoxyethylene glycol ethers of synthetic primary higher fatty alcohols of the C 12 -C 14 fraction of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, in the following ratio to mponentov% by volume:

полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 - 80-99,polyfluorinated alcohol telomere 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 - 80-99,

смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 - 20-1.a mixture of polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 - 20-1.

При этом, согласно изобретению, желательно, чтобы экстрагент содержал дициклогексано-18-краун-6 в концентрации от 0,04 моль/л до 0, 095 моль/л экстрагента.Moreover, according to the invention, it is desirable that the extractant contains dicyclohexano-18-crown-6 in a concentration of from 0.04 mol / L to 0, 095 mol / L of extractant.

Поставленная задача была также решена созданием способа совместного экстракционного извлечения радионуклидов цезия и стронция из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы цезия и стронция, а также другие макропримеси, включая натрий, в котором осуществляют обработку водного раствора отходов экстрагентом, содержащим макроциклические соединения, способные присоединять ионы радионуклидов цезия и стронция, с образованием экстракта, и реэкстракцию радионуклидов цезия и стронция из экстракта деионизированной водой, и при этом экстрагент содержит смесь краун-эфиров, в которой, по меньшей мере, один краун-эфир выбран из группы, включающей: ди-трет.бутилдибензо-18-краун-6 (DTBDB18C6), ди-изооктилдибензо-18-краун-6 (DIODB18C6), дибензо-21-краун-7 (DB21C7), бис-4,4'(5')[1-гидрокси-2-этилгексил]бензо-18-краун-6 (Crown XVII), и, по меньшей мере, один краун-эфир выбран из группы, включающей ди-трет.бутилдициклогексано-18-краун-6 (DTBDCH18C6), ди-изооктилдициклогексано-18-краун-6 (DIODCH18C6), дициклогексано-18-краун-6 (DCH18C6), бис-4,4'(5')[1-гидроксигептил]циклогексо-18-краун-6 (Crown XVI), в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, % по объему:The problem was also solved by the creation of a method for the joint extraction of radionuclides of cesium and strontium from acidic aqueous solutions of high-level waste from radiochemical plants containing cesium and strontium cations, as well as other macroimpurities, including sodium, in which an aqueous solution of waste is treated with an extractant containing macrocyclic compounds, capable of attaching cesium and strontium radionuclide ions to form an extract, and re-extraction of cesium and strontium radionuclides the extract with deionized water, and the extractant contains a mixture of crown ethers in which at least one crown ether is selected from the group consisting of di-tert.butyl dibenzo-18-crown-6 (DTBDB18C6), di-isooctyl dibenzo- 18-crown-6 (DIODB18C6), dibenzo-21-crown-7 (DB21C7), bis-4.4 '(5') [1-hydroxy-2-ethylhexyl] benzo-18-crown-6 (Crown XVII) and at least one crown ether is selected from the group consisting of di-tert.butyl dicyclohexano-18-crown-6 (DTBDCH18C6), di-isooctyl dicyclohexano-18-crown-6 (DIODCH18C6), dicyclohexano-18-crown- 6 (DCH18C6), bis-4,4 '(5') [1-hydroxyheptyl] cyclohexo-18-crown-6 (Crown XVI), op a solvent containing polyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture of polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols of fraction C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H , where n = 12 ÷ 14, m = 2, with the following ratio of components,% by volume:

полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 - 80-99,polyfluorinated alcohol telomere 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 - 80-99,

смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 - 20-1.a mixture of polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 - 20-1.

При этом, согласно изобретению, предпочтительно, чтобы органический растворитель имел следующее соотношение компонентов, % по объему:Moreover, according to the invention, it is preferable that the organic solvent has the following ratio of components,% by volume:

полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 - 87,polyfluorinated alcohol telomere 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 - 87,

смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 - 13.a mixture of polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 - 13.

При этом, согласно изобретению, желательно, чтобы экстрагент содержал смесь дициклогексано-18-краун-6 и дибензо-21-краун-7 при концентрации каждого из краун-эфиров в смеси от 0,04 моль/л до 0,095 моль/л экстрагента.Moreover, according to the invention, it is desirable that the extractant contains a mixture of dicyclohexano-18-crown-6 and dibenzo-21-crown-7 at a concentration of each of the crown ethers in the mixture from 0.04 mol / l to 0.095 mol / l of extractant.

Кроме того, согласно изобретению, желательно в способах экстракционного извлечения стронция или цезия или стронция и цезия совместно дополнительно осуществлять выделение оборотного экстрагента, содержащего комплексы макроциклических соединений с катионами радионуклидов, и регенерацию его для повторного использования обработкой оборотного экстрагента водным раствором этилендиаминтетраацетата калия при рН от 8,0 до 9,0.In addition, according to the invention, it is desirable in the methods of extraction extraction of strontium or cesium or strontium and cesium to additionally separate the recycle extractant containing complexes of macrocyclic compounds with cations of radionuclides and regenerate it for reuse by treating the recycle extractant with an aqueous solution of potassium ethylene diamine tetraacetate at pH 8 , 0 to 9.0.

При этом, согласно изобретению, желательно концентрацию этилендиаминтетраацетата калия в водном растворе выбирать в диапазоне от 0,02 моль/л до 0,03 моль/л.Moreover, according to the invention, it is desirable to choose a concentration of potassium ethylenediaminetetraacetate in an aqueous solution in the range from 0.02 mol / L to 0.03 mol / L.

При этом, согласно изобретению, желательно рН водного раствора обеспечивать добавлением гидроксида калия.Moreover, according to the invention, it is desirable to ensure the pH of the aqueous solution by adding potassium hydroxide.

При этом, согласно изобретению, целесообразно все операции способов осуществлять в динамическом противоточном режиме.Moreover, according to the invention, it is advisable to carry out all operations of the methods in a dynamic countercurrent mode.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных примеров его осуществления. При описании конкретных вариантов используется для ясности конкретная узкая терминология, однако изобретение не ограничивается принятыми терминами и нужно иметь в виду, что каждый такой термин охватывает все эквивалентные термины, используемые для решения тех же задач.The invention is further explained in the description of specific examples of its implementation. When describing specific options, specific narrow terminology is used for clarity, however, the invention is not limited to accepted terms and it should be borne in mind that each such term covers all equivalent terms used to solve the same problems.

1. Селективная способность экстрагентов согласно изобретению к экстракции радионуклидов.1. The selective ability of the extractants according to the invention for the extraction of radionuclides.

1.1. Селективная способность экстрагентов на основе краун-эфиров в различных растворителях.1.1. Selective ability of crown ether extractants in various solvents.

Были проведены исследования по определению коэффициентов распределения радионуклидов, например стронция или цезия, при использовании для их извлечения экстрагентов согласно изобретению, содержащих в качестве комплексообразователя различные краун-эфиры: ди-трет.бутилдибензо-18-краун-6 (далее DTBDB18C6), ди-изооктилдибензо-18-краун-6 (далее DIODB18C6), ди-трет.бутилдициклогексано-18-краун-6 (далее DTBDCH18C6), ди-изооктилдициклогексано-18-краун-6 (далее DIODCH18C6), дициклогексано-18-краун-6 (далее DCH18C6) или дибензо-21-краун-7 (далее DB21C7), в органическом разбавителе согласно изобретению полифторированном спирте-теломере 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 (1,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1) (далее - фторгептанол n3).Studies have been carried out to determine the distribution coefficients of radionuclides, for example strontium or cesium, using extractants according to the invention containing various crown ethers as a complexing agent: di-tert-butyl dibenzo-18-crown-6 (hereinafter DTBDB18C6), di- isooctyl dibenzo-18-crown-6 (hereinafter DIODB18C6), di-tert-butyl dicyclohexano-18-crown-6 (hereinafter DTBDCH18C6), di-isooctyl dicyclohexano-18-crown-6 (hereinafter DIODCH18C6), dicyclohexano-6-18-crown hereinafter DCH18C6) or dibenzo-21-crown-7 (hereinafter DB21C7), in an organic diluent according to clearly invention polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trigidrododekaftorgeptanol-1 (1,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1) (hereinafter - ftorgeptanol n 3).

Для сравнения были определены коэффициенты распределения стронция и цезия при использовании экстрагентов, содержащих аналогичные краун-эфиры в другом органическом разбавителе - декане.For comparison, the distribution coefficients of strontium and cesium were determined using extractants containing similar crown ethers in another organic diluent - decane.

Для испытаний были взяты экспериментальные водные азотнокислые растворы, содержащие стронций и цезий в концентрации 1 г/л с содержанием азотной кислоты около 3,0 моль/л. Полученные коэффициенты распределения стронция и цезия для различных экстракционных систем №1-12 представлены в табл.1.For testing, experimental aqueous nitric acid solutions containing strontium and cesium at a concentration of 1 g / l with a nitric acid content of about 3.0 mol / l were taken. The obtained distribution coefficients of strontium and cesium for various extraction systems No. 1-12 are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Коэффициенты распределения стронция и цезия при экстракции органическими растворами краун-эфировThe distribution coefficients of strontium and cesium during extraction with organic solutions of crown ethers Краун-эфир, 0,095 моль/лCrown ether, 0.095 mol / l №системыSystem number РазбавительDiluent Коэффициент распределенияDistribution coefficient ПримечанияNotes СтронцийStrontium ЦезийCesium DTBDB18C6DTBDB18C6 1one деканdean Гель в органической фазеGel in the organic phase 22 фторгептанол n3 fluoroheptanol n 3 0,110.11 15,4515.45 DIODB18C6DIODB18C6 33 деканdean 0,050.05 0,0040.004 4four фторгептанол n3 fluoroheptanol n 3 0,060.06 4,234.23 DTBDCH18C6DTBDCH18C6 55 деканdean <0,001<0.001 -- 66 фторгептанол n3 fluoroheptanol n 3 1,911.91 -- DIODCH18C6DIODCH18C6 77 деканdean <0,001<0.001 0,0040.004 88 фторгептанол n3 fluoroheptanol n 3 0,1060.106 -- DCH18C6Dch18c6 99 деканdean -- -- Третья фазаThird phase 1010 фторгептанол n3 fluoroheptanol n 3 1,61,6 -- DB21C7DB21C7 11eleven деканdean -- -- Не растворимNot soluble 1212 фторгептанол n3 fluoroheptanol n 3 -- 10,710.7

Из данных табл.1 следует, что из-за низких коэффициентов распределения стронция и цезия использование экстракционных систем с краун-эфирами в парафиновых углеводородах, таких как декан, практически невозможно.From the data of Table 1 it follows that due to the low distribution coefficients of strontium and cesium, the use of extraction systems with crown ethers in paraffin hydrocarbons such as decane is practically impossible.

Размеры алкильной цепи оказывают значительное влияние на экстракционные характеристики краун-эфиров, создавая, вероятно, стерические затруднения при размещении катиона в полости макроцикла. Коэффициенты распределения стронция для органических растворов DCH18C6 (система №10) и DTBDCH18C6 (система №6) во фторгептаноле n3 имеют примерно одинаковые значения (1,91 и 1,6), но с увеличением числа атомов углерода присоединенного радикала, например, до изооктильного (система №8), снижает их более чем на порядок.The size of the alkyl chain has a significant effect on the extraction characteristics of crown ethers, probably creating steric hindrances when placing the cation in the cavity of the macrocycle. The strontium distribution coefficients for organic solutions DCH18C6 (system No. 10) and DTBDCH18C6 (system No. 6) in fluoroheptanol n 3 have approximately the same values (1.91 and 1.6), but with an increase in the number of carbon atoms of the attached radical, for example, to isooctyl (system No. 8), reduces them by more than an order of magnitude.

Экстракция цезия при использовании экстрагентов, содержащих производные дибензо-краун-эфиров, эффективна лишь в фторгептаноле n3. При этом следует также отметить, что при увеличении числа атомов углерода в алкильной цепочке заместителя значительно снижаются коэффициенты распределения цезия, определенные в одинаковых условиях эксперимента (системы №2 и №4).Cesium extraction using extractants containing dibenzo-crown ether derivatives is effective only in fluoroheptanol n 3 . It should also be noted that with an increase in the number of carbon atoms in the alkyl chain of a substituent, the cesium distribution coefficients determined under the same experimental conditions (systems No. 2 and No. 4) significantly decrease.

1.2. Растворимость экстрагентов на основе краун-эфиров при кислотных и водно-органических контактах.1.2. Solubility of crown ether extractants in acidic and aqueous-organic contacts.

Были проведены исследования растворимости экстрагентов согласно изобретению и экстрагентов, содержащих аналогичные краун-эфиры в других растворителях, в водных и азотнокислых растворах. Для испытаний были взяты экстрагенты, содержащие краун-эфиры DCH18C6 или DB21C7 в концентрации 0,095 моль/л в различных органических разбавителях. Экстрагенты перемешивали с водными или азотнокислыми растворами с содержанием азотной кислоты 3 моль/л в закрытой термостатируемой емкости в течение 3 часов. Затем полученные водно-органические системы разделяли. Водную часть после отстоя и фильтрования анализировали на содержание краун-эфиров по фотометрическим методикам. Результаты испытаний представлены в табл.2.Studies were conducted on the solubility of the extractants according to the invention and extractants containing similar crown ethers in other solvents, in aqueous and nitric acid solutions. For tests, extractants containing crown ethers DCH18C6 or DB21C7 at a concentration of 0.095 mol / L in various organic diluents were taken. The extractants were mixed with aqueous or nitric acid solutions with a nitric acid content of 3 mol / L in a closed thermostatic container for 3 hours. Then the obtained aqueous-organic systems were separated. The water part after sedimentation and filtration was analyzed for the content of crown ethers by photometric methods. The test results are presented in table.2.

Таблица 2table 2 Растворимость краун-эфиров в воде и в азотной кислоте при использовании в экстрагентах с различными органическими разбавителямиSolubility of crown ethers in water and in nitric acid when used in extractants with various organic diluents No. РазбавительDiluent Концентрация краун-эфира в водной фазе, моль/л ×10-3 The concentration of crown ether in the aqueous phase, mol / l × 10 -3 ПримечанияNotes DCH18C6Dch18c6 DB21C7DB21C7 HNO3 HNO 3 Н2OH 2 O HNO3 HNO 3 Н2ОH 2 O 1one тетрахлорэтанcarbon tetrachloride 0,1390.139 0,2580.258 0,1590.159 0,1730.173 22 трихлорэтиленtrichlorethylene 0,940.94 0,650.65 0,2180.218 0,1880.188 33 тетрахлорпропанtetrachloropropane 1,721.72 0,9680.968 Не растворимNot soluble 4four трихлорбензолtrichlorobenzene 2,0162,016 1,1421,142 0,1730.173 0,1680.168 55 2,2-дигидротрифторэтил-пентафторэтиловый эфир2,2-dihydrotrifluoroethyl-pentafluoroethyl ether 0,3440.344 0,3010,301 0,1120,112 0,0710,071 66 фторгептанол n3 fluoroheptanol n 3 0,0860,086 <0,027<0.027 0,0680,068 <0,025<0.025

Приведенные в табл.2 результаты исследований показывают, что минимальная растворимость краун-эфиров в водных и азотнокислых растворах наблюдается у экстрагентов на основе краун-эфиров во фторгептаноле n3 согласно изобретению.The research results shown in Table 2 show that the minimum solubility of crown ethers in aqueous and nitric acid solutions is observed for crown ether extractants in fluoroheptanol n 3 according to the invention.

1.3. Селективная способность экстрагентов согласно изобретению в зависимости от состава обрабатываемых отходов.1.3. The selective ability of the extractants according to the invention depending on the composition of the waste processed.

Были исследованы различия составов растворов высокоактивных отходов, влияющие на селективную способность экстрагентов согласно изобретению.The differences in the compositions of high-level waste solutions were investigated, affecting the selective ability of the extractants according to the invention.

1.3.1. Определение компонентов растворов, влияющих на экстракцию радионуклидов.1.3.1. Determination of the components of solutions affecting the extraction of radionuclides.

Был определен состав реальных исходных растворов 1 и 2 радиохимических производств, подвергающихся экстракционной обработке для извлечения радионуклидов. При этом для исследований раствор 1 представлял собой имитатор упаренного рафината переработки топливных элементов, наиболее часто используемый в России, а раствор 2 - имитатор жидких высокоактивных отходов, наиболее часто используемый в США (INEEL). Усредненный состав представлен в табл.3.The composition of the real initial solutions of 1 and 2 radiochemical plants was determined, subjected to extraction processing for the extraction of radionuclides. At the same time, for research, solution 1 was a simulator of an evaporated raffinate of fuel cell processing, most often used in Russia, and solution 2 was a simulator of highly active liquid waste, most often used in the USA (INEEL). The average composition is presented in table.3.

Figure 00000001
Figure 00000001

Из табл.3 видно, что основным различием составов растворов №1 и №2, которое может влиять на процессы извлечения радионуклидов, является высокая концентрация макропримесей, например натрия и калия, на фоне низких концентраций извлекаемых элементов.From table 3 it is seen that the main difference in the compositions of solutions No. 1 and No. 2, which may affect the processes of extraction of radionuclides, is a high concentration of macronutrients, such as sodium and potassium, against the background of low concentrations of recoverable elements.

1.3.2. Определение концентраций азотной кислоты в исходном растворе, влияющих на экстракцию натрия экстрагентами согласно изобретению.1.3.2. Determination of the concentration of nitric acid in the initial solution, affecting the extraction of sodium with extractants according to the invention.

Для исследований были выбраны экстрагенты, содержащие краун-эфиры: DB18C6, DTBDB18C6, DCH18C6 или DB21C7 в концентрации 0,095 моль/л во фторгептаноле n3. В качестве экспериментальных растворов использовали водные растворы азотнокислого натрия, концентрацию которого определяли по радиометрическим методикам по предварительно введенной аликвоте изотопа натрия-22. Результаты испытаний представлены в табл.4.For studies, extractants containing crown ethers were chosen: DB18C6, DTBDB18C6, DCH18C6 or DB21C7 at a concentration of 0.095 mol / L in fluoroheptanol n 3 . As experimental solutions, aqueous solutions of sodium nitrate were used, the concentration of which was determined by radiometric methods according to a previously introduced aliquot of the sodium isotope-22. The test results are presented in table.4.

Таблица 4Table 4

Влияние концентрации азотной кислоты на экстракцию натрия экстрагентами согласно изобретениюThe effect of the concentration of nitric acid on the extraction of sodium with extractants according to the invention

Концентрация азотной кислоты, моль/лThe concentration of nitric acid, mol / l Коэффициенты распределения натрияSodium Distribution Coefficients DB18C6 + фторгептанол n3 DB18C6 + fluoroheptanol n 3 DTBDB18C6 + фторгептанол n3 DTBDB18C6 + fluoroheptanol n 3 DCH18C6 + фторгептанол n3 DCH18C6 + fluoroheptanol n 3 DB21C7 + фторгептанол n3 DB21C7 + fluoroheptanol n 3 00 0,0250,025 0,030,03 0,10.1 00 0,10.1 0,040.04 0,040.04 0,120.12 00 0,50.5 0,150.15 0,170.17 0,120.12 0,0050.005 1,01,0 0,210.21 0,270.27 0,050.05 0,010.01 3,03.0 0,490.49 0,550.55 0,020.02 0,10.1 5,05,0 0,670.67 0,640.64 0,010.01 0,120.12

Из табл.4 видно, что экстрагенты, содержащие краун-эфиры DB18C6 и DTBDB18C6, имеют минимальные коэффициенты распределения натрия в растворах с концентраций азотной кислоты от 0 до 0,1 моль/л, после чего экстракция натрия повышается. Экстрагент, содержащий DB21C7, в интервале концентраций азотной кислоты от 0 до 0,1 моль/л натрий практически не экстрагирует и при более высоких концентрациях азотной кислоты экстрагирует натрий незначительно. Экстрагент, содержащий DCH18C6, в области низких концентраций азотной кислоты от 0 до 0,5 моль/л имеет невысокие коэффициенты распределения натрия, а с повышением концентрации азотной кислоты в исходном растворе выше 0,5 моль/л экстракция натрия снижается практически до нуля.From table 4 it is seen that extractants containing crown ethers DB18C6 and DTBDB18C6 have minimal distribution coefficients of sodium in solutions with nitric acid concentrations from 0 to 0.1 mol / L, after which the sodium extraction increases. The extractant containing DB21C7, in the range of concentrations of nitric acid from 0 to 0.1 mol / l, sodium practically does not extract and at higher concentrations of nitric acid it extracts sodium slightly. The extractant containing DCH18C6, in the region of low concentrations of nitric acid from 0 to 0.5 mol / L, has low distribution coefficients of sodium, and with an increase in the concentration of nitric acid in the initial solution above 0.5 mol / L, the extraction of sodium decreases almost to zero.

1.3.3. Определение концентраций натрия, влияющих на экстракцию радионуклидов экстрагентами согласно изобретению.1.3.3. Determination of sodium concentrations affecting the extraction of radionuclides with extractants according to the invention.

Экстракции для извлечения цезия были подвергнуты исходные растворы, содержащие 1,0 г/л цезия, в азотной кислоте концентрацией 3,0 моль/л при различных концентрациях натрия. Растворы обрабатывали экстрагентами согласно изобретению, содержащими краун-эфир DTBDB18C6 в концентрации 0,095 моль/л во фторгептаноле n3. Результаты исследований приведены в табл.5.Extractions to extract cesium were subjected to initial solutions containing 1.0 g / l of cesium in nitric acid with a concentration of 3.0 mol / l at various concentrations of sodium. The solutions were treated with extractants according to the invention containing crown ether DTBDB18C6 at a concentration of 0.095 mol / L in fluoroheptanol n 3 . The research results are given in table.5.

Таблица 5Table 5 Влияние концентрации натрия на экстракцию цезия экстрагентом согласно изобретениюThe effect of sodium concentration on cesium extraction with the extractant according to the invention № опытаExperience number Концентрация нитрата натрия в исходном растворе, моль/лThe concentration of sodium nitrate in the initial solution, mol / l Коэффициент распределения цезияCesium distribution coefficient 1one 00 16,016,0 22 0,020.02 9,09.0 33 0,030,03 9,19.1 4four 0,040.04 9,39.3 55 0,200.20 3,03.0

Из табл.5 видно, что даже незначительные концентрации нитрата натрия в исходном растворе снижают коэффициенты распределения цезия, занимая емкость экстрагента.From table 5 it is seen that even small concentrations of sodium nitrate in the initial solution reduce the distribution coefficients of cesium, occupying the capacity of the extractant.

Были исследованы характеристики экстрагентов согласно изобретению по экстракции натрия из кислых водных растворов высокоактивных отходов, для чего были проанализированы концентрации натрия в органической и в водной фазе, содержащей экстрагенты на основе DTBDB18C6 или DCH18C6 или DB21C7 в концентрации 0,05 моль/л во фторгептаноле n3. Результаты приведены в табл.6.We studied the characteristics of the extractants according to the invention for the extraction of sodium from acidic aqueous solutions of high-level waste, for which we analyzed the concentration of sodium in the organic and aqueous phases containing extractants based on DTBDB18C6 or DCH18C6 or DB21C7 at a concentration of 0.05 mol / L in fluoroheptanol n 3 . The results are shown in table.6.

Таблица 6Table 6 Взаимодействие экстрагентов согласно изобретению с натриемThe interaction of the extractants according to the invention with sodium №опытаNo. of experience ЭкстрагентExtractant Концентрация натрия, моль/лThe concentration of sodium, mol / l в органической фазеin the organic phase в водной фазеin the water phase 1one DTBDB18C6 + DTBDB18C6 + 00 0,010.01 22 фторгептанол n3 fluoroheptanol n 3 0,0350,035 0,10.1 33 0,070,07 0,20.2 4four 0,140.14 0,40.4 55 DCH18C6 + DCH18C6 + 00 0,010.01 66 фторгептанол n3 fluoroheptanol n 3 0,0030.003 0,10.1 77 0,0050.005 0,20.2 88 0,0090.009 0,40.4 99 DB21C7 + DB21C7 + 00 0,010.01 1010 фторгептанол n3 fluoroheptanol n 3 0,010.01 0,10.1 11eleven 0,0180.018 0,20.2 1212 0,0350,035 0,40.4

Из табл.6 можно сделать вывод, что экстрагенты согласно изобретению на основе неалкилированных краун-эфиров DCH18C6 и DB21C7 имеют более низкие коэффициенты распределения натрия по сравнению с экстрагентом, содержащим неалкилированный краун-эфир DTBDB18C6. Это свойство является важным при выборе экстрагентов для извлечения радионуклидов из высокоактивных отходов, содержащих натрий в значительных количествах, например, из высококонцентрированных растворов с концентрацией натрия 0,4 моль/л, что соответствует концентрации натрия около 10 г/л, и выше, оставляя при этом свободной емкость комплексообразователя, достаточную для экстракции и радионуклидов.From table 6 it can be concluded that the extractants according to the invention based on non-alkylated crown ethers DCH18C6 and DB21C7 have lower sodium distribution coefficients compared to the extractant containing non-alkylated crown ether DTBDB18C6. This property is important when choosing extractants for the extraction of radionuclides from highly active wastes containing significant amounts of sodium, for example, from highly concentrated solutions with a sodium concentration of 0.4 mol / L, which corresponds to a sodium concentration of about 10 g / L, and higher, leaving at this free complexing agent capacity sufficient for extraction and radionuclides.

1.3.4. Определение концентраций азотной кислоты, влияющих на экстракцию радионуклидов из растворов отходов.1.3.4. Determination of nitric acid concentrations affecting the extraction of radionuclides from waste solutions.

Были проведены исследования зависимости экстракции цезия органическими растворами DTBDB18C6 во фторгептаноле n3 и DB21C7 во фторгептаноле n3 от концентрации азотной кислоты в исходном растворе. В качестве исходного использовали раствор №1, состав которого описан в табл.2. Результаты исследований приведены в табл.7.Studies were conducted on the dependence of cesium extraction with organic solutions of DTBDB18C6 in fluoroheptanol n 3 and DB21C7 in fluoroheptanol n 3 on the concentration of nitric acid in the initial solution. As the source used solution No. 1, the composition of which is described in table.2. The research results are given in table.7.

Таблица 7Table 7 Влияние концентрации азотной кислоты на селективную способность экстрагентов согласно изобретениюThe effect of the concentration of nitric acid on the selective ability of the extractants according to the invention № опытаExperience number Концентрация азотной кислоты, моль/лThe concentration of nitric acid, mol / l Коэффициенты распределения цезияCesium distribution coefficients DTBDB18C6 + фторгептанол n3 DTBDB18C6 + fluoroheptanol n 3 DB21C7 + фторгептанол n3 DB21C7 + fluoroheptanol n 3 1one 00 2,52,5 0,250.25 22 ОДOD 7,17.1 1,01,0 33 0,50.5 12,812.8 3,23.2 4four 1,01,0 12,312.3 7,87.8 55 2,02.0 10,310.3 10,210,2 66 3,03.0 8,28.2 12,212,2 77 4,04.0 6,06.0 11,411,4 88 5,05,0 4,04.0 10,010.0 99 6,06.0 2,72.7 8,08.0 1010 7,07.0 1,11,1 6,26.2 11eleven 8,08.0 00 5,05,0

Из результатов, приведенных в табл.7, видно, что экстрагент согласно изобретению, содержащий DTBDB18C6 во фторгептаноле n3, имеет, начиная с рН-ных областей, в нейтральной, слабо- и среднекислотной области коэффициенты распределения цезия, достаточные для динамического противоточного процесса извлечения цезия, а максимальные экстракционные характеристики - при концентрации азотной кислоты в диапазоне от 0,3 до 1,5 моль/л, и поэтому может экстрагировать цезий из нейтральных сред, к которым относятся многочисленные контурные, зумпфовые, сточные и многие другие воды.From the results shown in Table 7, it can be seen that the extractant according to the invention, containing DTBDB18C6 in fluoroheptanol n 3 , has, starting from pH regions, cesium distribution coefficients in the neutral, low- and medium-acid region sufficient for a dynamic countercurrent extraction process cesium, and the maximum extraction characteristics - with a concentration of nitric acid in the range from 0.3 to 1.5 mol / l, and therefore can extract cesium from neutral media, which include numerous contour, sump, sewage and legged other waters.

Экстрагент, согласно изобретению содержащий DB21C7 во фторгептаноле n3, в растворах с концентрацией азотной кислоты от 0 до 0,7 моль/л имеет невысокие экстракционные характеристики, а лучшую селективную способность извлекать цезий проявляет при концентрациях азотной кислоты в диапазоне от 2,0 до 5,0 моль/л с максимумом при 3,0 моль/л.The extractant according to the invention containing DB21C7 in fluoroheptanol n 3 , in solutions with a concentration of nitric acid from 0 to 0.7 mol / L, has low extraction characteristics, and exhibits the best selective ability to extract cesium at nitric acid concentrations in the range from 2.0 to 5 , 0 mol / L with a maximum at 3.0 mol / L.

2. Селективная способность экстрагентов согласно изобретению по сравнению с известными экстрагентами на основе Crown XVI и Crown XVII.2. Selective ability of the extractants according to the invention in comparison with the known extractants based on Crown XVI and Crown XVII.

Были проведены исследования экстракции катионов различных металлов из водных азотнокислых растворов, их содержащих, обработкой экстрагентами, содержащими согласно изобретению DCH18C6 или DB21C7 в органическом растворителе, содержащем: фторгептанол n3 - 80% по объему и синтанол - 20% по объему, при концентрации краун-эфиров 0,05 моль/л и содержании азотной кислоты 190 г/л. Для сравнения были использованы данные, приведенные в описании к патенту (US, 4749518, А) аналогичных испытаний экстрагентов, содержащих Crown XVI или Crown XVII с катионобменником - динонилнафталеном сульфоновой кислоты в матричном растворе, содержащем трибутилфосфат и керосин.Studies were carried out on the extraction of cations of various metals from aqueous nitric acid solutions containing them by treatment with extractants containing, according to the invention, DCH18C6 or DB21C7 in an organic solvent containing: fluoroheptanol n 3 - 80% by volume and syntanol - 20% by volume, at a concentration of crown esters of 0.05 mol / L and a nitric acid content of 190 g / L. For comparison, we used the data given in the description of the patent (US, 4749518, A) for similar tests of extractants containing Crown XVI or Crown XVII with a cation exchanger - dinonylnaphthalene sulfonic acid in a matrix solution containing tributyl phosphate and kerosene.

Растворы контактировали с экстрагентами согласно изобретению в термостатированных при 25±3°С делительных воронках в течение 5 минут, при соотношении органической и водной фаз 1:1. После отстаивания в течение 60 минут фазы разделяли и водную фазу анализировали для определения концентраций элементов. Рассчитанные по результатам анализов коэффициенты распределения соответствующих элементов приведены в табл.8.The solutions were contacted with the extractants according to the invention in thermostatic separating funnels at 25 ± 3 ° C for 5 minutes, with a ratio of organic and aqueous phases of 1: 1. After settling for 60 minutes, the phases were separated and the aqueous phase was analyzed to determine the concentrations of the elements. The distribution coefficients of the corresponding elements calculated from the results of the analyzes are given in Table 8.

Таблица 8Table 8 Экстракция и катионов различных металловExtraction and cations of various metals СоставStructure Исходная
концентрация, г/л
Source
concentration, g / l
Коэффициенты распределенияDistribution ratios
Экстрагент на основе DCH18C6DCH18C6 based extractant * Экстрагент на основе Crown XVI* Extractant based on Crown XVI Экстрагент на основе DB21C7DB21C7 based extractant * Экстрагент на основе Crown XVII* Extractant based on Crown XVII AlAl 6,06.0 0,030,03 -- 0,020.02 -- BaBa 1,01,0 2,032.03 4,24.2 1,021,02 0,030,03 FeFe 10,010.0 0,0170.017 -- 0,0140.014 -- YY 1,01,0 -- 0,020.02 -- 0,020.02 CaCa 2,02.0 0,120.12 -- 0,020.02 -- MnMn 0,40.4 0,060.06 -- 0,040.04 -- NiNi 4,04.0 0,0230,023 -- 0,030,03 -- PdPd 0,30.3 -- 0,050.05 0,030,03 0,220.22 RuRu 0,750.75 0,160.16 0,260.26 0,0040.004 0,310.31 2РЗЭ2 REE 25,025.0 0,040.04 0,060.06 0,040.04 0,170.17 RbRb 0,120.12 -- 0,110.11 0,020.02 0,290.29 PbPb 0,050.05 4,24.2 0,020.02 -- SrSr 1,01,0 3,63.6 3,843.84 0,020.02 0,060.06 CrCr 1,01,0 0,020.02 0,020.02 -- CsCs 1,01,0 0,020.02 0,030,03 1,81.8 1,591,59 ZrZr 1,01,0 0,0180.018 1,411.41 0,0380,038 2,092.09 NaNa 10,010.0 0,010.01 -- 0,0470,047 -- * по патенту (US, 4749518, A)* according to patent (US, 4749518, A)

Из данных, приведенных в табл.8, можно сделать вывод, что экстракционные характеристики извлечения стронция и цезия предлагаемым и известным способами различаются незначительно.From the data given in table 8, we can conclude that the extraction characteristics of the extraction of strontium and cesium by the proposed and known methods differ slightly.

3. Выбор диапазона концентраций краун-эфира в экстрагентах согласно изобретению.3. The choice of the range of concentrations of crown ether in the extractants according to the invention.

Была исследована селективная способность экстрагентов согласно изобретению, содержащих смесь краун-эфиров DCH18C6 и DB21C7, каждый - в различных концентрациях, в органическом растворителе, содержащем, % по объему:The selective ability of the extractants according to the invention was investigated, containing a mixture of crown ethers DCH18C6 and DB21C7, each in different concentrations, in an organic solvent containing,% by volume:

фторгептанол n3 - 87%, синтанол - 13%, в зависимости от концентрации краун-эфира, при экстракции радионуклидов стронция и цезия. Водные растворы стронция и цезия концентрацией по 1 г/л в каждом и концентрацией азотной кислоты 3,0 моль/л с введенными заранее аликвотами стронция-85 и цезия-134, контактировали с указанными экстрагентами в термостатированных при 25±3°С делительных воронках в течение 5 минут, при соотношении органической и водной фаз 1:1. После отстаивания в течение 60 минут фазы разделяли и водную фазу анализировали. Концентрации стронция и цезия в водных растворах определяли радиометрическим методом. Полученные результаты представлены в табл.9.fluoroheptanol n 3 - 87%, syntanol - 13%, depending on the concentration of crown ether, during the extraction of radionuclides of strontium and cesium. Aqueous solutions of strontium and cesium with a concentration of 1 g / l in each and a concentration of nitric acid of 3.0 mol / l with aliquots of strontium-85 and cesium-134 introduced beforehand were contacted with the indicated extractants in the separation funnels thermostated at 25 ± 3 ° С in for 5 minutes, with a ratio of organic and aqueous phases of 1: 1. After settling for 60 minutes, the phases were separated and the aqueous phase was analyzed. The concentrations of strontium and cesium in aqueous solutions were determined by the radiometric method. The results obtained are presented in table.9.

Таблица 9Table 9

Влияние концентрации краун-эфиров на экстракционные характеристики экстрагентов согласно изобретениюThe effect of the concentration of crown ethers on the extraction characteristics of the extractants according to the invention

Концентрация каждого из краун-эфиров: DCH18C6 и DB21C7 в экстрагенте, моль/лThe concentration of each of the crown ethers: DCH18C6 and DB21C7 in the extractant, mol / l Коэффициенты распределенияDistribution ratios СтронцияStrontium ЦезияCesium 0,040.04 1,651.65 1,161.16 0,050.05 2,322,32 2,322,32 0,060.06 2,992.99 3,473.47 0,070,07 3,663.66 4,644.64 0,080.08 4,334.33 5,795.79 0,090.09 5,05,0 6,956.95 0,10.1 5,675.67 8,118.11

Из результатов, представленных в табл.9, можно сделать вывод, что во всем диапазоне концентраций краун-эфиров экстрагенты согласно изобретению достаточно эффективно извлекают стронций и цезий, а индивидуальные концентрации краун-эфиров можно выбрать применительно к составу перерабатываемого водного раствора.From the results presented in Table 9, it can be concluded that in the entire range of crown ether concentrations, the extractants according to the invention quite efficiently extract strontium and cesium, and individual crown ether concentrations can be selected in relation to the composition of the processed aqueous solution.

4. Определение оптимальной концентрации синтанола в экстрагенте согласно изобретению.4. Determination of the optimal concentration of syntanol in the extractant according to the invention.

Была исследована селективная способность экстрагентов согласно изобретению, содержащих смесь краун-эфиров DCH18C6 и DB21C7, каждый - в концентрации 0,05 моль/л, в органическом растворителе, содержащем фторгептанол n3 и синтанол, в зависимости от из количественного соотношения в растворителе. Водный азотнокислый раствор состава, аналогичного описанному выше, с введенными заранее аликвотами стронция-85 и цезия-134, контактировали с указанным экстрагентом в термостатированных при 25±3°С делительных воронках в течение 5 минут, при соотношении органической и водной фаз 1:1. После отстаивания в течение 60 минут фазы разделяли и водную фазу анализировали. Концентрации стронция и цезия в водных растворах определяли радиометрическим методом. Полученные результаты представлены в табл.10.The selectivity of the extractants according to the invention, containing a mixture of crown ethers DCH18C6 and DB21C7, each at a concentration of 0.05 mol / L, in an organic solvent containing fluoroheptanol n 3 and syntanol, depending on the quantitative ratio in the solvent, was investigated. An aqueous nitric acid solution of a composition similar to that described above, with aliquots of strontium-85 and cesium-134 introduced beforehand, was contacted with the indicated extractant in dividing funnels thermostated at 25 ± 3 ° С for 5 minutes, with a 1: 1 ratio of organic and aqueous phases. After settling for 60 minutes, the phases were separated and the aqueous phase was analyzed. The concentrations of strontium and cesium in aqueous solutions were determined by the radiometric method. The results are presented in table 10.

Таблица 10Table 10 Экстракция радионуклидов в зависимости от концентрации синтанола в экстрагенте согласно изобретениюExtraction of radionuclides depending on the concentration of syntanol in the extractant according to the invention Концентрация синтанола в растворителе, % по объемуThe concentration of syntanol in the solvent,% by volume Коэффициенты распределенияDistribution ratios СтронцияStrontium ЦезияCesium 55 1,261.26 2,802.80 1010 1,801.80 2,562,56 15fifteen 2,692.69 2,162.16 20twenty 3,103.10 1,791.79

Из табл.10 видно, что повышение концентрации синтанола в органическом растворителе экстрагента согласно изобретению влияет на экстракцию стронция положительно, а на экстракцию цезия - отрицательно. Из графического сопоставления результатов экстракции можно сделать вывод, что для экстрагентов согласно изобретению для совместной экстракции стронция и цезия оптимальная концентрация синтанола в растворителе, содержащем фторгептанол n3, равна 13% по объему.From table 10 it is seen that increasing the concentration of syntanol in the organic solvent of the extractant according to the invention affects the extraction of strontium positively, and the extraction of cesium - negatively. From a graphical comparison of the extraction results, we can conclude that for the extractants according to the invention for the joint extraction of strontium and cesium, the optimal concentration of syntanol in a solvent containing fluoroheptanol n 3 is 13% by volume.

5. Радиационная устойчивость экстрагентов согласно изобретению.5. The radiation resistance of the extractants according to the invention.

Были проведены исследования радиационной устойчивости экстрагентов согласно изобретению, используемых для извлечения радионуклидов стронция или цезия. Для этого реакционные смеси, представляющие собой двухфазные водно-органические системы, содержащие экстрагенты на основе краун-эфиров DCH18C6 или DB21C7 во фторгептаноле n3 и водные азотнокислые растворы отходов, и, для сравнения, - реакционные смеси, содержащие экстрагенты на основе краун-эфиров Crown XVI или Crown XVII с катион-обменником динонилнафталеном сульфоновой кислоты в матричном растворе, содержащем трибутилфосфат и керосин, облучали гамма-лучами Со60 в термостатируемой ячейке из нержавеющей стали при непрерывном перемешивании и барботаже кислорода. Максимальная интегральная доза облучения равнялась 80 Вт·ч/л (285,3 кГр). Пробы экстрагентов тестировали с определением экстракционных характеристик до и после облучения, для определения снижения коэффициента распределения DMe из-за радиолитической деструкции компонентов экстрагента. Полученные результаты представлены в табл.11.Studies have been conducted of the radiation resistance of the extractants according to the invention, used to extract radionuclides of strontium or cesium. For this, reaction mixtures, which are two-phase aqueous-organic systems, containing extractants based on crown ethers DCH18C6 or DB21C7 in fluoroheptanol n 3 and aqueous nitric acid solutions of waste, and, for comparison, reaction mixtures containing extractants based on crown ethers Crown XVI or Crown XVII with a cation exchanger of dinonylnaphthalene sulfonic acid in a matrix solution containing tributyl phosphate and kerosene, was irradiated with Co 60 gamma rays in a thermostatic stainless steel cell with continuous stirring and bubbling oxygen. The maximum integral radiation dose was 80 W · h / l (285.3 kGy). Extractant samples were tested to determine the extraction characteristics before and after irradiation to determine the decrease in the distribution coefficient D Me due to radiolytic degradation of the extractant components. The results obtained are presented in table.11.

Таблица 11Table 11 Радиационная устойчивость экстрагентов согласно изобретениюThe radiation resistance of the extractants according to the invention No. Краун-эфир экстрагентаCrown ether extractant Извлекаемый радионуклидRecoverable radionuclide Коэффициент распределенияDistribution coefficient до облученияbefore exposure после облучения дозойafter dose exposure 100,0 кГр (107 рад)100.0 kGy (10 7 rad) 285,3 кГр285.3 kGy DMe D me % от исх.% of ref. DMe D me % от исх.% of ref. 1one DCH18C6Dch18c6 SrSr 3,63.6 3,43.4 94,494.4 3,03.0 83,383.3 22 Crown XVICrown xvi SrSr 1,981.98 1,561,56 78,7878.78 -- 33 DB21C7DB21C7 CsCs 2,832.83 2,832.83 100,0100.0 2,652.65 93,893.8 4four Crown XVIICrown xvii CsCs 1,591,59 1,041,04 65,4165.41 --

Из результатов, представленных в табл.11, видно, что после облучения дозой 100,0 кГр экстрагент на основе Crown XVI теряет около 21% величины коэффициента распределения стронция, а экстрагент на основе Crown XVII снижает коэффициент распределения цезия на 35%. После облучения дозой 285,3 кГр экстрагенты на основе Crown XVI и Crown XVII практически не работают. Потери коэффициентов распределения стронция и цезия экстрагентов согласно изобретению после облучения дозой 100,0 кГр незначительны, и экстрагенты остаются работоспособными и после облучения дозой, значительно превышающей 100,0 кГр.From the results presented in Table 11, it can be seen that after irradiation with a dose of 100.0 kGy, the Crown XVI-based extractant loses about 21% of the strontium distribution coefficient, and the Crown XVII-based extractant reduces the cesium distribution coefficient by 35%. After irradiation with a dose of 285.3 kGy, the extractants based on Crown XVI and Crown XVII practically do not work. Losses of the distribution coefficients of strontium and cesium extractants according to the invention after irradiation with a dose of 100.0 kGy are negligible, and extractants remain operational even after irradiation with a dose significantly exceeding 100.0 kGy.

6. Регенерация экстрагентов согласно изобретению.6. Regeneration of extractants according to the invention.

В связи с тем, что краун-эфиры являются дорогими продуктами, были проведены исследования возможности регенерации экстрагентов, содержащих краун-эфиры, для их повторного использования. Для получения экстрагента согласно изобретению последовательно растворяли 23,64 г краун-эфира DB21C7 (0,06 моль/л) и 29,8 г DCH18C6 (0,08 моль/л) в 1 литре органического растворителя согласно изобретению, содержащего синтанол - 13% по объему и фторгептанол n3 - 87% по объему, полученную органическую фазу экстрагента выдерживали в течение часа и охлаждали. Затем последовательно:Due to the fact that crown ethers are expensive products, studies have been conducted on the possibility of regeneration of extractants containing crown ethers for their reuse. To obtain the extractant according to the invention, 23.64 g of DB21C7 crown ether (0.06 mol / L) and 29.8 g of DCH18C6 (0.08 mol / L) were sequentially dissolved in 1 liter of the organic solvent of the invention containing syntanol - 13% by volume and fluoroheptanol n 3 - 87% by volume, the obtained organic phase of the extractant was kept for an hour and cooled. Then sequentially:

- органическую фазу контактировали с исходным водным раствором, состав которого указан для раствора №1 в табл.3, после отстаивания фазы разделяли,- the organic phase was contacted with the initial aqueous solution, the composition of which is indicated for solution No. 1 in table 3, after settling the phases were separated,

- водную фазу (рафинат) анализировали, а органическую фазу последовательно контактировали с деионизированной водой (два контакта) с выделением водных реэкстрактов для проведения анализа содержащихся экстрагируемых элементов и органической фазы - оборотного экстрагента;- the aqueous phase (raffinate) was analyzed, and the organic phase was subsequently contacted with deionized water (two contacts) with the release of aqueous strips to analyze the contained extractable elements and the organic phase, the reverse extractant;

оборотный экстрагент контактировали с водным раствором этилендиаминтетраацетата калия (далее EDATA(K)) концентрацией 0,025 моль/л (один контакт) при рН от около 8,0 до около 9,0, достигаемом введением в раствор гидроксида калия.the circulating extractant was contacted with an aqueous solution of potassium ethylene diamine tetraacetate (hereinafter EDATA (K)) at a concentration of 0.025 mol / L (one contact) at a pH of from about 8.0 to about 9.0, achieved by introducing potassium hydroxide into the solution.

Условия контактирования, разделения и анализа фаз аналогичны описанным в п.4. Рассчитанные по результатам анализа фаз коэффициенты распределения катионов металлов приведены в табл.12.The conditions of contacting, separation, and phase analysis are similar to those described in clause 4. The distribution coefficients of metal cations calculated from the phase analysis are shown in Table 12.

Таблица 12Table 12 Регенерация экстрагента согласно изобретению при осуществлении способа извлечения радионуклидов согласно изобретениюThe regeneration of the extractant according to the invention in the implementation of the method of extraction of radionuclides according to the invention №контактаContact number Состав водной фазыThe composition of the aqueous phase Коэффициенты распределения элементовElement Distribution Coefficients ЦезийCesium СтронцийStrontium БарийBarium СвинецLead 1one Исходный растворStock solution 2,62.6 2,82,8 2,22.2 4,154.15 22 ВодаWater 0,80.8 0,70.7 0,60.6 4,224.22 33 ВодаWater 0,240.24 0,130.13 0,110.11 4,214.21 4four EDATA(K)EDATA (K) 0,050.05 0,010.01 0,010.01 0,110.11 ++ гидроксид калия до рН раствора от около 8,0 до около 9,0potassium hydroxide to a solution pH of from about 8.0 to about 9.0

Из табл.12 видно, что извлечение, промывание водой и реэкстракция цезия, стронция и бария водой происходит с удовлетворительными коэффициентами распределения. Контактирование оборотного экстрагента с EDATA(K) позволяет полностью восстановить комплексообразователь экстрагента согласно изобретению для последующего использования, что является важным свойством для организации цикличного по органической фазе динамического режима технологического процесса извлечения радионуклидов способом согласно изобретению. Так как свинец водой не реэкстрагируется, для его выведения из оборотного экстрагента требуется регенерационный каскад, в котором в качестве водной фазы можно использовать калиевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты.From table 12 it is seen that the extraction, washing with water and re-extraction of cesium, strontium and barium with water occurs with satisfactory distribution coefficients. Contacting the circulating extractant with EDATA (K) makes it possible to completely restore the complexing agent of the extractant according to the invention for subsequent use, which is an important property for organizing the dynamic mode of the radionuclide extraction process cyclically in the organic phase by the method according to the invention. Since lead is not re-extracted with water, a regeneration cascade is required to remove it from the circulating extractant, in which the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid can be used as the aqueous phase.

Из вышеизложенного следует, что экстрагенты согласно изобретению, содержащие краун-эфиры, способные извлекать радионуклиды и выбранные из группы, включающей: краун-эфиры, имеющие незамещенные ароматические фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные ароматические фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие незамещенные циклогексановые фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные циклогексановые фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие замещенные фрагменты -O-CHR-СН2О-, где R - нормальный или разветвленный алкил или гидроксиалкил, в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12- C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, обладают следующими свойствами:It follows from the foregoing that the extractants according to the invention containing crown ethers capable of extracting radionuclides and selected from the group consisting of: crown ethers having unsubstituted aromatic fragments; crown ethers having substituted aromatic moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having unsubstituted cyclohexane moieties; crown ethers having substituted cyclohexane moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having substituted —O — CHR — CH 2 O— moieties, where R is straight or branched alkyl or hydroxyalkyl in an organic solvent containing a polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture of synthetic polyoxyethylene glycol ethers primary higher fatty alcohols of the fraction C 12 - C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, have the following properties:

- высокими экстракционными характеристиками в отношении радионуклидов, например стронция или цезия, слабо зависящими от кислотности и элементного состава макропримесей исходного раствора;- high extraction characteristics in relation to radionuclides, for example strontium or cesium, weakly dependent on the acidity and elemental composition of the macroimpurities of the initial solution;

- устойчивостью к радиационному облучению;- resistance to radiation exposure;

- используемый в экстрагентах разбавитель позволяет получать необходимые для эффективного извлечения стронция и цезия концентрации краун-эфиров, при этом удерживая в себе как сами краун-эфиры, так и их ассоциаты с извлекаемыми катионами при контактах с водными растворами и растворами азотной кислоты, которые могут быть использованы для реэкстракции радионуклидов;- the diluent used in extractants makes it possible to obtain the concentration of crown ethers necessary for the effective extraction of strontium and cesium, while retaining both the crown ethers themselves and their associates with recoverable cations in contact with aqueous solutions and nitric acid solutions, which can be used for re-extraction of radionuclides;

- возможностью регенерации отработавшего экстрагента согласно изобретению для последующего повторного использования, что позволяет применять экстрагенты согласно изобретению в промышленных условиях в динамическом режиме многократно.- the possibility of regeneration of the spent extractant according to the invention for subsequent reuse, which allows the use of extractants according to the invention in industrial conditions in a dynamic mode repeatedly.

Из вышеизложенного также следует, что, как проиллюстрировано приведенными выше примерами осуществления способов извлечения радионуклидов стронция и/или цезия из водных кислых растворов высокоактивных отходов с использованием экстрагентов согласно изобретению, возможно осуществить оптимальный выбор количественного и качественного состава комплексообразователей и растворителя экстрагента согласно изобретению для решения конкретных задач извлечения радионуклидов из сред, имеющих различное содержание макропримесей, в том числе, натрия, различную кислотность и различный состав радиоактивных элементов.It also follows from the foregoing that, as illustrated by the above examples of methods for the extraction of strontium and / or cesium radionuclides from aqueous acidic solutions of highly active waste using extractants according to the invention, it is possible to make an optimal choice of the quantitative and qualitative composition of complexing agents and solvent of the extractant according to the invention for solving specific the tasks of extracting radionuclides from media having different contents of macroimpurities, including tria, different acidity and different composition of radioactive elements.

7. Экстракция радионуклидов из кислых водных растворов радиохимических производств согласно изобретению с помощью экстрагентов согласно изобретению в промышленных условиях.7. Extraction of radionuclides from acidic aqueous solutions of radiochemical plants according to the invention using extractants according to the invention under industrial conditions.

Специалистам, работающим в области переработки высокоактивных отходов радиохимических производств, известно, что в освоенных технологиях их фракционирования с помощью обработки экстрагентами, содержащими хлорированный дикарболлид кобальта (ХДК), ограничены возможности экстракционного извлечения цезия из растворов, содержащих большие концентрации элементов I-III групп. Из-за невысокой селективной способности ХДК исходные растворы разбавляют практически вдвое, увеличивая таким образом объем вторичных радиоактивных отходов. Экстрагенты на основе ХДК показывают максимальные коэффициенты распределения при концентрациях азотной кислоты от 2,0 до 4,0 моль/л. Раствором реэкстракции цезия для экстрагента с ХДК является раствор гидразина в азотной кислоте концентрацией от 3,0 до 8,0 моль/л. По условиям пожаро- и взрывобезопасности процессов упаривания и остекловывания содержание гидразина в перерабатываемых растворах не должно превышать 1,0 г/л, что вызывает необходимость также разбавления полученных реэкстрактов до их остекловывания.Specialists working in the field of processing high-level waste from radiochemical industries know that in the developed technologies for their fractionation by treatment with extractants containing chlorinated cobalt dicarbolide (CDC), extraction extraction of cesium from solutions containing large concentrations of elements of I-III groups is limited. Due to the low selectivity of CDK, the initial solutions are diluted almost twice, thus increasing the volume of secondary radioactive waste. CDK-based extractants show maximum distribution coefficients at nitric acid concentrations from 2.0 to 4.0 mol / L. A solution of cesium re-extraction for the extractant with CDK is a solution of hydrazine in nitric acid with a concentration of from 3.0 to 8.0 mol / L. According to the fire and explosion safety of the evaporation and vitrification processes, the hydrazine content in the processed solutions should not exceed 1.0 g / l, which also necessitates dilution of the obtained reextracts before vitrification.

С использованием ХДК предложено несколько вариантов технологических схем: совместное выделение стронция и цезия с последующей раздельной их реэкстракцией раствором гидразина в азотной кислоте или комплексная схема выделения всех радионуклидов за один экстракционный цикл. При этом в экстрагенте существует один комплексообразователь - ХДК, который извлекает цезий с достаточно высокими коэффициентами распределения, но не обладает высокой селективностью, так как экстрагирует и другие элементы. Индивидуальное выделение стронция с помощью ХДК невозможно.With the use of CDK, several variants of technological schemes have been proposed: the combined release of strontium and cesium, followed by their separate reextraction with a solution of hydrazine in nitric acid or a complex scheme for the isolation of all radionuclides in one extraction cycle. At the same time, there is one complexing agent in the extractant - CDK, which extracts cesium with rather high distribution coefficients, but does not have high selectivity, since it also extracts other elements. The individual release of strontium using CDK is impossible.

Возможность использования в промышленности технологий извлечения радионуклидов, в том числе, стронция и цезия, с помощью экстрагентов, содержащих краун-эфиры, сдерживалась высокой растворимостью самих краун-эфиров и их комплексов с извлекаемыми катионами в водных растворах. Многие исследования с использованием в качестве разбавителей краун-эфиров хлорированных углеводородов, трибутилфосфата в парафинах и других, не позволили создать промышленную технологию извлечения радионуклидов с применением краун-эфиров.The possibility of using industrial technologies for the extraction of radionuclides, including strontium and cesium, using extractants containing crown ethers, was constrained by the high solubility of the crown ethers themselves and their complexes with recoverable cations in aqueous solutions. Many studies using chlorinated hydrocarbons, tributyl phosphate in paraffins, and others as diluents for crown ethers, have not allowed the creation of an industrial technology for the extraction of radionuclides using crown ethers.

При этом любая из схем способов экстракционного извлечения радионуклидов включает операции контактирование экстрагента с обрабатываемыми растворами, выделением экстракта, содержащего органическую фазу, насыщенную извлекаемьми катионами, и водную фазу, отмывку органической фазы от примесей и последующую реэкстракцию, совместную или раздельную, радионуклидов водой или растворами различных комплексонов.Moreover, any of the schemes for the methods of extraction of extraction of radionuclides includes the steps of contacting the extractant with the solutions to be treated, extracting an extract containing an organic phase saturated with extractable cations, and an aqueous phase, washing the organic phase from impurities and subsequent re-extraction, joint or separate, of radionuclides with water or solutions of various complexones.

В соответствии с изобретением дополнительно может быть осуществлена операция регенерации отработавшего экстрагента.In accordance with the invention, an exhaustive extractant regeneration operation may additionally be carried out.

Авторами были разработаны способы извлечения радионуклидов с применением экстрагентов согласно изобретению, позволяющие осуществить их в промышленных условиях в динамическом режиме.The authors have developed methods for the extraction of radionuclides using extractants according to the invention, allowing them to be carried out under industrial conditions in a dynamic mode.

7.1. Способ извлечения стронция согласно изобретению в динамическом режиме.7.1. The method of extracting strontium according to the invention in a dynamic mode.

Исходный водный раствор, состав и концентрации компонентов которого приведены в табл.3 для раствора №1, контактировали с экстрагентом согласно изобретению, содержащим 0,05 моль/л DCH18C6 в растворителе, содержащем 20% по объему синтанола и 80% по объему фторгептанола n3 в непрерывном, противоточном режиме на установке экстракторов типа «смеситель-отстойник» с пульсационным перемешиванием и транспортировкой фаз. Экстракционная схема включала восемь ступеней экстракции, две ступени промывки, восемь ступеней реэкстракции и две ступени регенерации оборотного экстрагента. Составы и расход компонентов экстракционной схемы приведены в табл.13.The initial aqueous solution, the composition and concentrations of the components of which are given in Table 3 for solution No. 1, was contacted with an extractant according to the invention containing 0.05 mol / L DCH18C6 in a solvent containing 20% by volume of syntanol and 80% by volume of fluoroheptanol n 3 in a continuous, countercurrent mode at the installation of extractors of the mixer-settler type with pulsating mixing and phase transport. The extraction scheme included eight stages of extraction, two stages of washing, eight stages of stripping and two stages of regeneration of the circulating extractant. The compositions and consumption of the components of the extraction scheme are given in table.13.

Таблица 13Table 13 Состав и расход компонентовComposition and consumption of components Компонент экстракционной схемыExtraction Scheme Component Расход, мл/часFlow rate, ml / hour СоставStructure Исходный растворStock solution 57,357.3 См. табл.3, раствор №1,See table 3, solution No. 1, ЭкстрагентExtractant 59,059.0 0,05 моль/л DCH18C6 +0.05 mol / L DCH18C6 + растворитель: синтанол - 20% по объему и фторгептанол n3 - 80% по объемуsolvent: syntanol - 20% by volume and fluoroheptanol n 3 - 80% by volume Промывной растворWash solution 5,665.66 Деионизированная водаDeionized water Реэкстрагирующий растворReextracting Solution 33,333.3 Деионизированная водаDeionized water Регенерирующий растворRegenerating solution 5,665.66 0,025 моль/л водный раствор
этилендиаминтетраацетата калия + гидроксид калия до рН от около 8,0 до около 9,0
0.025 mol / L aqueous solution
potassium ethylenediaminetetraacetate + potassium hydroxide to a pH of from about 8.0 to about 9.0

В процессе работы установки контролировали радиометрически концентрации стронция в рафинатах, реэкстрактах и регенератах, а также концентрации краун-эфиров в продуктах экстракционной схемы. Технологические показатели процесса и растворимость краун-эфира (усредненные показатели ряда опытов) приведены в табл.14.During the operation of the installation, the strontium concentrations in the raffinates, reextracts, and regenerates, as well as the concentration of crown ethers in the products of the extraction scheme were monitored radiometrically. Technological parameters of the process and solubility of crown ether (averaged indicators of a number of experiments) are given in table.14.

Таблица 14Table 14 Экстракция стронция способом согласно изобретениюExtraction of strontium by the method according to the invention Продукт экстракционной схемыExtraction Scheme Product Содержание стронция в продуктах экстракционной схемы, % от исходного*Strontium content in the products of the extraction scheme,% of the initial * Концентрация краун-эфира в продуктах экстракционной схемы, мг/лThe concentration of crown ether in the products of the extraction scheme, mg / l РафинатRaffinate 0,350.35 8080 РеэкстрактReextract 99,5599.55 172172 РегенератRegenerate <0,1<0.1 30thirty *с учетом расходов продуктов* taking into account the costs of products

Из табл.14 видно, что извлечение стронция составляет свыше 99%. Получено среднее концентрирование около 1,7 раза. Остаточное содержание элементов полностью извлекается регенерирующим раствором, что позволяет возвращать оборотный экстрагент в цикл и делать процесс непрерывным. Незначительность потерь органической фазы с водными продуктами технологической схемы позволяет проводить длительные непрерывные процессы без корректировки состава органической фазы экстрагента согласно изобретению.From table 14 it is seen that the extraction of strontium is over 99%. Received an average concentration of about 1.7 times. The residual content of the elements is completely extracted by the regenerating solution, which allows returning the circulating extractant to the cycle and making the process continuous. The insignificance of the loss of the organic phase with the aqueous products of the technological scheme allows for continuous continuous processes without adjusting the composition of the organic phase of the extractant according to the invention.

7.2. Способ извлечения цезия согласно изобретению в динамическом режиме.7.2. The method of extraction of cesium according to the invention in a dynamic mode.

Схема процесса и условия экстракции цезия способом согласно изобретению аналогичны изложенному выше в 7.1, но в качестве органической фазы для экстракции цезия использовали экстрагенты согласно изобретению, содержащие растворы DB21C7 при концентрации 0,05 моль/л в органическом растворителе, содержащем синтанол - 5% по объему и фторгептанол n3 - 95% по объему. Составы и расходы компонентов экстракционной схемы приведены в табл.15.The process scheme and conditions for the extraction of cesium by the method according to the invention are similar to those described in 7.1 above, but the extractants according to the invention containing DB21C7 solutions at a concentration of 0.05 mol / L in an organic solvent containing syntanol - 5% by volume were used as the organic phase for the extraction of cesium and fluoroheptanol n 3 - 95% by volume. The compositions and costs of the components of the extraction scheme are given in table.15.

Таблица 15Table 15 Состав и расходы компонентовComposition and cost of components Компонент экстракционной схемыExtraction Scheme Component Расход,мл/часFlow rate, ml / hour СоставStructure Исходный растворStock solution 57,357.3 См. пример 7.1.See example 7.1. ЭкстрагентExtractant 59,059.0 0,05 моль/л DB21C7 + растворитель:0.05 mol / L DB21C7 + solvent: синтанол - 5% по объему и фторгептанол n3 - 95% по объемуsyntanol - 5% by volume and fluoroheptanol n 3 - 95% by volume Промывной растворWash solution 5,665.66 Деионизированная водаDeionized water Реэкстрагирующий растворReextracting Solution 33,333.3 Деионизированная водаDeionized water Регенерирующий растворRegenerating solution 11,3211.32 0,025 моль/л водный раствор0.025 mol / L aqueous solution этилендиаминтетраацетата калия + гидроксид калия до рН от около 8,0 до около 9,0potassium ethylenediaminetetraacetate + potassium hydroxide to a pH of from about 8.0 to about 9.0

В процессе работы установки контролировали радиометрически концентрации цезия в рафинатах, реэкстрактах и регенератах, а также концентрации краун-эфиров в продуктах экстракционной схемы. Технологические показатели процесса и растворимость краун-эфиров (усредненные показатели ряда опытов) приведены в табл.16.During the operation of the installation, the cesium concentrations in raffinates, strips, and regenerates, as well as the concentration of crown ethers in the products of the extraction scheme were monitored radiometrically. Technological parameters of the process and the solubility of crown ethers (averaged indicators of a number of experiments) are given in table.16.

Таблица 16 Table 16 Экстракция цезия способом согласно изобретениюExtraction of cesium by the method according to the invention Продукт экстракционной схемыExtraction Scheme Product Содержание цезия в продуктах экстракционной схемы, % от исходного*The cesium content in the products of the extraction scheme,% of the initial * Концентрация краун-эфира в продуктах экстракционной схемы, мг/лThe concentration of crown ether in the products of the extraction scheme, mg / l РафинатRaffinate 1,351.35 2727 РеэкстрактReextract 94,594.5 5353 РегенератRegenerate 4,154.15 18eighteen *с учетом расходов продуктов* taking into account the costs of products

Из табл.16 видно, что извлечение цезия составляет свыше 98% при выходе цезия около 95% в бессолевой продукт. Свободный от цезия регенерированный экстрагент с минимальными потерями может быть возвращен в технологический цикл.From table 16 it is seen that the extraction of cesium is more than 98% when the release of cesium about 95% in the salt-free product. Cesium-free regenerated extractant with minimal losses can be returned to the production cycle.

7.3. Способ совместного извлечения стронция и цезия согласно изобретению в динамическом режиме из отходов российских радиохимических производств.7.3. A method for the joint extraction of strontium and cesium according to the invention in a dynamic mode from waste from Russian radiochemical plants.

В качестве исходного раствора использовали раствор радиоактивных отходов, состав которых приведен в табл.3, раствор №1.Схема процесса и условия экстракции аналогичны изложенным в 7.1, но в качестве экстрагента использовали смесь 0,06 моль/л DB21C7 с 0,08 моль/л DCH18C6 в растворителе, содержащем синтанол - 13% по объему и фторгептанол n3 - 87% по объему. Составы и расходы компонентов экстракционной схемы приведены в табл.17.A solution of radioactive waste was used as the initial solution, the composition of which is given in Table 3, solution No. 1. The process scheme and extraction conditions are similar to those described in 7.1, but a mixture of 0.06 mol / L DB21C7 with 0.08 mol / l of DCH18C6 in a solvent containing syntanol is 13% by volume and fluoroheptanol n 3 is 87% by volume. The compositions and costs of the components of the extraction scheme are given in table.17.

Таблица 17 Table 17 Состав и расход компонентовComposition and consumption of components ПродуктProduct Расход, мл/часFlow rate, ml / hour СоставStructure Исходный растворStock solution 57,357.3 См. раствор примера 7.1See the solution of example 7.1 ЭкстрагентExtractant 59,059.0 0,06 моль/л DB21C7 + 0,08 моль/л0.06 mol / L DB21C7 + 0.08 mol / L DCH18C6+растворитель: синтанол - 13% по объему и фторгептанол n3 - 87% по объемуDCH18C6 + solvent: syntanol - 13% by volume and fluoroheptanol n 3 - 87% by volume Промывной растворWash solution 5,665.66 Деионизированная водаDeionized water Реэкстрагирующий растворReextracting Solution 33,333.3 Деионизированная водаDeionized water Регенерирующий растворRegenerating solution 5,665.66 0,025 моль/л водный раствор
этилендиаминтетраацетата калия + гидроксид калия до рН от около 8,0 до около 9,0
0.025 mol / L aqueous solution
potassium ethylenediaminetetraacetate + potassium hydroxide to a pH of from about 8.0 to about 9.0

В процессе работы установки контролировали концентрации стронция и цезия в рафинатах, реэкстрактах и регенератах, а также концентрации краун-эфиров в продуктах экстракционной схемы. Технологические показатели процесса и растворимость краун-эфиров (усредненные показатели ряда опытов) приведены в табл.18.During the operation of the installation, the concentrations of strontium and cesium in the raffinates, reextracts and regenerates, as well as the concentration of crown ethers in the products of the extraction scheme were monitored. Technological parameters of the process and the solubility of crown ethers (averaged indicators of a number of experiments) are given in table 18.

Таблица 18Table 18 Экстракция цезия и стронция способом согласно изобретению из отходов российских радиохимических производствExtraction of cesium and strontium by the method according to the invention from waste from Russian radiochemical plants Продукт экстракционной схемыExtraction Scheme Product Содержание в продуктах экстракционной схемы, % от исходного*The content in the products of the extraction scheme,% of the initial * Концентрация краун-эфира в продуктах экстракционной схемы, мг/лThe concentration of crown ether in the products of the extraction scheme, mg / l цезийcesium стронцийstrontium РафинатRaffinate 1,631,63 1,871.87 180180 РеэкстрактReextract 95,195.1 97,497.4 152152 РегенератRegenerate 3,23.2 0,70.7 7070 *с учетом расходов продуктов* taking into account the costs of products

Из результатов, приведенных в табл.18, видно, что совместное извлечение стронция и цезия составляет свыше 98% при среднем концентрировании около 1,7 раз при 95-97% выходе в конечный продукт. Остаточное содержание экстрагируемых элементов полностью извлекается регенерирующим раствором, что позволяет возвращать оборотный экстрагент в цикл и делать процесс непрерывным. Исследование состава экстракционной смеси после 50 циклов оборота экстрагента показали, что незначительные потери органической фазы с водными продуктами технологической схемы позволяют проводить длительные непрерывные процессы без корректировки состава органической фазы экстрагента согласно изобретению.From the results shown in table 18, it is seen that the combined extraction of strontium and cesium is over 98% with an average concentration of about 1.7 times with 95-97% yield in the final product. The residual content of extractable elements is completely extracted by the regenerating solution, which allows returning the circulating extractant to the cycle and making the process continuous. A study of the composition of the extraction mixture after 50 cycles of circulation of the extractant showed that insignificant losses of the organic phase with aqueous products of the technological scheme allow for continuous continuous processes without adjusting the composition of the organic phase of the extractant according to the invention.

7.4. Способ совместного извлечения стронция и цезия согласно изобретению в динамическом режиме из отходов радиохимических производств INEEL (США).7.4. A method for the joint extraction of strontium and cesium according to the invention in dynamic mode from waste from radiochemical plants INEEL (USA).

Исходный водный раствор - имитатор отходов INEEL (Idaho, USA), состав которого представлен в табл.19, контактируют с экстрагентом согласно изобретению, содержащим смесь DB21C7 в концентрации 0,095 моль/л и DCH18C6 в концентрации 0,095 моль/л в растворителе, содержащем фторгептанол n3, в непрерывном, противоточном режиме на установке экстракторов типа «смеситель-отстойник» с пульсационным перемешиванием и транспортировкой фаз.The initial aqueous solution, an INEEL waste simulator (Idaho, USA), the composition of which is shown in Table 19, is contacted with an extractant according to the invention containing a mixture of DB21C7 at a concentration of 0.095 mol / L and DCH18C6 at a concentration of 0.095 mol / L in a solvent containing fluoroheptanol n 3 , in a continuous, countercurrent mode at the installation of extractors of the mixer-settler type with pulsating mixing and phase transport.

Таблица 19 Table 19 Состав исходного раствораThe composition of the initial solution ЭлементElement КонцентрацияConcentration ЭлементElement КонцентрацияConcentration Моль/лMol / l г/лg / l Моль/лMol / l г/лg / l AlAl 0.750.75 20,2520.25 КTO 0.190.19 7.437.43 ВAT 0.030.03 0.320.32 NaNa 1.441.44 33.1212/33 CdCd 0.00380.0038 0.430.43 ZrZr 0.010.01 0.90.9 СаSa 0.0650.065 2.62.6 SrSr 1.7×10-4 1.7 × 10 -4 4.8×10-3 4.8 × 10 -3 CrCr 0.0050.005 0.260.26 CsCs 7.5×10-5 7.5 × 10 -5 9.97×10-3 9.97 × 10 -3 FeFe 0.0210.021 1.171.17 NiNi 1.7×10-3 1.7 × 10 -3 0.10.1 HgHg 0.0040.004 0.80.8 MnMn 1.4×10-3 1.4 × 10 -3 0.10.1 PbPb 1.45×10-3 1.45 × 10 -3 0.170.17 HNO3 HNO 3 1.631.63 103103

Экстракционная схема включает восемь ступеней экстракции, две ступени промывки, десять ступеней реэкстракции и четыре ступени регенерации оборотного экстрагента. Составы и расходы продуктов приведены в табл.20.The extraction scheme includes eight stages of extraction, two stages of washing, ten stages of stripping and four stages of regeneration of the circulating extractant. The compositions and costs of the products are given in table.20.

Таблица 20Table 20 Состав и расход компонентовComposition and consumption of components Компонент экстракционной схемыExtraction Scheme Component Расход, мл/часFlow rate, ml / hour СоставStructure Исходный растворStock solution 57,357.3 См.табл.19.See table 19. ЭкстрагентExtractant 59,059.0 DB21C7 в концентрацииDB21C7 in concentration 0,095 моль/л + DCH18C6 в концентрации 0,095 моль/л в растворителе - фторгептаноле n3 - 100% по объему0.095 mol / L + DCH18C6 at a concentration of 0.095 mol / L in a solvent - fluoroheptanol n 3 - 100% by volume Промывной растворWash solution 5,665.66 Деионизированная водаDeionized water Реэкстрагирующий растворReextracting Solution 33,333.3 Деионизированная водаDeionized water Регенерирующий растворRegenerating solution 33,333.3 0,025 моль/л водный раствор
этилендиаминтетраацетата калия + гидроксид калия до рН ~8
0.025 mol / L aqueous solution
potassium ethylenediaminetetraacetate + potassium hydroxide to pH ~ 8

В процессе работы установки контролировали концентрации стронция и цезия в рафинатах, реэкстрактах и регенератах, а также концентрации краун-эфиров в продуктах экстракционной схемы. Технологические показатели процесса и растворимость краун-эфиров (усредненные показатели ряда опытов) приведены в табл.21.During the operation of the installation, the concentrations of strontium and cesium in the raffinates, reextracts and regenerates, as well as the concentration of crown ethers in the products of the extraction scheme were monitored. Technological process indicators and the solubility of crown ethers (averaged indicators of a number of experiments) are given in table.21.

Таблица 21Table 21 Экстракция стронция и цезия из отходов производств INEEL, СШАExtraction of strontium and cesium from waste products manufactured by INEEL, USA Продукт экстракционной схемыExtraction Scheme Product Содержание в продуктах экстракционной схемы, % от исходного*The content in the products of the extraction scheme,% of the initial * Концентрация краун-эфира в продуктах экстракционной схемы, мг/лThe concentration of crown ether in the products of the extraction scheme, mg / l цезийcesium стронцийstrontium РафинатRaffinate 1,931.93 1,881.88 3636 РеэкстрактReextract 94,8794.87 94,4294.42 1919 РегенератRegenerate 3,23.2 3,73,7 11eleven * с учетом расходов продуктов* taking into account the costs of products

Из табл.21 видно, что совместное извлечение стронция и цезия составляет свыше 98%, при среднем концентрировании около 1,2 раз и около 95%-ном выходе в конечный продукт. Потери экстрагента с водными растворами в данном процессе минимальны.From table 21 it is seen that the combined extraction of strontium and cesium is over 98%, with an average concentration of about 1.2 times and about 95% yield in the final product. Loss of extractant with aqueous solutions in this process is minimal.

По результатам испытаний способа согласно изобретению было установлено, что:According to the test results of the method according to the invention, it was found that:

- применение экстрагента согласно изобретению, содержащего смесь краун-эфиров DB21C7 и DCH18C6 позволяет извлекать свыше 98% стронция и цезия за один экстракционный цикл,- the use of the extractant according to the invention containing a mixture of crown ethers DB21C7 and DCH18C6 allows you to extract more than 98% strontium and cesium in one extraction cycle,

- достигнуто концентрированно стронция более чем в 1,8 раз, полученные бессолевые водные реэкстракты содержали менее 0,1 моль/л азотной кислоты,- concentrated strontium was achieved more than 1.8 times, the resulting salt-free aqueous strips contained less than 0.1 mol / l of nitric acid,

- потери экстрагента составляли менее 1,0 мл на 1 л перерабатываемого раствора.- loss of extractant was less than 1.0 ml per 1 liter of the processed solution.

Таким образом, были разработаны экстрагенты на основе краун-эфиров, обладающих высокой селективной способностью к радионуклидам, и способы экстракционного извлечения радионуклидов из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих макропримеси, в том числе, натрий в значительных количествах.Thus, extractants based on crown ethers with a high selective ability to radionuclides and methods for the extraction of radionuclides from acidic aqueous solutions of highly active wastes of radiochemical plants containing macronutrients, including significant amounts of sodium, were developed.

К достоинствам способов согласно изобретению извлечения радионуклидов следует отнести также:The advantages of the methods according to the invention for the extraction of radionuclides should also include:

- возможность переработки жидких радиоактивных отходов любого состава без предварительной их корректировки,- the possibility of processing liquid radioactive waste of any composition without prior adjustment,

- возможность реэкстракции радионуклидов водными растворами, и, как следствие,- the possibility of re-extraction of radionuclides with aqueous solutions, and, as a result,

- возможность непосредственного направления реэкстрактов в печь остекловывания для повышения удельной активности стекла,- the possibility of directing the strips to the vitrification furnace to increase the specific activity of the glass,

- универсальность способов согласно изобретению, о чем свидетельствует возможность получения совместного стронций-цезиевого реэкстракта, либо раздельные реэкстракты как в одной технологической схеме, так и в раздельных технологических схемах, с использованием индивидуальных экстрагентов.- the versatility of the methods according to the invention, as evidenced by the possibility of obtaining a joint strontium-cesium reextract, or separate reextracts both in one technological scheme, and in separate technological schemes, using individual extractants.

Экспериментальное определение термической стабильности экстрагентов в смеси с азотной кислотой различной концентрации показали, что операции экстракции и реэкстракции, а также последующего упаривания водных продуктов экстракционной схемы являются взрыво- и пожаробезопасными.An experimental determination of the thermal stability of extractants mixed with nitric acid of various concentrations showed that the operations of extraction and re-extraction, as well as the subsequent evaporation of aqueous products of the extraction scheme, are explosion and fireproof.

Возможность применения согласно изобретению фторгептанола n3 в качестве разбавителя макроциклических соединений, например краун-эфиров, обладающего способностью удерживать краун-эфиры и их ассоциаты с извлекаемыми ионами, позволила разработать различные экстрагенты для экстракции, например, радионуклидов, и способы их извлечения, являющиеся безопасными и технологичными.The possibility of using according to the invention fluoroheptanol n 3 as a diluent of macrocyclic compounds, for example crown ethers, which has the ability to retain crown ethers and their associates with recoverable ions, has allowed the development of various extractants for extraction, for example, radionuclides, and methods for their extraction, which are safe and technological.

В качестве экономических преимуществ применения экстрагентов согласно изобретению на основе краун-эфиров можно отметить снижение затрат на краун-эфиры в связи с возможностью регенерации экстрагента, экономию гидразина и азотной кислоты, а также экономию самого экстрагента за счет меньшей потери компонентов экстрагента при водных контактах.As economic advantages of the use of extractants according to the invention based on crown ethers, one can note a reduction in the costs of crown ethers due to the possibility of regenerating the extractant, saving hydrazine and nitric acid, as well as saving the extractant itself due to less loss of extractant components during water contacts.

Экстрагенты согласно изобретению могут быть получены с помощью известных технологий. Способы регенерации экстрагентов для последующего многоразового использования и способы извлечения радионуклидов согласно изобретению, с применением экстрагентов согласно изобретению, могут быть реализованы в различных промышленных производствах, с выбором состава и количественного соотношения компонентов экстракционной схемы и режимов обработки в соответствии с составом обрабатываемых растворов.The extractants according to the invention can be obtained using known technologies. Methods of regenerating extractants for subsequent reusable use and methods for extracting radionuclides according to the invention, using extractants according to the invention, can be implemented in various industrial plants, with the choice of the composition and quantitative ratio of the components of the extraction scheme and processing conditions in accordance with the composition of the processed solutions.

Компактность технологической схемы способов согласно изобретению позволяет использовать технологию выделения радионуклидов, в частности стронция и цезия, как в камерном, так и в каньонном вариантах размещения оборудования.The compactness of the technological scheme of the methods according to the invention allows the use of technology for the separation of radionuclides, in particular strontium and cesium, in both chamber and canyon equipment placement variants.

Claims (26)

1. Применение смеси, содержащей полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1, имеющий химическую формулу H(CF2CF2)nСН2ОН, где n=3, и полиоксиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, в качестве разбавителя растворов, содержащих макроциклические соединения, выбранные из группы, включающей1. The use of a mixture containing polyfluorinated alcohol-telomer 1,1,7-trihydrodeodefluoroheptanol-1, having the chemical formula H (CF 2 CF 2 ) n CH 2 OH, where n = 3, and polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, as a diluent for solutions containing macrocyclic compounds selected from the group including краун-эфиры, имеющие незамещенные ароматические фрагменты;crown ethers having unsubstituted aromatic moieties; краун-эфиры, имеющие замещенные ароматические фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения;crown ethers having substituted aromatic moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; краун-эфиры, имеющие незамещенные циклогексановые фрагменты;crown ethers having unsubstituted cyclohexane moieties; краун-эфиры, имеющие замещенные циклогексановые фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения;crown ethers having substituted cyclohexane moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; краун-эфиры, имеющие замещенные фрагменты -O-CHR-CH2O-, где R - нормальный или разветвленный алкил или гидроксиалкил.crown ethers having substituted —O — CHR — CH 2 O— moieties where R is straight or branched alkyl or hydroxyalkyl. 2. Экстрагент для извлечения радионуклидов из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих также другие макропримеси, включая натрий, содержащий макроциклические соединения, выбранные из группы, включающей2. Extractant for the extraction of radionuclides from acidic aqueous solutions of high-level waste from radiochemical industries, also containing other macroproducts, including sodium, containing macrocyclic compounds selected from the group including краун-эфиры, имеющие незамещенные ароматические фрагменты;crown ethers having unsubstituted aromatic moieties; краун-эфиры, имеющие замещенные ароматические фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения;crown ethers having substituted aromatic moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; краун-эфиры, имеющие незамещенные циклогексановые фрагменты;crown ethers having unsubstituted cyclohexane moieties; краун-эфиры, имеющие замещенные циклогексановые фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения;crown ethers having substituted cyclohexane moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; краун-эфиры, имеющие замещенные фрагменты -O-CHR-СН2О-, где R - нормальный или разветвленный алкил или гидроксиалкил, в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2.crown ethers having substituted —O — CHR — CH 2 O— moieties, where R is straight or branched alkyl or hydroxyalkyl in an organic solvent containing a polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture of synthetic polyoxyethylene glycol ethers primary higher fatty alcohols of the C 12 -C 14 fraction of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2. 3. Экстрагент по п.2, отличающийся тем, что органический растворитель имеет следующее соотношение компонентов, об.%:3. The extractant according to claim 2, characterized in that the organic solvent has the following ratio of components, vol.%: полифторированный спирт-теломерpolyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-11,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 80-9980-99 смесь полиоксиэтиленгликолевых эфировa mixture of polyoxyethylene glycol ethers синтетических первичныхsynthetic primary высших жирных спиртов фракции C12-C14 higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 20-120-1
4. Экстрагент для извлечения радионуклидов цезия из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы цезия, а также другие макропримеси, включая натрий, содержащий краун-эфир, выбранный из группы, включающей ди-трет.бутилдибензо-18-краун-6 (DTBDB18C6), ди-изооктилдибензо-18-краун-6 (DIODB18C6), дибензо-21-краун-7 (DB21C7), бис-4,4'(5')[1-гидрокси-2-этилгексил]бензо-18-краун-6 (Crown XVII) в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции С1214 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, об.%:4. An extractant for the extraction of cesium radionuclides from acidic aqueous solutions of highly radioactive waste from radiochemical plants containing cesium cations, as well as other macroimpurities, including sodium containing crown ether selected from the group consisting of di-tert.butyl dibenzo-18-crown-6 ( DTBDB18C6), di-isooctyl dibenzo-18-crown-6 (DIODB18C6), dibenzo-21-crown-7 (DB21C7), bis-4,4 '(5') [1-hydroxy-2-ethylhexyl] benzo-18- crown-6 (Crown XVII) in an organic solvent containing polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture of polyoxyethylene glycol synthetic ethers of primary higher fatty alcohols of the fraction C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, with the following ratio of components, vol.% : полифторированный спирт-теломерpolyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-11,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 80-9980-99 смесь полиоксиэтиленгликолевых эфировa mixture of polyoxyethylene glycol ethers синтетических первичных высших жирныхsynthetic primary higher fatty спиртов фракции C12-C14 alcohols fraction C 12 -C 14 20-120-1
5. Экстрагент по п.4, отличающийся тем, что содержит краун-эфир дибензо-21-краун-7 (DB21C7) в концентрации от 0,04 моль/л до 0,095 моль/л экстрагента.5. The extractant according to claim 4, characterized in that it contains crown ether dibenzo-21-crown-7 (DB21C7) in a concentration of from 0.04 mol / l to 0.095 mol / l of extractant. 6. Экстрагент для извлечения радионуклидов стронция из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы стронция, а также другие макропримеси, включая натрий, содержащий краун-эфир, выбранный из группы, включающей ди-трет.бутилдициклогексано-18-краун-6 (DTBDCH18C6), ди-изооктилдициклогексано-18-краун-6 (DIODCH18C6), дициклогексано-18-краун-6 (DCH18C6), бис-4,4'(5')[1-гидроксигептил]циклогексо-18-краун-6 (Crown XVI) в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, об.%:6. An extractant for the extraction of strontium radionuclides from acidic aqueous solutions of highly radioactive waste from radiochemical plants containing strontium cations, as well as other macroimpurities, including sodium, containing crown ether, selected from the group consisting of di-tert.butyl dicyclohexano-18-crown-6 ( DTBDCH18C6), di-isooctyl dicyclohexano-18-crown-6 (DIODCH18C6), dicyclohexano-18-crown-6 (DCH18C6), bis-4,4 '(5') [1-hydroxyheptyl] cyclohexo-18-crown-6 ( Crown XVI) in an organic solvent containing polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and with es polyoxyethylene glycol ethers of synthetic primary higher fatty alcohols of the fraction C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, with the following component ratio, about .%: полифторированный спирт-теломерpolyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-11,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 80-9980-99 смесь полиоксиэтиленгликолевых эфировa mixture of polyoxyethylene glycol ethers синтетических первичныхsynthetic primary высших жирных спиртов фракции С1214 higher fatty alcohols fractions C 12 -C 14 20-120-1
7. Экстрагент по п.6, отличающийся тем, что содержит дициклогексано-18-краун-6 в концентрации от 0,04 до 0,095 моль/л экстрагента.7. The extractant according to claim 6, characterized in that it contains dicyclohexano-18-crown-6 in a concentration of from 0.04 to 0.095 mol / l of extractant. 8. Экстрагент для совместного извлечения стронция и цезия из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы стронция и цезия, а также другие макропримеси, включая натрий, содержащий смесь краун-эфиров, в которой, по меньшей мере, один краун-эфир выбран из группы, включающей ди-трет.бутилдибензо-18-краун-6 (DTBDB18C6), ди-изооктилдибензо-18-краун-6 (DIODB18C6), дибензо-21-краун-7 (DB21C7), бис-4,4'(5')[1-гидрокси-2-этилгексил]бензо-18-краун-6 (Crown XVII), и, по меньшей мере, один краун-эфир выбран из группы, включающей ди-трет.бутилдициклогексано-18-краун-6 (DTBDCH18C6), ди-изооктилдициклогексано-18-краун-6 (DIODCH18C6), дициклогексано-18-краун-6 (DCH18C6), бис-4,4'(5')[1-гидроксигептил]циклогексо-18-краун-6 (Crown XVI) в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции С1214 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, об.%:8. An extractant for the joint extraction of strontium and cesium from acidic aqueous solutions of high-level waste from radiochemical industries containing strontium and cesium cations, as well as other macroimpurities, including sodium, containing a mixture of crown ethers in which at least one crown ether is selected from the group consisting of di-tert-butyl dibenzo-18-crown-6 (DTBDB18C6), di-isooctyl dibenzo-18-crown-6 (DIODB18C6), dibenzo-21-crown-7 (DB21C7), bis-4.4 '( 5 ') [1-hydroxy-2-ethylhexyl] benzo-18-crown-6 (Crown XVII), and at least one crown ether is selected from the group consisting of di-tert. tildicyclohexano-18-crown-6 (DTBDCH18C6), di-isooctyl dicyclohexano-18-crown-6 (DIODCH18C6), dicyclohexano-18-crown-6 (DCH18C6), bis-4,4 '(5') [1-hydroxyheptyl] cyclohexo-18-crown-6 (Crown XVI) in an organic solvent containing a polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture of polyoxyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n +1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, in the following ratio of components, vol.%: полифторированный спирт-теломерpolyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-11,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 80-9980-99 смесь полиоксиэтиленгликолевых эфировa mixture of polyoxyethylene glycol ethers синтетических первичныхsynthetic primary высших жирных спиртов фракции С1214 higher fatty alcohols fractions C 12 -C 14 20-120-1
9. Экстрагент по п.8, отличающийся тем, что предпочтительно органический растворитель имеет следующее соотношение компонентов, об.%:9. The extractant according to claim 8, characterized in that preferably the organic solvent has the following ratio of components, vol.%: полифторированный спирт-теломерpolyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-11,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 8787 смесь полиоксиэтиленгликолевых эфировa mixture of polyoxyethylene glycol ethers синтетических первичныхsynthetic primary высших жирных спиртов фракции C12-C14 higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 1313
10. Экстрагент по п.9, отличающийся тем, что содержит смесь краун-эфиров дициклогексил-18-краун-6 и дибензо-21-краун-7 при концентрации каждого из краун-эфиров от 0,04 до 0,095 моль/л экстрагента.10. The extractant according to claim 9, characterized in that it contains a mixture of crown ethers of dicyclohexyl-18-crown-6 and dibenzo-21-crown-7 at a concentration of each of the crown ethers from 0.04 to 0.095 mol / L extractant. 11. Способ регенерации отработавшего экстрагента, содержащего комплексы макроциклических соединений, выбранных из группы, включающей краун-эфиры, имеющие незамещенные ароматические фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные ароматические фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие незамещенные циклогексановые фрагменты; краун-эфиры, имеющие замещенные циклогексановые фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения; краун-эфиры, имеющие замещенные фрагменты -O-CHR-CH2O-, где R - нормальный или разветвленный алкил или гидроксиалкил, с извлекаемыми катионами радионуклидов в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и полиоксиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных высших жирных спиртов фракции С1214 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, обработкой отработавшего экстрагента водным раствором этилендиаминтетраацетата калия при рН от 8,0 до 9,0.11. The method of regeneration of the spent extractant containing complexes of macrocyclic compounds selected from the group comprising crown ethers having unsubstituted aromatic fragments; crown ethers having substituted aromatic moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having unsubstituted cyclohexane moieties; crown ethers having substituted cyclohexane moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; crown ethers having substituted —O — CHR — CH 2 O— moieties, where R is straight or branched alkyl or hydroxyalkyl, with recoverable cations of radionuclides in an organic solvent containing a polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and polyoxyethylene glycol ethers of synthetic primary higher fatty alcohols of the C 12 -C 14 fraction of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, by treating the spent extractant with an aqueous solution of potassium ethylene diamine tetra acetate at pH from 8.0 to 9.0. 12. Способ регенерации по п.11, отличающийся тем, что концентрацию этилендиаминтетраацетата калия в водном растворе выбирают в диапазоне от 0,02 моль/л до 0,03 моль/л.12. The regeneration method according to claim 11, characterized in that the concentration of potassium ethylene diamine tetraacetate in the aqueous solution is selected in the range from 0.02 mol / L to 0.03 mol / L. 13. Способ регенерации по п.11, отличающийся тем, что рН обеспечивают добавлением гидроксида калия.13. The regeneration method according to claim 11, characterized in that the pH is provided by the addition of potassium hydroxide. 14. Способ экстракционного извлечения радионуклидов из кислого водного раствора высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих и другие макропримеси, включая натрий, в котором осуществляют обработку водного раствора отходов экстрагентом, содержащим макроциклическое соединение, способное присоединять ионы радионуклидов, с образованием экстракта, и реэкстракцию радионуклидов из экстракта деионизированной водой, и при этом экстрагент содержит макроциклическое соединение, выбранное из группы, включающей14. A method for the extraction of radionuclides from an acidic aqueous solution of high-level waste from radiochemical industries containing other macroprolytes, including sodium, in which the aqueous solution of waste is treated with an extractant containing a macrocyclic compound capable of attaching radionuclide ions to form an extract, and the re-extraction of radionuclides from the extract deionized water, and the extractant contains a macrocyclic compound selected from the group including краун-эфиры, имеющие незамещенные ароматические фрагменты;crown ethers having unsubstituted aromatic moieties; краун-эфиры, имеющие замещенные ароматические фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения;crown ethers having substituted aromatic moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; краун-эфиры, имеющие незамещенные циклогексановые фрагменты;crown ethers having unsubstituted cyclohexane moieties; краун-эфиры, имеющие замещенные циклогексановые фрагменты, содержащие алкильные и/или гидроксиалкильные заместители линейного и/или разветвленного строения;crown ethers having substituted cyclohexane moieties containing linear and / or branched alkyl and / or hydroxyalkyl substituents; краун-эфиры, имеющие замещенные фрагменты -O-CHR-СН2О-, где R - нормальный или разветвленный алкил или гидроксиалкил, в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2.crown ethers having substituted —O — CHR — CH 2 O— moieties, where R is straight or branched alkyl or hydroxyalkyl in an organic solvent containing a polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture of synthetic polyoxyethylene glycol ethers primary higher fatty alcohols of the C 12 -C 14 fraction of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что органический растворитель имеет следующее соотношение компонентов, об.%:15. The method according to 14, characterized in that the organic solvent has the following ratio of components, vol.%: полифторированный спирт-теломерpolyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-11,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 80-9980-99 смесь полиоксиэтиленгликолевых эфировa mixture of polyoxyethylene glycol ethers синтетических первичныхsynthetic primary высших жирных спиртов фракции C12-C14 higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 20-120-1
16. Способ экстракционного извлечения радионуклидов цезия из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы цезия, а также другие макропримеси, включая натрий, в котором осуществляют обработку водного раствора отходов экстрагентом, содержащим, по меньшей мере, одно макроциклическое соединение, способное присоединять ионы радионуклидов цезия, с образованием экстракта, и реэкстракцию радионуклидов цезия из экстракта деионизированной водой, и при этом экстрагент содержит краун-эфир, выбранный из группы, включающей ди-трет.бутилдибензо-18-краун-6 (DTBDB 18С6), ди-изооктилдибензо-18-краун-6 (DIODB18C6), дибензо-21-краун-7 (DB21C7), бис-4,4'(5')[1-гидрокси-2-этилгексил]бензо-18-краун-6 (Crown XVII), в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, об.%:16. A method for the extraction of cesium radionuclides from acidic aqueous solutions of highly active wastes from radiochemical industries containing cesium cations, as well as other macroproducts, including sodium, in which an aqueous waste solution is treated with an extractant containing at least one macrocyclic compound capable of attaching ions cesium radionuclides, with the formation of the extract, and re-extraction of cesium radionuclides from the extract with deionized water, and the extractant contains crown ether, selected selected from the group consisting of di-tert-butyl dibenzo-18-crown-6 (DTBDB 18C6), di-isooctyl dibenzo-18-crown-6 (DIODB18C6), dibenzo-21-crown-7 (DB21C7), bis-4.4 '(5') [1-hydroxy-2-ethylhexyl] benzo-18-crown-6 (Crown XVII), in an organic solvent containing polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture of synthetic primary polyoxyethylene glycol esters higher fatty alcohols of the fraction C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, in the following ratio of components, vol.%: полифторированный спирт-теломерpolyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-11,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 80-9980-99 смесь полиоксиэтиленгликолевых эфировa mixture of polyoxyethylene glycol ethers синтетических первичныхsynthetic primary высших жирных спиртов фракции C12-C14 higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 20-120-1
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что экстрагент содержит краун-эфир дибензо-21-краун-7 (DB21C7) в концентрации от 0,04 до 0,095 моль/л экстрагента.17. The method according to clause 16, wherein the extractant contains crown ether dibenzo-21-crown-7 (DB21C7) in a concentration of from 0.04 to 0.095 mol / l of extractant. 18. Способ экстракционного извлечения радионуклидов стронция из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы стронция, а также другие макропримеси, включая натрий, в котором осуществляют обработку водного раствора отходов экстрагентом, содержащим, по меньшей мере, одно макроциклическое соединение, способное присоединять ионы радионуклидов стронция, с образованием экстракта, и реэкстракцию радионуклидов стронция из экстракта деионизированной водой, и при этом экстрагент содержит краун-эфир, выбранный из группы, включающей ди-трет.бутилдициклогексано-18-краун-6 (DTBDCH18C6), ди-изооктилдициклогексано-18-краун-6 (DIODCH18С6), дициклогексано-18-краун-6 (DCH18C6), бис-4,4'(5')[1-гидроксигептил]циклогексо-18-краун-6 (Crown XVI) в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, об.%:18. A method for the extraction of strontium radionuclides from acidic aqueous solutions of highly radioactive waste from radiochemical industries containing strontium cations, as well as other macroproducts, including sodium, in which an aqueous solution of waste is treated with an extractant containing at least one macrocyclic compound capable of attaching ions strontium radionuclides, with the formation of the extract, and re-extraction of strontium radionuclides from the extract with deionized water, and the extractant contains n-ether selected from the group consisting of di-tert-butyl dicyclohexano-18-crown-6 (DTBDCH18C6), di-isooctyl dicyclohexano-18-crown-6 (DIODCH18C6), dicyclohexano-18-crown-6 (DCH18C6), bis- 4.4 '(5') [1-hydroxyheptyl] cyclohexo-18-crown-6 (Crown XVI) in an organic solvent containing polyfluorinated telomeric alcohol 1,1,7-trihydrodeodecafluoroheptanol-1 and a mixture of synthetic primary higher fatty polyoxyethylene glycol esters alcohols of the fraction C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, in the following ratio of components, vol.%: полифторированный спирт-теломерpolyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-11,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 80-9980-99 смесь полиоксиэтиленгликолевых эфировa mixture of polyoxyethylene glycol ethers синтетических первичныхsynthetic primary высших жирных спиртов фракции C12-C14 higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 20-120-1
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что экстрагент содержит дициклогексано-18-краун-6 в концентрации от 0,04 до 0,095 моль/л экстрагента.19. The method according to p. 18, characterized in that the extractant contains dicyclohexano-18-crown-6 in a concentration of from 0.04 to 0.095 mol / l of extractant. 20. Способ совместного экстракционного извлечения радионуклидов цезия и стронция из кислых водных растворов высокоактивных отходов радиохимических производств, содержащих катионы цезия и стронция, а также другие макропримеси, включая натрий, в котором осуществляют обработку водного раствора отходов экстрагентом, содержащим макроциклические соединения, способные присоединять ионы радионуклидов цезия и стронция, с образованием экстракта, и реэкстракцию радионуклидов цезия и стронция из экстракта деионизированной водой, и при этом экстрагент содержит смесь краун-эфиров, в которой, по меньшей мере, один краун-эфир выбран из группы, включающей ди-трет.бутилдибензо-18-краун-6 (DTBDB18С6), ди-изооктилдибензо-18-краун-6 (DIODB18C6), дибензо-21-краун-7 (DB21C7), бис-4,4'(5')[1-гидрокси-2-этилгексил]бензо-18-краун-6 (Crown XVII), и, по меньшей мере, один краун-эфир выбран из группы, включающей ди-трет.бутилдициклогексано-18-краун-6 (DTBDCH18C6), ди-изооктилдициклогексано-18-краун-6 (DIODCH18C6), дициклогексано-18-краун-6 (DCH18С6), бис-4,4'(5')[1-гидроксигептил]циклогексо-18-краун-6 (Crown XVI), в органическом растворителе, содержащем полифторированный спирт-теломер 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-1 и смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы CnH2n+1O(C2H4O)mH, где n=12÷14, m=2, при следующем соотношении компонентов, об.%:20. A method for joint extraction extraction of cesium and strontium radionuclides from acidic aqueous solutions of high-level waste from radiochemical plants containing cesium and strontium cations, as well as other macroprocesses, including sodium, in which an aqueous waste solution is treated with an extractant containing macrocyclic compounds capable of attaching radionuclide ions cesium and strontium, with the formation of the extract, and re-extraction of radionuclides of cesium and strontium from the extract with deionized water, and the tragent contains a mixture of crown ethers in which at least one crown ether is selected from the group consisting of di-tert-butyl dibenzo-18-crown-6 (DTBDB18C6), di-isooctyldibenzo-18-crown-6 (DIODB18C6) , dibenzo-21-crown-7 (DB21C7), bis-4.4 '(5') [1-hydroxy-2-ethylhexyl] benzo-18-crown-6 (Crown XVII), and at least one crown ether is selected from the group consisting of di-tert-butyl dicyclohexano-18-crown-6 (DTBDCH18C6), di-isooctyl dicyclohexano-18-crown-6 (DIODCH18C6), dicyclohexano-18-crown-6 (DCH18C6), bis-4 , 4 '(5') [1-hydroxyheptyl] cyclohexo-18-crown-6 (Crown XVI), in an organic solvent containing polyfluorine ovanny telomeric alcohol 1,1,7-trigidrododekaftorgeptanol-1 and synthetic mixture of polyoxyethylene glycol ethers of primary higher fatty alcohols of the fraction C 12 -C 14 of the general formula C n H 2n + 1 O (C 2 H 4 O) m H, where n = 12 ÷ 14, m = 2, with the following ratio of components, vol.%: полифторированный спирт-теломерpolyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-11,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 80-9980-99 смесь полиоксиэтиленгликолевых эфировa mixture of polyoxyethylene glycol ethers синтетических первичныхsynthetic primary высших жирных спиртов фракции C12-C14 higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 20-120-1
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что предпочтительно органический растворитель имеет следующее соотношение компонентов, об.%:21. The method according to claim 20, characterized in that preferably the organic solvent has the following ratio of components, vol.%: полифторированный спирт-теломерpolyfluorinated telomere alcohol 1,1,7-тригидрододекафторгептанол-11,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 8787 смесь полиоксиэтиленгликолевыхa mixture of polyoxyethylene glycol эфиров синтетических первичныхsynthetic primary esters высших жирных спиртов фракции C12-C14 higher fatty alcohols fraction C 12 -C 14 1313
22. Способ по п.20, отличающийся тем, что экстрагент содержит смесь дициклогексано-18-краун-6 и дибензо-21-краун-7 при концентрации каждого из краун-эфиров в смеси от 0,04 до 0,095 моль/л экстрагента.22. The method according to claim 20, characterized in that the extractant contains a mixture of dicyclohexano-18-crown-6 and dibenzo-21-crown-7 at a concentration of each of the crown ethers in the mixture from 0.04 to 0.095 mol / l extractant. 23. Способ по любому из пп.16, 18, 20, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют выделение оборотного экстрагента, содержащего комплексы макроциклических соединений с катионами радионуклидов, и регенерацию его для повторного использования обработкой оборотного экстрагента водным раствором этилендиаминтетраацетата калия при рН от 8,0 до 9,0.23. The method according to any one of paragraphs.16, 18, 20, characterized in that they further carry out the isolation of the circulating extractant containing complexes of macrocyclic compounds with cations of radionuclides, and regenerating it for reuse by treating the circulating extractant with an aqueous solution of potassium ethylene diamine tetraacetate at a pH of 8, 0 to 9.0 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что концентрацию этилендиаминтетраацетата калия в водном растворе выбирают в диапазоне от 0,02 до 0,03 моль/л.24. The method according to item 23, wherein the concentration of potassium ethylenediaminetetraacetate in the aqueous solution is selected in the range from 0.02 to 0.03 mol / L. 25. Способ по п.23, отличающийся тем, что рН водного раствора обеспечивают добавлением гидроксида калия.25. The method according to item 23, wherein the pH of the aqueous solution is provided by the addition of potassium hydroxide. 26. Способ по любому из пп.16, 18, 20, отличающийся тем, что все операции способа осуществляют в динамическом противоточном режиме.26. The method according to any one of paragraphs.16, 18, 20, characterized in that all operations of the method are carried out in a dynamic countercurrent mode.
RU2005128161/04A 2004-09-09 2004-09-09 Radionuclide extraction by crown-ester containing extractants RU2318258C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005128161/04A RU2318258C2 (en) 2004-09-09 2004-09-09 Radionuclide extraction by crown-ester containing extractants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005128161/04A RU2318258C2 (en) 2004-09-09 2004-09-09 Radionuclide extraction by crown-ester containing extractants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2318258C2 true RU2318258C2 (en) 2008-02-27

Family

ID=39279122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005128161/04A RU2318258C2 (en) 2004-09-09 2004-09-09 Radionuclide extraction by crown-ester containing extractants

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2318258C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2636482C1 (en) * 2016-10-04 2017-11-23 Николай Алексеевич Бежин Method of producing sorbents based on media and crown ethers and 1,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 as diluent
RU2781791C1 (en) * 2021-12-24 2022-10-18 Акционерное общество "Радиевый институт имени В.Г. Хлопина" (АО "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина") Extraction mixture for the isolation of caesium and/or strontium from nitric acid solutions
CN116626742A (en) * 2023-07-18 2023-08-22 清华大学 A transuranic alpha nuclide in a radioactive solution, 90 Sr and 137 method for separating Cs fast group and application thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АБРАМОВ А.А. Экстракция катионов краун-эфирами. Вестник Московского университета, серия 2, Химия, 2000, т.41, №1, с.3-15. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2636482C1 (en) * 2016-10-04 2017-11-23 Николай Алексеевич Бежин Method of producing sorbents based on media and crown ethers and 1,1,7-trihydrododecafluoroheptanol-1 as diluent
RU2781791C1 (en) * 2021-12-24 2022-10-18 Акционерное общество "Радиевый институт имени В.Г. Хлопина" (АО "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина") Extraction mixture for the isolation of caesium and/or strontium from nitric acid solutions
CN116626742A (en) * 2023-07-18 2023-08-22 清华大学 A transuranic alpha nuclide in a radioactive solution, 90 Sr and 137 method for separating Cs fast group and application thereof
CN116626742B (en) * 2023-07-18 2023-11-07 清华大学 A transuranic alpha nuclide in a radioactive solution, 90 Sr and 137 method for separating Cs fast group and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Manchanda et al. Amides and diamides as promising extractants in the back end of the nuclear fuel cycle: an overview
Paiva et al. Recent advances on the chemistry of solvent extraction applied to the reprocessing of spent nuclear fuels and radioactive wastes
RU2702739C2 (en) Novel asymmetric n,n-dialkylamides, synthesis thereof and use thereof
RU2560603C2 (en) Increasing separation factor between americium and curium and/or lanthanides in liquid-liquid extraction process using diglycolamide and another extractant
WO2006036083A1 (en) Extraction of radionuclides by crown ether-containing extractants
Baker et al. Process intensification of element extraction using centrifugal contactors in the nuclear fuel cycle
US5826161A (en) Process for the selective separation of actinides (III) and lanthanides (III)
RU2318258C2 (en) Radionuclide extraction by crown-ester containing extractants
Bubeníková et al. Am (III) separation from acidic solutions by diamides of dipicolinic acid
Baroncelli et al. The Eurex Process: Processing of irradiated U-Al alloys by amine solvent extraction
Bonnesen et al. Alkaline-side extraction of technetium from tank waste using crown ethers and other extractants
Nayak et al. Demonstration of trivalent actinide partitioning from simulated high-level liquid waste using modifier-free unsymmetrical diglycolamide in n-dodecane
US5888398A (en) Composition and process for separating cesium ions from an acidic aqueous solution also containing other ions
Srinivasan et al. Third phase formation in extraction of thorium nitrate by mixtures of trialkyl phosphates
Morita et al. Development of a new extractant and a new extraction process for minor actinide separation
Draye et al. A recovery process of strontium from acidic nuclear waste streams
Tkachenko et al. Dynamic test of extraction process for americium partitioning from the PUREX raffinate
Horwitz et al. Combined TRU-Sr extraction/recovery process
Romanovski et al. Plutonium (IV) and Plutonium (VI) Extraction by 1-Hydroxy-6-N-octylcarboxamide-2 (1H)-pyridinone
Nayak DEVELOPMENT OF A SINGLE-CYCLE APPROACH FOR MINOR ACTINIDE PARTITIONING
Todd et al. Advanced technologies for the simultaneous separation of cesium and strontium from spent nuclear fuel
Horwitz et al. Combined TRUEX-SREX extraction/recovery process
Modolo et al. Recent developments in the ALINA process for An (III)/Ln (III) group separation during the partitioning of minor actinides
Kaufholz The selective separation of Am (III) from highly radioactive PUREX raffinate
Horwitz et al. Solvent extraction in the treatment of acidic high-level liquid waste: where do we stand?

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QA4A Patent open for licensing
HE4A Notice of change of address of a patent owner
PD4A Correction of name of patent owner