RU2322714C1 - Metal separation method - Google Patents
Metal separation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2322714C1 RU2322714C1 RU2006126951/06A RU2006126951A RU2322714C1 RU 2322714 C1 RU2322714 C1 RU 2322714C1 RU 2006126951/06 A RU2006126951/06 A RU 2006126951/06A RU 2006126951 A RU2006126951 A RU 2006126951A RU 2322714 C1 RU2322714 C1 RU 2322714C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- supercritical fluid
- cell
- liquefied gas
- extractant
- Prior art date
Links
Landscapes
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области экстракционного выделения металлов и может быть использовано при дезактивации и переработке радиоактивных отходов методом экстракции в сверхкритических или сжиженных газах.The invention relates to the field of extraction of metal and can be used in the decontamination and processing of radioactive waste by extraction in supercritical or liquefied gases.
Известны способы сверхкритической экстракции металлов:Known methods for supercritical metal extraction:
Wai, C.M.; Smart N.G.; Phelps, С. US Patent 5606724 А. Опубл. 25 февраля 1997;Wai, C.M .; Smart N.G .; Phelps, S. US Patent 5606724 A. Publ. February 25, 1997;
Beckman, E. J.; Russel A. J. US Patent 5641887 А. Опубл. 24 июня 1997;Beckman, E. J .; Russel A. J. US Patent 5641887 A. Publ. June 24, 1997;
Wai, C.M. Patent PCT International; WO 9533541A1. Опубл. 14 декабря 1995. позволяющие проводить сверхкритическую экстракцию таких металлов, как уран, редкоземельные элементы, а также железо, ртуть и кобальт. Согласно предлагаемым способам в сверхкритической флюидной экстракции применяется, как правило, обработка матрицы, содержащей металл, раствором экстрагента в сверхкритическом флюиде (статическая экстракция). Далее осуществляется прокачка через матрицу раствора комплексона (динамическая экстракция) и сбор полученного сольвата в какую-либо жидкость или выделение комплекса металл-лиганд в отдельную фазу при уменьшении растворимости сольвата за счет понижения давления. В качестве экстрагентов использовались различные органические соединения, наилучшие результаты наблюдались для фторированых β-дикетонов.Wai, C.M. Patent PCT International; WO 9533541A1. Publ. December 14, 1995. allowing supercritical extraction of metals such as uranium, rare earth elements, as well as iron, mercury and cobalt. According to the proposed methods in supercritical fluid extraction, as a rule, a matrix containing a metal is treated with a solution of the extractant in a supercritical fluid (static extraction). Next, the complexon solution is pumped through the matrix (dynamic extraction) and the resulting solvate is collected in any liquid or the metal-ligand complex is separated into a separate phase with a decrease in solvation of the solvate due to a decrease in pressure. Various organic compounds were used as extractants; the best results were observed for fluorinated β-diketones.
Общим недостатком способов-аналогов является то, что экстракция проводится однократно, а комплекс металл-лиганд собирается в отдельную фазу и не пригоден для использования без обратного процесса разделения (регенерации) металла и экстрагента. Перед повторньм использованием необходимо вновь растворить регенерированный экстрагент в сверхкритическом флюиде. Таким образом, регенерация увеличивает длительность и энергоемкость такого способа выделения металлов. При этом процессе образуется дополнительное количество жидких радиоактивных или химических отходов.A common disadvantage of the analogue methods is that the extraction is carried out once, and the metal-ligand complex is collected in a separate phase and is not suitable for use without the reverse process of separation (regeneration) of the metal and extractant. Before reuse, it is necessary to re-dissolve the regenerated extractant in a supercritical fluid. Thus, regeneration increases the duration and energy intensity of such a method of metal extraction. This process produces an additional amount of liquid radioactive or chemical waste.
Известен способ сверхкритической флюидной экстракции, включающий регенерацию экстрагента (C.Kersh, G.J.Witkamp, G.F.Woerlee// Solv. Extr. & Ion Exch., т.23, с.189-212, 2005), выбранный нами в качестве прототипа. По этому способу экстрагируют металлы (Со, Cu, Zn) растворами экстрагентов (гексафторацетилацетон - трибутилфосфат) в сверхкритическом диоксиде углерода и проводят реэкстракцию металлов с одновременной регенерацией экстрагента обработкой азотной кислотой. Однако следует отметить, что для осуществления эффективной регенерации экстрагентов требуется значительные объемы азотной кислоты. Это означает, что в случае реализации данной технологии в промышленных масштабах при экстракции радионуклидов, неизбежно будет образовываться значительное количество жидких радиоактивных азотнокислых отходов.A known method of supercritical fluid extraction, including the regeneration of the extractant (C. Kersh, G.J. Witkamp, G.F. Woerlee // Solv. Extr. & Ion Exch., T.23, S. 189-212, 2005), we selected as a prototype. Using this method, metals (Co, Cu, Zn) are extracted with solutions of extractants (hexafluoroacetylacetone - tributyl phosphate) in supercritical carbon dioxide and metals are reextracted with simultaneous regeneration of the extractant by treatment with nitric acid. However, it should be noted that for the effective regeneration of extractants significant volumes of nitric acid are required. This means that if this technology is implemented on an industrial scale during the extraction of radionuclides, a significant amount of liquid radioactive nitric acid wastes will inevitably be generated.
Задачей предлагаемого изобретения является получение твердых продуктов после регенерации экстрагентов в процессе экстракции различных металлов в среде сверхкритического флюида или сжиженного газа и повышение эффективности экстракции путем регенерации раствора экстрагента в сверхкритическом флюиде или сжиженном газе.The objective of the invention is to obtain solid products after the regeneration of extractants in the process of extraction of various metals in a medium of supercritical fluid or liquefied gas and increasing the efficiency of extraction by regenerating a solution of extractant in a supercritical fluid or liquefied gas.
Поставленная задача решается за счет того, что при выделении металлов в сжиженных газах или сверхкритических средах, включающем экстракцию металла раствором экстрагента в сверхкритическом флюиде или сжиженном газе, после экстракции сверхкритический флюид или сжиженный газ, содержащий комплекс металла, пропускают через реэкстрагирующую систему, содержащую твердый реэкстрагент, после чего сверхкритический флюид или сжиженный газ, содержащий регенерированный экстрагент, повторно используют для экстракции. Таким образом, в результате реэкстракции происходит регенерация экстрагента. При этом в качестве твердого реэкстрагента используют сульфокатионит - ионообменную смолу, содержащую группы SO3Н, такие как Dowex8-50, КУ2*8, а также щавелевая кислота, карбонат аммония, оксалат аммония; в качестве сверхкритического флюида или сжиженного газа используют углекислый газ или фреон, например фреон-125; фреон 22, фреон 134, фреон 134а, а в качестве экстрагента используют полифтордикетоны или нейтральные фосфорорганические соединения.The problem is solved due to the fact that during the extraction of metals in liquefied gases or supercritical media, including metal extraction with a solution of an extractant in a supercritical fluid or liquefied gas, after extraction, a supercritical fluid or liquefied gas containing a metal complex is passed through a stripping system containing a solid stripping agent after which the supercritical fluid or liquefied gas containing the regenerated extractant is reused for extraction. Thus, as a result of reextraction, regeneration of the extractant occurs. At the same time, sulfocationic ion exchange resin containing SO 3 H groups, such as Dowex8-50, KU2 * 8, as well as oxalic acid, ammonium carbonate, ammonium oxalate is used as a solid reextracting agent; carbon dioxide or freon, for example freon-125, is used as a supercritical fluid or liquefied gas; Freon 22, Freon 134, Freon 134a, and polyfluorodiketones or neutral organophosphorus compounds are used as an extractant.
Сущность изобретения заключается в обработке материала, содержащего металл (например, соли, окислы или поверхности нержавеющей стали, загрязненной радионуклидами) раствором экстрагента в сверхкритическом флюиде или сжиженном газе. При этом металл экстрагируется в органическую фазу. В качестве экстрагентов возможно использование полифтордикетонов, нейтральных фосфорорганических соединений (триалкилфосфаты, триалкилфосфиноксиды, карбамоилфосфиноксиды, карбамоилфосфонаты), органических кислот (карбоновых, фторкарбоновых, фосфорорганических, фторалкилфосфорорганических). В качестве сверхкритического флюида или сжиженного газа может использоваться диоксид углерода. Однако возможно использование и других растворителей, например таких, как фреоны. После экстрагирования металлов сверхкритический флюид или сжиженный газ, содержащий комплекс металла, пропускают через твердый реэкстрагент (сульфокатионит КУ2*8, карбонат аммония, оксалат аммония, щавелевую кислоту). Металл, содержащийся в фазе растворителя, переходит на смолу или в твердую фазу. Экстрагент в результате освобождается от металла и пригоден к повторному использованию. Далее он может быть направлен на очередную экстракцию.The essence of the invention consists in processing a material containing metal (for example, salts, oxides or surfaces of stainless steel contaminated with radionuclides) with a solution of an extractant in a supercritical fluid or liquefied gas. In this case, the metal is extracted into the organic phase. As extractants, it is possible to use polyfluorodiketones, neutral organophosphorus compounds (trialkylphosphates, trialkylphosphine oxides, carbamoylphosphine oxides, carbamoylphosphonates), organic acids (carboxylic, fluorocarboxylic, organophosphorus, organofluorophosphorus). Carbon dioxide may be used as the supercritical fluid or liquefied gas. However, you can use other solvents, such as freons. After the extraction of metals, a supercritical fluid or liquefied gas containing a metal complex is passed through a solid stripping agent (sulfonic cation exchanger KU2 * 8, ammonium carbonate, ammonium oxalate, oxalic acid). The metal contained in the solvent phase is transferred to the resin or to the solid phase. As a result, the extractant is freed from metal and is suitable for reuse. Further, it can be directed to the next extraction.
Следовательно, достигается эффективность экстракции металлов гораздо выше, чем по способам-аналогам или прототипу, за счет возможности осуществления многократной экстракции после регенерации экстрагента. В случае реэкстракции урана с помощью щавелевой кислоты, или карбоната аммония, или оксалата аммония происходит безводная реэкстракция, что резко уменьшает количество жидких отходов.Therefore, the efficiency of metal extraction is achieved much higher than by analogue methods or the prototype, due to the possibility of multiple extraction after regeneration of the extractant. In the case of uranium reextraction with oxalic acid, or ammonium carbonate, or ammonium oxalate, anhydrous re-extraction occurs, which dramatically reduces the amount of liquid waste.
Следующие примеры иллюстрируют возможности и границы применения способа.The following examples illustrate the scope and application of the method.
Пример 1Example 1
Навеска уранилнитрата массой 1 г с кислотностью исходного плава 3 М помещалась в ячейку объемом 3,47 мл. Во вторую ячейку того же объема помещали дигидрат щавелевой кислоты массой 2 г, а в барботер объемом 30 мл вносили трибутилфосфат (ТБФ) в количестве 3,8 мл. Далее в систему нагнетали диоксид углерода до давления 300 атм при температуре 60°С. После чего диоксид углерода в количестве 15 ячеечных объемов пропускали сначала через барботер, где диоксид углерода насыщался трибутилфосфатом, далее через ячейку с навеской уранилнитрата, где происходила экстракция урана, извлечение при этом составило 90%, а затем через ячейку с твердой кислотой, где происходила сорбция металла. При этом 80% растворенного в диоксиде углерода урана переходило в твердую фазу дигидрата щавелевой кислоты.A sample of uranyl nitrate weighing 1 g with an acidity of the initial melt of 3 M was placed in a cell with a volume of 3.47 ml. In a second cell of the same volume, 2 g of oxalic acid dihydrate was placed, and 3.8 ml of tributyl phosphate (TBP) was added to a 30 ml bubbler. Next, carbon dioxide was injected into the system to a pressure of 300 atm at a temperature of 60 ° C. After that, carbon dioxide in an amount of 15 cell volumes was first passed through a bubbler, where carbon dioxide was saturated with tributyl phosphate, then through a cell with a portion of uranyl nitrate, where uranium was extracted, the extraction was 90%, and then through a cell with solid acid, where sorption took place metal. In this case, 80% of the uranium dissolved in carbon dioxide passed into the solid phase of oxalic acid dihydrate.
Пример 2Example 2
Навеска уранилнитрата массой 1 г с кислотностью исходного плава 3 М помещалась в ячейку объемом 3,47 мл. Во вторую ячейку того же объема помещали гидрокарбонат аммония массой 2 г, а в барботер объемом 30 мл вносили ТБФ в количестве 1,9 мл и гексахлорбутандиен (ГХБД) в количестве 1,9 мл. Далее в систему нагнетали диоксид углерода до давления 300 атм при температуре 60°С. После чего диоксид углерода в количестве 15 ячеечных объемов пропускали сначала через барботер, где он насыщался трибутилфосфатом, далее через ячейку с навеской уранилнитрата, где происходила экстракция урана, извлечение при этом составило 90%, а затем через ячейку с твердым сорбентом. При этом более 99% растворенного в диоксиде углерода урана переходило в твердую фазу гидрокарбоната аммония.A sample of uranyl nitrate weighing 1 g with an acidity of the initial melt of 3 M was placed in a cell with a volume of 3.47 ml. Ammonium hydrogen carbonate weighing 2 g was placed in the second cell of the same volume, and TBP in the amount of 1.9 ml and hexachlorobutanediene (HCBD) in the amount of 1.9 ml were added to the 30 ml bubbler. Next, carbon dioxide was injected into the system to a pressure of 300 atm at a temperature of 60 ° C. After that, carbon dioxide in the amount of 15 cell volumes was first passed through a bubbler, where it was saturated with tributyl phosphate, then through a cell with a portion of uranyl nitrate, where uranium was extracted, the extraction was 90%, and then through a cell with a solid sorbent. Moreover, more than 99% of the uranium dissolved in carbon dioxide passed into the solid phase of ammonium bicarbonate.
Пример 3Example 3
Навеска уранилнитрата массой 1 г с кислотностью исходного плава 3 М помещалась в ячейку объемом 3,47 мл. Во вторую ячейку того же объема помещали моногидрат оксалата аммония массой 2 г, а в барботер объемом 30 мл вносили ТБФ в количестве 3,8 мл. Далее в систему нагнетали диоксид углерода до давления 70 атм при температуре 25°С. После чего диоксид углерода в количестве 15 ячеечных объемов пропускали сначала через барботер, где он насыщался трибутилфосфатом, далее через ячейку с навеской уранилнитрата, где происходила экстракция урана, извлечение при этом составило 90%, а затем через ячейку с твердым сорбентом. При этом более 98% растворенного в диоксиде углерода урана переходило в твердую фазу моногидрата оксалата аммония,A sample of uranyl nitrate weighing 1 g with an acidity of the initial melt of 3 M was placed in a cell with a volume of 3.47 ml. Ammonium oxalate monohydrate weighing 2 g was placed in a second cell of the same volume, and 3.8 ml of TBP was added to a 30 ml bubbler. Next, carbon dioxide was injected into the system to a pressure of 70 atm at a temperature of 25 ° C. After that, carbon dioxide in the amount of 15 cell volumes was first passed through a bubbler, where it was saturated with tributyl phosphate, then through a cell with a portion of uranyl nitrate, where uranium was extracted, the extraction was 90%, and then through a cell with a solid sorbent. Moreover, more than 98% of the uranium dissolved in carbon dioxide passed into the solid phase of ammonium oxalate monohydrate,
Пример 4Example 4
Образцы нержавеющей стали, загрязненные нитратом америция, со степенью загрязнения 3·10-11 М по Am на 1 образец, помещались в ячейку объемом 3,47 мл. Туда же вносился дезактивирующий состав, включающий: гексафторацетилацетон (ГФА) 3,2·10-4 М, ТБФ 1,0·10-4 M, вода 1,0·10-7 M. Во вторую ячейку того же объема помещали смолу КУ2·8 массой 2 г. Далее в систему нагнетали диоксид углерода до давления 70 атм при температуре 25°С. После чего диоксид углерода в количестве 10 ячеечных объемов пропускали сначала через ячейку с образцом и реагентами, где происходила экстракция америция, извлечение при этом составило 63%, а затем через ячейку со смолой КУ2·8, где происходила сорбция растворенного в CO2 америция. При этом более 99% растворенного в диоксиде углерода америция переходило в твердую фазу КУ2·8.Samples of stainless steel contaminated with americium nitrate, with a degree of pollution of 3 · 10 -11 M Am per 1 sample, were placed in a cell with a volume of 3.47 ml. A deactivating composition was introduced there, including: hexafluoroacetylacetone (HFA) 3.2 · 10 -4 M, TBP 1.0 · 10 -4 M, water 1.0 · 10 -7 M. In the second cell of the same volume, KU2 resin was placed · 8 weighing 2 g. Next, carbon dioxide was injected into the system to a pressure of 70 atm at a temperature of 25 ° C. After that, carbon dioxide in the amount of 10 cell volumes was first passed through the cell with the sample and reagents, where the extraction of americium occurred, the extraction was 63%, and then through the cell with the resin KU2 · 8, where the sorption of americium dissolved in CO 2 took place. Moreover, more than 99% of americium dissolved in carbon dioxide passed into the solid phase KU2 · 8.
Пример 5Example 5
Образцы нержавеющей стали, загрязненные нитратами америция и цезия, со степенью загрязнения 3·10-11 М по Am и 3·10-12 М по Cs на 1 образец, помещались в ячейку объемом 3,47 мл. Туда же вносился дезактивирующий состав, включающий: диоктафторамилфосфорная кислота (ноФАФ) 8·10-5 М, октанол 1,8·10-4 М, ТБФ 1,0·10-4 M, вода 1,0·10-7 M. Во вторую ячейку того же объема помещали смолу КУ2·8 массой 2 г. Далее в систему нагнетали диоксид углерода до давления 70 атм при температуре 25°С. После чего диоксид углерода в количестве 10 ячеечных объемов пропускали сначала через ячейку с образцом и реагентами, где происходила экстракция америция и цезия, извлечение америция при этом составило 75%, а извлечение цезия 92%, а затем через ячейку со смолой КУ2·8, где происходила сорбция радионуклидов. При этом более 95% америция и 96% цезия, растворенных в диоксиде углерода, переходили в твердую фазу КУ2·8.Stainless steel samples contaminated with americium and cesium nitrates, with a degree of pollution of 3 · 10 -11 M in Am and 3 · 10 -12 M in Cs per 1 sample, were placed in a cell with a volume of 3.47 ml. A deactivating composition was introduced there, including: dioctafluoroamylphosphoric acid (noFAF) 8 · 10 -5 M, octanol 1.8 · 10 -4 M, TBP 1.0 · 10 -4 M, water 1.0 · 10 -7 M. KU2 · 8 resin weighing 2 g was placed in a second cell of the same volume. Next, carbon dioxide was injected into the system to a pressure of 70 atm at a temperature of 25 ° C. After that, carbon dioxide in the amount of 10 cell volumes was first passed through the cell with the sample and reagents, where the extraction of americium and cesium took place, the extraction of americium was 75%, and the extraction of cesium was 92%, and then through the cell with KU2 · 8 resin, where sorption of radionuclides occurred. Moreover, more than 95% americium and 96% cesium dissolved in carbon dioxide passed into the solid phase KU2 · 8.
Пример 6Example 6
Образцы нержавеющей стали, загрязненные нитратами америция, со степенью загрязнения 3·10-11 М по Am на 1 образец, помещались в ячейку объемом 3,47 мл. Туда же вносился дезактивирующий состав, включающий: ГФА 3,2·10-4 М, ТБФ 1,0·10-4 М, вода 1,0·10-7 M. Во вторую ячейку того же объема помещали смолу КУ2·8 массой 2 г. А в третью ячейку того же объема помещался дополнительный образец, со степенью загрязнения 3·10-11 М по Am на 1 образец. Далее в систему нагнетали диоксид углерода до давления 70 атм при температуре 25°С. После чего диоксид углерода в количестве 10 ячеечных объемов пропускали сначала через ячейку с образцом и реагентами, где проходила экстракция америция, извлечение америция составило 91%, а затем через ячейку со смолой КУ2·8, где происходила регенерация комплексонов путем сорбции америция. При этом более 98% америция, растворенного в диоксиде углерода, переходило в твердую фазу КУ2·8. И следующим этапом через ячейку со вторым образцом для дезактивации регенерированным дезактивирующим составом. Извлечение америция с использованием регенерированного дезактивирующего состава в данном случае составило 75%.Samples of stainless steel contaminated with americium nitrates, with a degree of pollution of 3 · 10 -11 M Am per 1 sample, were placed in a cell with a volume of 3.47 ml. There also was introduced decontamination composition comprising: HFA 3.2 × 10 -4 M TBP 1.0 × 10 -4 M, 1.0 * water 10 -7 M. In the second cell of the same volume of resin is placed KU2 · 8 weight 2 g. And an additional sample was placed in the third cell of the same volume, with a degree of pollution of 3 · 10 -11 M in Am per 1 sample. Next, carbon dioxide was injected into the system to a pressure of 70 atm at a temperature of 25 ° C. After that, carbon dioxide in the amount of 10 cell volumes was first passed through the cell with the sample and reagents, where the extraction of americium was carried out, the extraction of americium was 91%, and then through the cell with the resin KU2 · 8, where the complexones were regenerated by sorption of americium. Moreover, more than 98% of americium dissolved in carbon dioxide passed into the solid phase KU2 · 8. And the next step is through a cell with a second sample for decontamination by a regenerated decontamination composition. The recovery of americium using the regenerated deactivating composition in this case was 75%.
Пример 7Example 7
Образцы нержавеющей стали, загрязненные нитратами америция и цезия, со степенью загрязнения 3·10-11 М по Am и 3·10-12 М по Cs соответственно на 1 образец, помещались в ячейку объемом 3,47 мл. Туда же вносился дезактивирующий состав, включающий: ноФАФ 8·10-5 M, октанол 1,8·10-4 М, ТБФ 1,0·10-4 M, вода 1,0·10-7 M. Во вторую ячейку того же объема помещали дигидрат щавелевой кислоты массой 2 г. А в третью ячейку того же объема, помещался дополнительный образец, со степенью загрязнения 3·10-11 М по Am и 3·10-12 М по Cs, на 1 образец. Далее в систему нагнетали диоксид углерода до давления 70 атм при температуре 25°С. После чего диоксид углерода в количестве 10 ячеечных объемов пропускали сначала через ячейку с образцом и реагентами, где проходила экстракция америция и цезия. Извлечение америция при этом составило 93%, а извлечение цезия 88%. Далее через ячейку с твердой кислотой, где происходила регенерация дезактивирующего состава. При этом более 98% америция и 92% цезия, растворенных в диоксиде углерода, переходили в твердую фазу дигидрата щавелевой кислоты. И следующим этапом через ячейку со вторым образцом для дезактивации регенерированным дезактивирующим составом. Извлечение америция в данном случае составило 50%, извлечение цезия составило 54%.Stainless steel samples contaminated with americium and cesium nitrates, with a degree of pollution of 3 · 10 -11 M in Am and 3 · 10 -12 M in Cs, respectively per 1 sample, were placed in a cell with a volume of 3.47 ml. A deactivating composition was introduced there, including: noPAF 8 · 10 -5 M, octanol 1.8 · 10 -4 M, TBP 1.0 · 10 -4 M, water 1.0 · 10 -7 M. In the second cell of of the same volume, oxalic acid dihydrate was placed weighing 2 g. And in a third cell of the same volume, an additional sample was placed, with a degree of contamination of 3 · 10 -11 M in Am and 3 · 10 -12 M in Cs, per 1 sample. Next, carbon dioxide was injected into the system to a pressure of 70 atm at a temperature of 25 ° C. After that, carbon dioxide in the amount of 10 cell volumes was first passed through the cell with the sample and reagents, where the extraction of americium and cesium took place. The recovery of americium was 93%, and the extraction of cesium 88%. Then through the cell with solid acid, where the regeneration of the deactivating composition took place. Moreover, more than 98% americium and 92% cesium dissolved in carbon dioxide passed into the solid phase of oxalic acid dihydrate. And the next step is through a cell with a second sample for decontamination by a regenerated decontamination composition. The recovery of americium in this case was 50%, the extraction of cesium was 54%.
Пример 8 (использование фреонов в качестве растворителя)Example 8 (the use of freons as a solvent)
В ячейку объемом 3,47 мл помещали навеску порошка UO2, а в барботер вносили аддукт ТБФ - азотная кислота, затем ячейку и барботер герметизировали и термостатировали при температуре 20°С. Далее с помощью шприцевого насоса высокого давления нагнетали в барботер, а затем в ячейку фреон-22 до давления 12 атм и выдерживали систему в заданных условиях в течение 20 минут. Затем прокачивали через барботер и ячейку 50 мл фреона-22, при том же давлении (12 атм) со средней скоростью примерно 1 мл/мин. Экстракт собирали в этанол через капиллярный рестриктор диаметром 35 мкм. Извлечение урана при этом составило 22%.A sample of UO 2 powder was placed in a 3.47 ml volume cell, and TBP adduct, nitric acid, was introduced into the bubbler, then the cell and bubbler were sealed and thermostated at a temperature of 20 ° С. Then, using a high pressure syringe pump, they were injected into a bubbler, and then into a Freon-22 cell to a pressure of 12 atm, and the system was kept under specified conditions for 20 minutes. Then, 50 ml of Freon-22 were pumped through a bubbler and a cell at the same pressure (12 atm) at an average rate of about 1 ml / min. The extract was collected in ethanol through a capillary restrictor with a diameter of 35 μm. The extraction of uranium in this case amounted to 22%.
Пример 9 (способ, осуществляемый в прототипе)Example 9 (method carried out in the prototype)
В экстракционную ячейку помещали комплексные соединения ацетилацетона с никелем, кобальтом, медью и цинком общей массой 3 г. Далее в рабочую область установки нагнетали СО2 до давления 160 атм при температуре 40°С и устанавливали расход 2,43-12,1 кг/ч. Растворенные таким образом в СО2 комплексы металлов из экстракционной ячейки подавались в противоточную реэкстракционную колонку. Реэкстракцию металлов осуществляли с использованием азотной кислоты, расход азотной кислоты поддерживался в пределах 3,3-12,1 кг/ч. Кислота после процесса реэкстракции, содержащая соли металлов, собиралась в отдельную емкость и анализировалась на содержание металлов. Диоксид углерода, содержащий регенерированный ацетилацетон и некоторое количество комплексов металлов, после реэкстракционной колонки подавался в разделительную колонку. Очищенный в разделительной колонке CO2 за счет снижения его растворяющей способности путем понижения давления далее собирался в накопительной колонке для повторного использования.The extraction cell was placed acetylacetone complex compounds of nickel, cobalt, copper and zinc, the total weight of 3 Further, the workspace installation injected CO 2 to 160 atm pressure at the temperature of 40 ° C and flow was set 2,43-12,1 kg / h . The metal complexes thus dissolved in CO 2 from the extraction cell were fed into a countercurrent re-extraction column. The metals were reextracted using nitric acid; the nitric acid flow rate was maintained in the range of 3.3–12.1 kg / h. Acid after the re-extraction process, containing metal salts, was collected in a separate container and analyzed for metal content. Carbon dioxide, containing regenerated acetylacetone and a certain amount of metal complexes, was fed to a separation column after a stripping column. Purified in the separation column CO 2 by reducing its dissolving ability by lowering the pressure was then collected in the storage column for reuse.
Таким образом, приведенные данные свидетельствуют, что растворы экстрагентов могут быть регенерированы с помощью твердых реэкстрагентов: ионообменных смол, содержащих сульфогруппы, или щавелевой кислотой, или карбонатом аммония, или оксалатом аммония. Регенерированные растворы экстрагентов сохраняют свои свойства для экстракции, в связи с чем предлагаемый способ позволяет проводить многократную экстракцию одним и тем же количеством экстрагента путем регенерации экстрагента без снижения давления.Thus, the data presented indicate that extractant solutions can be regenerated using solid stripping agents: ion exchange resins containing sulfo groups, or oxalic acid, or ammonium carbonate, or ammonium oxalate. Regenerated solutions of extractants retain their properties for extraction, and therefore, the proposed method allows multiple extraction with the same amount of extractant by regeneration of the extractant without pressure reduction.
Следовательно, предложенный способ открывает возможность многократной экстракции, что повышает эффективность экстракции.Therefore, the proposed method opens up the possibility of multiple extraction, which increases the efficiency of extraction.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006126951/06A RU2322714C1 (en) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Metal separation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006126951/06A RU2322714C1 (en) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Metal separation method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2322714C1 true RU2322714C1 (en) | 2008-04-20 |
Family
ID=39454114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006126951/06A RU2322714C1 (en) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Metal separation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2322714C1 (en) |
-
2006
- 2006-07-24 RU RU2006126951/06A patent/RU2322714C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5322644A (en) | Process for decontamination of radioactive materials | |
| Zakrzewska-Trznadel | Advances in membrane technologies for the treatment of liquid radioactive waste | |
| Paiva et al. | Recent advances on the chemistry of solvent extraction applied to the reprocessing of spent nuclear fuels and radioactive wastes | |
| Choppin et al. | Radionuclide separations in radioactive waste disposal | |
| US6843921B2 (en) | Method of separation and recovery of elements from radioactive liquid wastes | |
| Toews et al. | Complexation and transport of uranyl nitrate in supercritical carbon dioxide with organophosphorus reagents | |
| Todd et al. | Cesium and strontium separation technologies literature review | |
| Rathore et al. | Membrane assisted liquid extraction of actinides and remediation of nuclear waste: a review | |
| KR980701128A (en) | Process for Decontaminating Radioactive Materials | |
| Gasser et al. | Sustainability of solvent extraction techniques in pollution prevention and control | |
| JP4669516B2 (en) | Extractant containing crown ether, use and regeneration method thereof, and extraction method of radionuclide | |
| Samsonov et al. | Supercritical fluid extraction in modern radiochemistry | |
| RU2322714C1 (en) | Metal separation method | |
| RU2366012C2 (en) | Method of irradiated nuclear fuel treatment | |
| JPH0631803B2 (en) | A method for recovering the valuable material uranium in an extractive reprocessing process for spent nuclear fuel | |
| Van Hecke et al. | Research on advanced aqueous reprocessing of spent nuclear fuel: literature study | |
| JP2813551B2 (en) | Extraction and separation of metal elements using supercritical fluid as medium | |
| JP3145889B2 (en) | Sequential separation of uranium and rare earth elements using supercritical fluid as extraction medium | |
| RU2274486C2 (en) | Metal extraction process | |
| KR102068696B1 (en) | Extraction methods of cesium and strontium by phase separation of 3 components and extraction apparatus used therefor | |
| Hall et al. | Solvent extraction in the nuclear fuel cycle | |
| El-Maghrabey et al. | Green solvents for radionuclides extraction | |
| Myasoedov et al. | Russia and Eastern Europe | |
| Ochieng et al. | Prospects of functionalized porous materials towards extraction of spent nuclear fuel radionuclides | |
| Holmes et al. | Europe and United Kingdom |