RU2329554C2 - Способ окислительного разрушения солей аммония - Google Patents
Способ окислительного разрушения солей аммония Download PDFInfo
- Publication number
- RU2329554C2 RU2329554C2 RU2006125653/06A RU2006125653A RU2329554C2 RU 2329554 C2 RU2329554 C2 RU 2329554C2 RU 2006125653/06 A RU2006125653/06 A RU 2006125653/06A RU 2006125653 A RU2006125653 A RU 2006125653A RU 2329554 C2 RU2329554 C2 RU 2329554C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- nitric acid
- ammonium salts
- formaldehyde
- mol
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области переработки растворов (в том числе радиоактивных растворов, образующихся при производстве и переработке ядерного топлива), содержащих соли аммония, и может быть использовано в радиохимической промышленности. Предлагается разрушать нитрат аммония при использовании формальдегида в качестве индуктора реакции окисления. Изобретение позволяет проводить реакцию окисления гомогенно и практически без индукционного периода, существенно ускоряет процесс разрушения аммонийных солей, уменьшает расход индуктора, увеличивает диапазоны концентрации азотной кислоты и температуры. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области переработки растворов (в том числе радиоактивных растворов, образующихся при производстве и переработке ядерного топлива), содержащих соли аммония, и может быть использовано в радиохимической промышленности.
Известен способ окислительного разрушения солей аммония в кислых средах с использованием бессолевых реагентов при непосредственном окислении солей аммония азотистой кислотой или оксидами азота [Некрасов Б.В. Курс общей химии. - М.: Госхимиздат. - 1960. - С.337, 347]. Недостатками этого метода являются высокий удельный расход оксидов азота и низкая полнота разложения аммония, которая не превышает 80-85%.
Известен окислительный способ разрушения солей аммония в азотной кислоте при добавлении индуктора - муравьиной кислоты [Ананьев А.В., Тананаев И.Г., Шилов В.П. Разложение нитрата аммония в процессах гомогенной и каталитической денитрации. // Радиохимия, 2005. - Том 47, вып.2. - С.140-144], выбранный в качестве прототипа и включающий следующие стадии:
доводка раствора, содержащего аммоний, до концентрации азотной кислоты от 4,0 до 5,4 моль/л и нагрев полученного исходного раствора до температуры от 80 до 100°С;
смешение исходного раствора с муравьиной кислотой в реакционной емкости и инициирование реакции окисления (индукционный период реакции составляет от 3 до 60 мин);
окисление иона аммония азотной кислотой во время выдержки исходного раствора в реакционной емкости при температуре 80°С и выше при дозировке муравьиной кислоты.
По данному способу максимальный, близкий к 100% выход разрушения нитрата аммония происходит за 4 ч при использовании муравьиной кислоты с концентрацией 8 моль/л.
Недостатками данного способа является следующее:
продолжительный индукционный период реакции, который может создать взрывоопасную ситуацию (для уменьшения индукционного периода реакции может быть использован платиновый катализатор, использование которого не влияет на продолжительность процесса разрушения);
высокий расход реагентов (на разрушение одного моля иона аммония расходуется 5,6 моля НСООН и 3,3 моля HNO3);
большая продолжительность процесса;
узкие диапазоны кислотности и температуры;
проведению процесса препятствует наличие в растворе незначительных количеств других азотсодержащих соединений, таких как гидразин, мочевина и ацетамид (независимо от последовательности введения индуктора).
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании такого способа разрушения солей аммония, который позволяет проводить процесс без продолжительного индукционного периода, при небольших расходах реагентов и за непродолжительный период времени, в широких диапазонах концентрации азотной кислоты и температуры, при наличии значительных количеств азотсодержащих и остаточных количеств органических соединений.
Решение поставленной задачи достигается тем, что при разрушении нитрата аммония в качестве индуктора реакции окисления используют формальдегид (муравьиный альдегид, метанал, НСНО), что позволяет:
снизить индукционный период реакции до нескольких секунд (без использования платинового катализатора),
снизить расход реагентов (на разрушение одного моля иона аммония расходуется до 0,7 моль НСНО) и продолжительность процесса (до одного часа),
перерабатывать растворы нитрата аммония при концентрации азотной кислоты от 2 до 10 моль/л и при температуре от 60°С до температуры кипения азотнокислого раствора,
проводить процесс при наличии в исходном растворе значительных количеств азотсодержащих и остаточных количеств органических соединений.
Поставленная задача осуществляется по следующей схеме:
перевод солей аммония, при необходимости, в кислую нитратную форму, доводка раствора до концентрации азотной кислоты от 2 до 10 моль/л и нагрев полученного исходного раствора до температуры 60°С и выше;
окисление иона аммония азотной кислотой при дозировке раствора формальдегида через образование промежуточного соединения гексаметилентетраамин (уротропин) во время выдержки исходного раствора в реакционной емкости в диапазоне температуры от 60°С до температуры кипения перерабатываемого азотнокислого раствора.
При наличии в исходном растворе значительных количеств других азотсодержащих соединений (например, до 10 г/л гидразина) в реакционной емкости сначала инициируют реакцию окисления формальдегида азотной кислотой (при дозировании формальдегида в нагретый раствор азотной кислоты; концентрация азотной кислоты от 2 до 10 моль/л, температура - 60°С и выше), а затем проводят разрушение нитрата аммония по вышеуказанной схеме.
Примеры осуществления способа
Пример 1
В реакционную емкость под зеркало исходного раствора, нагретого до температуры от 95°С до температуры кипения исходного раствора, содержащего от 2 до 10 моль/л азотной кислоты и до 160 г/л нитрата аммония, при перемешивании дозируется раствор формальдегида. Результаты экспериментов приведены в таблице 1. Полное разрушение иона аммония при концентрации HNO3 от 4 до 10 моль/л проходит примерно за один час. Концентрация азотной кислоты свыше 10 моль/л не допускается по требованиям взрывобезопасности (появляется риск окисления растворенных экстрагентов, разбавителей и продуктов их деструкции), а при концентрации кислоты ниже 2 моль/л процесс становится неэффективным.
| Таблица 1 | |||||
| Разрушение нитрата аммония при использовании формальдегида в растворах азотной кислоты. Температура процесса - от 95°С до температуры кипения раствора | |||||
| Время от начала опыта, мин | Суммарный объем введенного НСНО, мл | Концентрация NH4NO3 (г/л) при содержании HNO3 в исходном растворе, моль/л | |||
| 2,0 | 4,0 | 7,0 | 10,0 | ||
| 0 | 0 | 85 | 160,5 | 68,9 | 81,6 |
| 11 | 10 | 65 | 80,6 | 35,1 | 51,5 |
| 28 | 30 | 48 | 3,8 | 1,2 | 0,3 |
| 55 | 50 | 21 | 0,1 | 0,1 | 0 |
| 90 | 80 | 9 | - | - | - |
| 150 | 110 | 1 | - | - | - |
| Расход НСНО на разрушение NH4NO3, моль/моль | 2,2 | 0,7 | 0,8 | 0,7 | |
Пример 2
В реакционную емкость под зеркало исходного раствора, нагретого до температуры 60°С, содержащего 4 моль/л азотной кислоты и 160 г/л нитрата аммония, при перемешивании дозируется раствор формальдегида.
Полное разрушение иона аммония происходит за 3 ч при расходе 1,9 моль формальдегида на один моль нитрата аммония.
При проведении разрушения нитрата аммония при температуре ниже 60°С процесс становится неэффективным.
Пример 3
В реакционную емкость под зеркало исходного раствора, нагретого до температуры от 60°С до температуры кипения исходного раствора, содержащего от 2 до 10 моль/л азотной кислоты, до 160 г/л нитрата аммония и добавки органических веществ, при перемешивании дозируется раствор формальдегида.
По результатам экспериментов было получено, что при полном разрушении иона аммония (продолжительность процесса от 1 до 3 ч, расход формальдегида от 0,7 до 2,2 моль на один моль аммония) на эффективность процесса (скорость и глубина разрушения солей аммония) не влияет присутствие уксусной кислоты, ацетамида (до 100 г/л), растворенных экстрагентов и их разбавителей (до 1 г/л).
Пример 4
В реакционную емкость под зеркало раствора азотной кислоты с концентрацией 7 моль/л и температурой 95°С дозируется формальдегид. После начала реакции окисления формальдегида азотной кислотой в реакционную емкость начинают подавать нагретый до 95°С азотнокислый раствор, содержащий 158 г/л нитрата аммония и 10 г/л гидразиннитрата. Спустя 126 минут этот раствор прекращают подавать, а формальдегид продолжают дозировать до полного разрушения аммония. Результаты эксперимента представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | |||||
| Разрушение нитрата аммония при использовании формальдегида в растворах азотной кислоты, содержащих 10 г/л гидразиннитрата | |||||
| Длительность процесса, мин | 24 | 57 | 126 | 144 | 178 |
| Выход реакции разрушения NH4NO3, % | 14 | 29 | 73 | 80 | 99 |
Таким образом, использование формальдегида вместо муравьиной кислоты позволяет проводить реакцию окисления гомогенно и практически без индукционного периода, существенно ускоряет процесс разрушения аммонийных солей, уменьшает расход индуктора (который при этом дешевле), увеличивает диапазоны концентрации азотной кислоты и температуры, а также позволяет проводить процесс разрушения в присутствии значительных количеств азотсодержащих и остаточных количеств органических соединений.
Начало введения формальдегида в реакционную емкость может осуществляться как после, так и до подачи перерабатываемого раствора (в зависимости от состава этого раствора).
Claims (2)
1. Способ окислительного разрушения солей аммония, включающий доводку раствора по азотной кислоте, нагрев и смешение раствора с индуктором, отличающийся тем, что в качестве индуктора используется формальдегид.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят при концентрации азотной кислоты от 2 до 10 моль/л и при температуре раствора от 60°С до температуры кипения перерабатываемого раствора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006125653/06A RU2329554C2 (ru) | 2006-07-17 | 2006-07-17 | Способ окислительного разрушения солей аммония |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006125653/06A RU2329554C2 (ru) | 2006-07-17 | 2006-07-17 | Способ окислительного разрушения солей аммония |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006125653A RU2006125653A (ru) | 2008-01-27 |
| RU2329554C2 true RU2329554C2 (ru) | 2008-07-20 |
Family
ID=39109401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006125653/06A RU2329554C2 (ru) | 2006-07-17 | 2006-07-17 | Способ окислительного разрушения солей аммония |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2329554C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532396C1 (ru) * | 2013-07-02 | 2014-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ окислительного разрушения азотсодержащих соединений и фосфорсодержащих соединений |
| RU2596816C1 (ru) * | 2015-06-30 | 2016-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ концентрирования радиоактивных отходов |
| RU2776303C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2022-07-18 | Акционерное общество "Радиевый институт имени В.Г. Хлопина" (АО "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина") | Способ разрушения нитрата аммония |
-
2006
- 2006-07-17 RU RU2006125653/06A patent/RU2329554C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АНАНЬЕВ А.В. и др. Разложение нитрата аммония в процессах гомогенной и каталитической денитрации.: Радиохимия, 2005, т.47, вып.2, с.140-144. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532396C1 (ru) * | 2013-07-02 | 2014-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ окислительного разрушения азотсодержащих соединений и фосфорсодержащих соединений |
| RU2596816C1 (ru) * | 2015-06-30 | 2016-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ концентрирования радиоактивных отходов |
| RU2776303C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2022-07-18 | Акционерное общество "Радиевый институт имени В.Г. Хлопина" (АО "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина") | Способ разрушения нитрата аммония |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006125653A (ru) | 2008-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105152302B (zh) | 一种苯胺类有机废水的处理方法 | |
| RU2329554C2 (ru) | Способ окислительного разрушения солей аммония | |
| CN105540685B (zh) | 一种制备双碳酸氢根四氨合铂的方法 | |
| Mishra et al. | Development of a continuous homogeneous process for denitration by treatment with formaldehyde | |
| JPS61110100A (ja) | 原子炉構造部品の化学的汚染除去方法 | |
| KR930004320A (ko) | 가수분해형 불용성 타닌의 제조방법 및 그 불용성타닌에 의한 폐액처리방법 | |
| WO2018051376A1 (en) | Ozonization of waste water with high ammonium content improved by the presence of bromine ions | |
| RU2015157473A (ru) | Способ получения смешанных оксидов урана и плутония | |
| CA3204883C (en) | Flow synthesis of rdx | |
| Knuutila et al. | Decomposition of nitrosamines in aqueous monoethanolamine (MEA) and diethanolamine (DEA) solutions with UV-radiation | |
| RU2776303C1 (ru) | Способ разрушения нитрата аммония | |
| EP3245194B1 (en) | Process and contiuous flow system for prearing sodium 5-nitrotetrazole at a rate of at least 100 gram/hour and at a temperature of 10-30 °c | |
| US6383400B1 (en) | Method for reducing nitrate and/or nitric acid concentration in an aqueous solution | |
| Kubota | Decomposition of oxalic acid with nitric acid | |
| RU2446493C2 (ru) | Способ получения нитратов актинидов | |
| Ogata et al. | Kinetics of the nitric acid oxidation of nitrosophenol to nitrophenol | |
| JPS6320023A (ja) | 廃ガスから窒素酸化物を除去する方法 | |
| RU2532396C1 (ru) | Способ окислительного разрушения азотсодержащих соединений и фосфорсодержащих соединений | |
| Anbar et al. | The Isotopic Exchange of Oxygen between Iodate Ions and Water | |
| SU640023A1 (ru) | Способ термохимической обработки призабойной зоны пласта | |
| RU2607646C1 (ru) | Способ разложения нитрата аммония в технологических растворах радиохимического производства | |
| RU2027668C1 (ru) | Способ получения нитрата натрия | |
| US1975682A (en) | Process for manufacturing an explosive substance containing ammonium nitrate | |
| IL29743A (en) | Manufacture of composite ferrites | |
| Garnov et al. | Catalytic decomposition of organic anions in alkaline radioactive waste: 1. EDTA oxidation |