RU2489761C1 - Method of producing sodium-22 from proton-irradiated aluminium target - Google Patents

Method of producing sodium-22 from proton-irradiated aluminium target Download PDF

Info

Publication number
RU2489761C1
RU2489761C1 RU2012108022/07A RU2012108022A RU2489761C1 RU 2489761 C1 RU2489761 C1 RU 2489761C1 RU 2012108022/07 A RU2012108022/07 A RU 2012108022/07A RU 2012108022 A RU2012108022 A RU 2012108022A RU 2489761 C1 RU2489761 C1 RU 2489761C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sodium
aluminum
solution
ions
exchange resin
Prior art date
Application number
RU2012108022/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Нерозин
Степан Владимирович Хамьянов
Владимир Владимирович Шаповалов
Дмитрий Алексеевич Подсобляев
Олег Юрьевич Каюрин
Николай Антонович Ермолов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского"
Priority to RU2012108022/07A priority Critical patent/RU2489761C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489761C1 publication Critical patent/RU2489761C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of producing sodium-22 from a proton-irradiated aluminium target involves dissolving an irradiated aluminium target in concentrated hydrochloric acid, precipitating a portion of aluminium ions and heavy metal impurities from the solution of the aluminium target in form of oxide hydrates, sorbing aluminium and sodium-22 ions from the obtained solution on cation-exchange resin Dowex 50w and desorbing sodium-22 from the cation-exchange resin Dowex 50w.
EFFECT: invention simplifies the technique of extracting sodium-22.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиохимии и может быть использовано для получения натрия-22, применяемого для производства источников гамма и позитронного излучения.The invention relates to radiochemistry and can be used to produce sodium-22, used for the production of gamma and positron radiation sources.

Известен способ получения натрия-22 путем его отгонки из расплавленной облученной протонами алюминиевой мишени и последующего улавливания на холодной поверхности (Griffm H.C., Steiger Т.Д. «System for separating radioactiv Na from Al». US Patent 4894208).A known method of producing sodium-22 by distillation from a molten proton-irradiated aluminum target and subsequent capture on a cold surface (Griffm H.C., Steiger, etc. "System for separating radioactiv Na from Al". US Patent 4894208).

Недостатки известного способа: сложное аппаратурное оформление и потенциальная опасность возможного выброса радиоактивного натрия в окружающую воздушную среду.The disadvantages of this method: complex hardware design and the potential danger of a possible release of radioactive sodium into the surrounding air.

Наиболее близким по технической сущности заявленному способу является способ получения натрия-22 (Taylor W.A.; Heaton R.C. «Production of sodium-22 from proton irradiated alumunwn» US Patent 5487880).Closest to the technical nature of the claimed method is a method for producing sodium-22 (Taylor W.A .; Heaton R.C. "Production of sodium-22 from proton irradiated alumunwn" US Patent 5487880).

Известный способ включает растворение облученной протонами алюминиевой мишени, осаждение части ионов алюминия из раствора алюминиевой мишени, сорбцию ионов алюминия и натрия-22 из полученного раствора на катионообменной смоле и десорбцию натрия-22 с катионообменной смолы.The known method includes dissolving an aluminum target irradiated with protons, precipitating a portion of aluminum ions from an aluminum target solution, sorption of aluminum and sodium-22 ions from the resulting solution on a cation exchange resin, and desorption of sodium-22 from a cation exchange resin.

Недостатки известного способа:The disadvantages of this method:

- часть ионов алюминия осаждают из раствора алюминиевой мишени в виде хлорида алюминия, что требует многократного повторения этой операции;- part of the aluminum ions precipitated from a solution of an aluminum target in the form of aluminum chloride, which requires repeated repetition of this operation;

- раствор, полученный после осаждения части ионов алюминия, очищают от примесей меди и железа сорбцией на анионообменной смоле.- the solution obtained after the precipitation of part of the aluminum ions is purified from copper and iron impurities by sorption on anion exchange resin.

Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии выделения натрия-22.The technical result of the invention is to simplify the technology of the allocation of sodium-22.

Для достижения технического результата в способе получения натрия-22 из облученной протонами алюминиевой мишени, включающем растворение облученной алюминиевой мишени, осаждение части ионов алюминия и примесных тяжелых металлов из раствора алюминиевой мишени, сорбцию натрия-22 и остаточных ионов алюминия из полученного раствора на катионообменной смоле и десорбцию натрия-22 с катионообменной смолы, предлагается ионы алюминия и примесных тяжелых металлов осаждать из раствора алюминиевой мишени в виде гидрата окиси алюминия и гидратов окислов тяжелых металлов.To achieve a technical result in a method for producing sodium-22 from an aluminum target irradiated with protons, including dissolving an irradiated aluminum target, precipitating a portion of aluminum ions and impurity heavy metals from an aluminum target solution, sorption of sodium-22 and residual aluminum ions from the resulting solution on a cation exchange resin, and desorption of sodium-22 from a cation exchange resin, it is proposed that aluminum ions and heavy metal impurities be precipitated from a solution of an aluminum target in the form of aluminum oxide hydrate and ok heavy metal words.

В частных случаях применения способа предлагается:In particular cases of application of the method it is proposed:

- алюминиевую мишень растворять в концентрированной соляной кислоте;- dissolve the aluminum target in concentrated hydrochloric acid;

- полученный кислый раствор натрия-22 очищать от следов катионов на катионообменной смоле;- to clear the obtained acid solution of sodium-22 from traces of cations on a cation exchange resin;

- в качестве катионообменной смолы использовать Dowex 50w.- Use Dowex 50w as a cation exchange resin.

Сущность изобретения поясняется представленной на фиг.1 блок-схемой процесса получения раствора натрия-22.The invention is illustrated in FIG. 1 by a flowchart of a process for producing a sodium-22 solution.

На фигуре 1 приняты следующие обозначения: 1 - растворение облученной протонами алюминиевой мишени, 2 - упаривание раствора до минимального объема, 3 -осаждение части ионов алюминия и примесных тяжелых металлов в виде гидратов окислов, 4 - упаривание раствора натрия-22 и оставшегося алюминия с одновременным разложением избыточного карбоната аммония, 5 - корректировка кислотности раствора, 6 - очистка ионов натрия-22 от алюминия на катионообменной смоле (операции 5 и 6 повторяют дважды), 7 - очистка полученного кислого раствора натрия-22 от следов катионов сорбцией на катионообменной смоле.The following notation is used in FIG. 1: 1 — dissolution of an aluminum target irradiated with protons, 2 — evaporation of the solution to a minimum volume, 3 — precipitation of a part of aluminum ions and impurity heavy metals in the form of oxide hydrates, 4 — evaporation of a solution of sodium-22 and remaining aluminum with simultaneous decomposition of excess ammonium carbonate, 5 - adjustment of the acidity of the solution, 6 - purification of sodium-22 ions from aluminum on a cation exchange resin (operations 5 and 6 are repeated twice), 7 - purification of the obtained sodium-22 acid solution from traces of cat ion sorption on a cation exchange resin.

Способ применяют следующим образом.The method is used as follows.

Растворяют облученную протонами алюминиевую мишень в 3÷12 М растворе соляной кислоты с образованием раствора, содержащего ионы алюминия и натрия.Dissolve the proton-irradiated aluminum target in a 3 ÷ 12 M hydrochloric acid solution to form a solution containing aluminum and sodium ions.

Упаривают раствор алюминиевой мишени, содержащий ионы алюминия, натрия и примесных тяжелых металлов, до минимального объема.An aluminum target solution containing aluminum, sodium and impurity heavy metal ions is evaporated to a minimum volume.

Осаждают часть алюминия и примесных тяжелых металлов в виде гидратов окислов путем добавления к раствору 3÷4 кратного избытка карбоната аммония. Отфильтровывают осадок, промывают его 1÷2 М раствором карбоната аммония, промывной раствор объединяют с фильтратом.Part of the aluminum and impurity heavy metals are precipitated in the form of oxide hydrates by adding a 3–4 fold excess of ammonium carbonate to the solution. The precipitate is filtered off, washed with 1 ÷ 2 M ammonium carbonate solution, the washing solution is combined with the filtrate.

Упаривают полученный раствор, содержащий ионы натрия, оставшиеся ионы алюминия и избыточный карбонат аммония досуха, при этом карбонат аммония разлагается и улетучивается в виде газов.Evaporate the resulting solution containing sodium ions, the remaining aluminum ions and excess ammonium carbonate to dryness, while ammonium carbonate decomposes and evaporates in the form of gases.

Растворяют сухой остаток в 0,01÷0,06 М соляной кислоте. Пропускают полученный раствор через колонку с катионообменной смолой, при этом ионы алюминия и натрия сорбируются на колонке. Промывают катионообменную колонку дистиллированной водой до появления ионов натрия на выходе из колонки.The dry residue is dissolved in 0.01 ÷ 0.06 M hydrochloric acid. The resulting solution is passed through a cation exchange resin column, while aluminum and sodium ions are adsorbed on the column. The cation exchange column is washed with distilled water until sodium ions appear at the outlet of the column.

Десорбируют натрий с катионообменной колонки 0,1÷0,5 М раствором соляной кислоты. Полученный десорбат упаривают досуха.Sodium is desorbed from a cation exchange column with a 0.1 ÷ 0.5 M hydrochloric acid solution. The resulting desorbate is evaporated to dryness.

Растворяют сухой остаток в 0,01÷0,06 М соляной кислоте. Пропускают полученный раствор через вторую колонку с катионообменной смолой. Промывают колонку дистиллированной водой до появления ионов натрия на выходе из колонки.The dry residue is dissolved in 0.01 ÷ 0.06 M hydrochloric acid. Pass the resulting solution through a second column with a cation exchange resin. Wash the column with distilled water until sodium ions appear at the outlet of the column.

Десорбируют натрий с колонки 0,1÷0,5 М раствором соляной кислоты. Десорбат упаривают досуха.Sodium is stripped from the column with 0.1 ÷ 0.5 M hydrochloric acid solution. The desorbate is evaporated to dryness.

Сухой остаток растворяют в требуемом объеме соляной или азотной кислоты необходимой концентрации.The dry residue is dissolved in the required volume of hydrochloric or nitric acid of the required concentration.

Пример конкретного применения способа получения натрия-22.An example of a specific application of the method of producing sodium-22.

Растворяют облученную на ускорителе протонами алюминиевую мишень в 12 М растворе соляной кислоты с образованием раствора, содержащего ионы алюминия и натрия.The aluminum target irradiated with protons is dissolved in a 12 M hydrochloric acid solution to form a solution containing aluminum and sodium ions.

Упаривают полученный раствор, содержащий ионы алюминия, натрия-22 и примесных тяжелых металлов до минимального объема.Evaporate the resulting solution containing aluminum ions, sodium-22 and impurity heavy metals to a minimum volume.

Осаждают часть ионов алюминия и примесных тяжелых металлов в виде гидратов окислов путем добавления к раствору 3, 5-кратного избытка карбоната аммония. Отфильтровывают осадок гидрата окиси алюминия. Промывают осадок гидрата окиси алюминия 1,5 М раствором карбоната аммония, при этом промывной раствор объединяют с фильтратом.Part of the aluminum ions and impurity heavy metals are precipitated in the form of oxide hydrates by adding a 3.5-fold excess of ammonium carbonate to the solution. The precipitate of alumina hydrate is filtered off. The precipitate of alumina hydrate is washed with a 1.5 M solution of ammonium carbonate, and the wash solution is combined with the filtrate.

Упаривают полученный раствор, содержащий ионы натрия, оставшиеся ионы алюминия и избыточный карбонат аммония, досуха, при этом карбонат аммония разлагается и улетучивается в виде газов.Evaporate the resulting solution containing sodium ions, the remaining aluminum ions and excess ammonium carbonate to dryness, while the ammonium carbonate decomposes and evaporates in the form of gases.

Растворяют сухой остаток в 0,01 М растворе соляной кислоты. Пропускают полученный раствор через колонку с катионообменной смолой Dowex 50w.Dissolve the dry residue in a 0.01 M hydrochloric acid solution. Pass the resulting solution through a Dowex 50w cation exchange resin column.

Промывают колонку дистиллированной водой до появления ионов натрия на выходе из колонки. Десорбируют натрий с катионообменной колонки 0,2 М раствором соляной кислоты. Полученный десорбат упаривают досуха.Wash the column with distilled water until sodium ions appear at the outlet of the column. Sodium is stripped from the cation exchange column with a 0.2 M hydrochloric acid solution. The resulting desorbate is evaporated to dryness.

Растворяют сухой остаток в 0,01 М растворе соляной кислоты. Пропускают полученный раствор через вторую колонку с катион обменной смолой Dowex 50w. Промывают колонку дистиллированной водой до появления ионов натрия на выходе из колонки. Десорбируют натрий-22 с катионообменной колонки 0,2 М раствором соляной кислоты. Десорбат упаривают досуха.Dissolve the dry residue in a 0.01 M hydrochloric acid solution. Pass the resulting solution through a second column with a Dowex 50w cation exchange resin. Wash the column with distilled water until sodium ions appear at the outlet of the column. Sodium-22 is stripped from the cation exchange column with a 0.2 M hydrochloric acid solution. The desorbate is evaporated to dryness.

Сухой остаток растворяют в требуемом объеме соляной или азотной кислоты необходимой концентрации. Полученный раствор является готовым раствором натрия-22.The dry residue is dissolved in the required volume of hydrochloric or nitric acid of the required concentration. The resulting solution is a finished solution of sodium-22.

Claims (4)

1. Способ получения натрия-22 из облученной протонами алюминиевой мишени, включающий растворение облученной алюминиевой мишени, осаждение части ионов алюминия и примесных тяжелых металлов из раствора алюминиевой мишени, сорбцию натрия-22 и остаточных ионов алюминия из полученного раствора на катионообменной смоле и десорбцию натрия-22 с катионообменной смолы, отличающийся тем, что ионы алюминия и примесных тяжелых металлов осаждают из раствора алюминиевой мишени в виде гидрата окиси алюминия и гидратов окислов тяжелых металлов.1. A method of producing sodium-22 from a proton-irradiated aluminum target, comprising dissolving an irradiated aluminum target, precipitating a portion of aluminum ions and impurity heavy metals from an aluminum target solution, sorption of sodium-22 and residual aluminum ions from the resulting solution on a cation exchange resin, and sodium desorption 22 cation exchange resin, characterized in that the ions of aluminum and impurity heavy metals are precipitated from a solution of an aluminum target in the form of alumina hydrate and hydrates of heavy metal oxides. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что алюминиевую мишень растворяют в концентрированной соляной кислоте.2. The method according to claim 1, characterized in that the aluminum target is dissolved in concentrated hydrochloric acid. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный кислый раствор натрия-22 очищают от следов катионов на катионообменной смоле.3. The method according to claim 1, characterized in that the obtained acid solution of sodium-22 is purified from traces of cations on a cation exchange resin. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве катионообменной смолы используют Dowex 50w. 4. The method according to claim 1, characterized in that Dowex 50w is used as the cation exchange resin.
RU2012108022/07A 2012-03-05 2012-03-05 Method of producing sodium-22 from proton-irradiated aluminium target RU2489761C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012108022/07A RU2489761C1 (en) 2012-03-05 2012-03-05 Method of producing sodium-22 from proton-irradiated aluminium target

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012108022/07A RU2489761C1 (en) 2012-03-05 2012-03-05 Method of producing sodium-22 from proton-irradiated aluminium target

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2489761C1 true RU2489761C1 (en) 2013-08-10

Family

ID=49159612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012108022/07A RU2489761C1 (en) 2012-03-05 2012-03-05 Method of producing sodium-22 from proton-irradiated aluminium target

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489761C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU212529A1 (en) * О. С. Игнатьев, Н. Б. Воскобойников, В. И. Ткачев, Э. П. Локшин, В. В. Лештаев , О. Г. Громов METHOD FOR PRODUCING ALKALINE METALS AND SILICON FROM ALYUMOSILICATES OF ALKALINE METALS
SU89841A1 (en) * 1950-04-17 1950-11-30 Н.М. Николайшвили The method of obtaining metallic sodium and potassium
US4894208A (en) * 1988-07-14 1990-01-16 The University Of Michigan System for separating radioactive NA from Al
US5482687A (en) * 1995-01-31 1996-01-09 The Regents Of The University Of California Separation of sodium-22 from irradiated targets
US5487880A (en) * 1993-11-30 1996-01-30 The Regents Of The University Of California Office Of Technology Transfer Production of sodium-22 from proton irradiated aluminum

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU212529A1 (en) * О. С. Игнатьев, Н. Б. Воскобойников, В. И. Ткачев, Э. П. Локшин, В. В. Лештаев , О. Г. Громов METHOD FOR PRODUCING ALKALINE METALS AND SILICON FROM ALYUMOSILICATES OF ALKALINE METALS
SU89841A1 (en) * 1950-04-17 1950-11-30 Н.М. Николайшвили The method of obtaining metallic sodium and potassium
US4894208A (en) * 1988-07-14 1990-01-16 The University Of Michigan System for separating radioactive NA from Al
US5487880A (en) * 1993-11-30 1996-01-30 The Regents Of The University Of California Office Of Technology Transfer Production of sodium-22 from proton irradiated aluminum
US5482687A (en) * 1995-01-31 1996-01-09 The Regents Of The University Of California Separation of sodium-22 from irradiated targets

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xiang et al. Extraction of lithium from salt lake brine containing borate anion and high concentration of magnesium
Zarrougui et al. Highly efficient extraction and selective separation of uranium (VI) from transition metals using new class of undiluted ionic liquids based on H-phosphonate anions
Kikuchi et al. Extraction of rare earth ions from Nd-Fe-B magnet wastes with TBP in tricaprylmethylammonium nitrate
Ooi et al. Recovery of lithium from salt-brine eluates by direct crystallization as lithium sulfate
CN103805794B (en) Recovery method for extracting gallium from aluminum oxide coarse-fine liquid by using acid-process fly ash
DK179144B1 (en) A novel alumina and carbonate production method from aluminium rich materials with integrated CO2 utilization
BRPI1009523B1 (en) METHOD FOR THE PURIFICATION OF LITHIUM BICARBONATE.
CN105384195A (en) Method for recovering rhenium from molybdenum smelting waste acid
CN102417194A (en) Method for deeply removing magnesium through chelating resin for extracting lithium from salt lake brine
WO2016011396A1 (en) Ligand-assisted chromatography for metal ion separation
Rychkov et al. Selective ion exchange recovery of rare earth elements from uranium mining solutions
CN105420495A (en) Uranium separation method during gallium treatment in aluminum oxide production through Bayer process
CA3029432C (en) Recycling of nuclear liquid waste with boron control
RU2489761C1 (en) Method of producing sodium-22 from proton-irradiated aluminium target
RU2751948C1 (en) Method for processing hydromineral lithium-containing raw materials
EP2989222A1 (en) A method for concentrating rare-earth metals in phosphogypsum
Sekimoto et al. Extraction of lithium from salt lake brine with tributyl phosphate and an ionic liquid
WO2018035573A1 (en) Desalination process
RU2479651C1 (en) Method for extraction and separation of platinum and rhodium in sulphate solutions
Khamizov et al. On the possibility of separation of ammonium bisulfate into sulfate and acid in the cyclic salt-type processing of alumina-containing raw materials
JP4069291B2 (en) Method for separating metal ions from metal complex solution
JP7124685B2 (en) Zirconium refining method and zirconium refining apparatus
RU2441687C2 (en) Preparation process based on radium-224
RU2633677C1 (en) Method for processing solutions after carbonate processing of tungsten ores
Onghena et al. Selective recovery of scandium (III) from bauxite residue leachates by solvent extraction with a carboxyl-functionalised ionic liquid

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160315