RU2516274C2 - Method of determining optimal parameters of dissolution of oxides of transition metals in solutions, containing complexing agent - Google Patents

Method of determining optimal parameters of dissolution of oxides of transition metals in solutions, containing complexing agent Download PDF

Info

Publication number
RU2516274C2
RU2516274C2 RU2012131628/07A RU2012131628A RU2516274C2 RU 2516274 C2 RU2516274 C2 RU 2516274C2 RU 2012131628/07 A RU2012131628/07 A RU 2012131628/07A RU 2012131628 A RU2012131628 A RU 2012131628A RU 2516274 C2 RU2516274 C2 RU 2516274C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solutions
oxides
complexing agent
dissolution
values
Prior art date
Application number
RU2012131628/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012131628A (en
Inventor
Леонид Николаевич Москвин
Виктор Васильевич Кривобоков
Игорь Александрович Горев
Светлана Викторовна Степанова
Ирина Николаевна Григорьева
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова"
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 "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова"
Priority to RU2012131628/07A priority Critical patent/RU2516274C2/en
Publication of RU2012131628A publication Critical patent/RU2012131628A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2516274C2 publication Critical patent/RU2516274C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to method of determining optimal parameters of dissolution of oxides of transition metals in solutions, which contain complexing agent, and can be applied in atomic energy. As parameters, applied are volume coefficients of distribution of radioactive isotopes of transition metals, which determine composition of oxides, between solutions, which contain complexing agent, and strong-base anionites in form of said complexing agent (complexits) and balanced values of solution pH. Radioactive isotopes of transition metals are introduced into fixed volumes of analysed solutions, after which, fixed volumes of complexits are introduced into solutions. Initial and final activity of solutions is measured. Also measured are balanced values of pH of solutions. Ranges, satisfying optimal parameters, which must be supported in contours of NEP directly in the process of dissolution of oxides in the process of washing and deactivation of NEP contours, are determined by the results of measurements.
EFFECT: increased reliability of determination of optimal parameters of dissolution of oxides of transition metals in complexing agent solutions and absence of necessity of carrying out complex analyses of metals to determine concentration of metal cations in solutions of complexons.
2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано для определения оптимальных параметров растворения оксидов переходных металлов в растворах комплексообразующих агентов, применяемых при химических отмывках и дезактивациях контуров ядерных энергетических установок (ЯЭУ).The invention relates to nuclear energy and can be used to determine the optimal parameters for the dissolution of transition metal oxides in solutions of complexing agents used in chemical washing and decontamination of the circuits of nuclear power plants (NPPs).

Эксплуатация ЯЭУ сопровождается накоплением на внутренних поверхностях первых контуров радиоактивных отложений (РО) смешанных оксидов переходных металлов (ПМ), включающих незначительные количества радиоактивных изотопов катионов ПМ - радионуклидов: 51Cr3+, 54Mn2+, 59Fe2+, 59Fe3+, 58Co2+, 60Co2+, 63Ni2+ и др. Катионы металлов, количественно определяющие состав оксидов (Fe, Ni, Cr), являются основными элементами конструкционных материалов (КМ). Другие элементы являются легирующими добавками в сталях. Накопление РО приводит к снижению тепло-гидравлических параметров установок, коррозионным нарушениям элементов оборудования, ухудшению радиационной обстановки.The operation of nuclear power plants is accompanied by the accumulation of mixed transition metal oxides (PM) on the inner surfaces of the first contours of the radioactive deposits (PO), including insignificant amounts of radioactive isotopes of PM cations - radionuclides: 51 Cr 3+ , 54 Mn 2+ , 59 Fe 2+ , 59 Fe 3 + , 58 Co 2+ , 60 Co 2+ , 63 Ni 2+ and others. Metal cations, which quantitatively determine the composition of oxides (Fe, Ni, Cr), are the main elements of structural materials (CM). Other elements are alloying additives in steels. The accumulation of RO leads to a decrease in the heat-hydraulic parameters of the plants, corrosion damage to equipment elements, and a deterioration in the radiation situation.

Для удаления РО применяют химические технологии отмывки и дезактивации с использованием растворов, включающих реагенты, которые эффективно переводят в растворенное состояние оксиды ПМ, образуют устойчивые растворимые соединения с катионами металлов, радионуклидов и не оказывают значительных коррозионных воздействий на КМ/М. Пик, М. Сегал. Химическая дезактивация водо-водяных реакторов в Великобритании. - Атомная техника за рубежом.: 1984, №12, стр.26-36/.To remove PO, chemical washing and decontamination technologies are used using solutions that include reagents that effectively transform PM oxides into a dissolved state, form stable soluble compounds with metal cations, radionuclides and do not have significant corrosive effects on KM / M. Peak, M. Segal. Chemical decontamination of pressurized water reactors in the UK. - Nuclear technology abroad .: 1984, No. 12, p. 26-36 /.

Основное количество РО из контуров ЯЭУ удаляется при воздействии на оксиды растворов кислотных агентов (минеральных, органических, комплексообразующих кислот). Известны преимущества комплексообразующих агентов (комплексонов) перед минеральными и органическими кислотами. Если для последних характерна более высокая скорость растворения оксидов, то комплексоны образуют с катионами ПМ значительно более устойчивые растворимые соединения (комплексонаты), что снижает вероятность обратного осаждения металлов и радионуклидов из растворов на поверхности КМ. Показателями, характеризующими устойчивость соединений катионов металлов (Me) с анионами или лигандами (L) кислот в растворах, являются величины констант нестойкости (pK), определяемые отрицательными десятичными логарифмами отношения произведения концентраций ионов металлов [Me] и лигандов [L] в растворах к концентрации образующихся в растворах соединений [MeL].The main amount of PO is removed from the NPP circuits when exposed to solutions of acid agents (mineral, organic, complexing acids) on oxides. The advantages of complexing agents (complexones) over mineral and organic acids are known. If the latter are characterized by a higher dissolution rate of oxides, then complexones form significantly more stable soluble compounds (complexonates) with PM cations, which reduces the likelihood of back deposition of metals and radionuclides from solutions on the surface of CMs. The parameters characterizing the stability of the compounds of metal cations (Me) with anions or ligands (L) of acids in solutions are the instability constants (pK), determined by the negative decimal logarithms of the ratio of the product of the concentration of metal ions [Me] and ligands [L] in solutions to the concentration formed in solutions of the compounds [MeL].

p K = lg ( [ M e ] × [ L ] ) / [ M e L ] ( 1 )

Figure 00000001
p K = - lg ( [ M e ] × [ L ] ) / [ M e L ] ( one )
Figure 00000001

Чем больше величина pK, тем устойчивее в растворах соединения MeL /Н.И. Ампелогова, Ю.М. Симановский, А.А. Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. - М.: Энергоиздат, 1982 г., стр.123-130, табл.9.5 стр.126/. Устойчивость («прочность») соединений лигандов комплексообразующих агентов с катионами ПМ зависит от значений pH растворов, состава растворов, наличия в них кроме комплексонов других реагентов, например, восстановителей, органических кислот и т.д.The larger the pK value, the more stable it is in solutions of the MeL / N compound. I. Ampelogova, Yu.M. Simanovsky, A.A. Trapeznikov. Decontamination in nuclear power. - M.: Energoizdat, 1982, p. 123-130, Table 9.5 p. 126 /. The stability ("strength") of the compounds of the ligands of complexing agents with PM cations depends on the pH of the solutions, the composition of the solutions, the presence of other reagents besides complexones, for example, reducing agents, organic acids, etc.

Также к отличительным показателям растворов комплексонов относят их «емкость» по катионам ПМ или максимальные концентрации катионов металлов, достигаемые и удерживаемые в растворах при растворении оксидов ПМ. Установлена общая закономерность - чем больше величины pK комплексонатов, а значит соединения [MeL] наиболее устойчивы, тем выше достигаемые концентрации катионов ПМ в растворах /Т.Х. Маргулова. Химические очистки теплоэнергетического оборудования. - М.: «Энергия», 1969 г., стр.38-40/, /Н.М. Дятлова, В.Я. Темкина, К.И. Попов. Комплексоны и комплексонаты металлов. - М.: «Химия», 1988 г., стр.99-105, 456-458/. Для монорастворов комплексонов, применяемых с целью растворения оксидов ПМ, например, наиболее известных этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и ее двух-замещенной натриевой соли - Трилона Б, определены зависимости изменения величин рК комплексонатов катионов переходных металлов от величин pH растворов. Наиболее устойчивые соединения ЭДТА с катионом Fe3+ образуются в области pH растворов ~1.5÷2.0. Для катиона Fe2+ максимальным значениям констант нестойкости комплексных соединений в монорастворах ЭДТА отвечает значение pH ~5.0. При соблюдении отмеченных областей pH, оптимальных для растворения оксидов железа в монорастворах ЭДТА и Трилона Б, в растворах достигаются наиболее высокие концентрации катионов Fe3+, Fe2+. Данные катионы ПМ количественно определяют элементный состав гематита (Fe2O3) и магнетита (Fe3O4) - оксидов железа, которые образуются в контурах ЯЭУ с водным теплоносителем. В случае отклонений величин pH монорастворов комплексонов от оптимальных значений устойчивость соединений [MeL] снижается, что приводит к уменьшению концентраций ПМ. Растворение оксидов железа в монорастворах ЭДТА и Трилона Б сопровождается смещением величин pH растворов из кислых областей в щелочные, в которых прочность комплексонатов катионов железа ниже. При некотором значении pH комплексование вообще прекращается, величина pH и концентрация комплексона, железа в растворах стабилизируется. Такой раствор приходится сбрасывать, хотя в нем еще достаточно свободного комплексона /Т.Х. Маргулова. Химические очистки теплоэнергетического оборудования. - М.: «Энергия», 1969 г., стр.38-40/. Таким образом, определение аутентичных оптимальных параметров растворения оксидов ПМ, а именно, диапазонов pH растворов, содержащих комплексообразующие агенты, при которых комплексоны образуют наиболее устойчивые соединения с катионами переходных металлов, а «емкость» растворов комплексонов по ПМ используется в наибольшей мере, оказывает существенное влияние на конечные результаты работ по отмывке и дезактивации контуров ЯЭУ и их экономическую эффективность.Also distinguishing characteristics of complexon solutions include their “capacity” for PM cations or maximum concentrations of metal cations achieved and retained in solutions upon dissolution of PM oxides. A general pattern has been established - the larger the pK value of the complexonates, which means that the [MeL] compounds are the most stable, the higher the concentration of PM cations in the /Т.Х solutions. Margulova. Chemical cleaning of heat power equipment. - M .: "Energy", 1969, pp. 38-40 /, / N.M. Dyatlova, V.Ya. Temkina, K.I. Popov. Complexones and complexonates of metals. - M .: "Chemistry", 1988, pp. 99-105, 456-458 /. For mono-solutions of complexones used to dissolve PM oxides, for example, the best-known ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and its two-substituted sodium salt Trilon B, the dependences of the change in the pK values of the complexonates of transition metal cations on the pH of the solutions are determined. The most stable compounds of EDTA with the Fe 3+ cation are formed in the range of pH of solutions ~ 1.5–2.0. For the Fe 2+ cation, pH ~ 5.0 corresponds to the maximum values of the instability constants of complex compounds in EDTA mono-solutions. Subject to the noted pH ranges, which are optimal for dissolving iron oxides in EDTA and Trilon B mono-solutions, the highest concentrations of Fe 3+ and Fe 2+ cations are achieved in solutions. These PM cations quantitatively determine the elemental composition of hematite (Fe 2 O 3 ) and magnetite (Fe 3 O 4 ) - iron oxides, which are formed in nuclear power plant circuits with an aqueous coolant. In the case of deviations of the pH values of mono-solutions of complexones from the optimal values, the stability of the compounds [MeL] decreases, which leads to a decrease in the concentration of PM. The dissolution of iron oxides in mono-solutions of EDTA and Trilon B is accompanied by a shift in the pH of the solutions from acidic to alkaline, in which the strength of the complexonates of iron cations is lower. At a certain pH value, the complexation ceases altogether, the pH value and the concentration of complexon, iron in solutions stabilize. Such a solution has to be discharged, although there is still enough free complexon / T.X. Margulova. Chemical cleaning of heat power equipment. - M.: “Energy”, 1969, pp. 38-40 /. Thus, the determination of authentic optimal parameters for the dissolution of PM oxides, namely, the pH ranges of solutions containing complexing agents, in which complexones form the most stable compounds with transition metal cations, and the “capacity” of complexon solutions for PM are used to the greatest extent, has a significant effect on the final results of the washing and decontamination of nuclear power plant circuits and their economic efficiency.

Показано, что введение в растворы комплексонов дополнительных агентов, например, восстановителей или органических кислот, приводит к улучшению показателей растворов. При вводе восстановителей, например, гидразина (N2H4), структуры оксидов железа «расшатываются» за счет протекания реакций восстановления катионов Fe3+ в Fe2+ /В.М. Седов, А.Ф. Нечаев, В.А. Доильницын, П.Г. Крутиков. Химическая технология теплоносителей ядерных энергетических установок, - М.: Энергоатомиздат, 1985 г., стр.252 табл.5, 1, стр.258/. Введение органических кислот (щавелевой - H2C2O4, лимонной - H3Cit и др.) способствует поддержанию pH растворов в оптимальных диапазонах. Это объясняют тем, что органические кислоты, обладающие более высокой скоростью растворения оксидов, после перевода элементов оксидов в раствор «передают» катионы ПМ комплексообразующим агентам, соединения которых с металлами прочнее. Освобожденная (регенерированная) органическая кислота поддерживает pH растворов в оптимальной кислотной области и вновь вступает в реакцию растворения оксидов /Т.Х. Маргулова. Применение комплексонов в теплоэнергетике. - М.: Энергоатомиздат, 1986 г., стр.147/, /Н.М. Дятлова, В.Я. Темкина, К.И. Попов. Комплексоны и комплексонаты металлов. - М.: Химия, 1988 г., стр.461/. Дополнительно ввод органических кислот обеспечивает «синергетические» эффекты, проявляющиеся в нестехиометрическом увеличении концентраций ПМ в растворах. Установлено, что для образующихся в этих растворах сложных молекул - ассоциатов - с участием катионов металлов и лигандов комплексообразующих и органических кислот стехиометрические соотношения не могут определяться по правилу аддитивности /Т.Х. Маргулова. Применение комплексонов в теплоэнергетике, - М.: Энергоатоиздат, 1986 г., стр.147-148/. Эффекты связывают с изменениями устойчивости комплексонатов металлов в растворах в присутствии других реагентов /Н.М. Дятлова, В.Я. Темкина, К.И. Попов. Комплексоны и комплексонаты металлов. - М.: «Химия», 1988 г., стр.100-101, 104/.It was shown that the introduction of additional agents, for example, reducing agents or organic acids, into the solutions of complexones leads to an improvement in the performance of solutions. When reductants, for example, hydrazine (N 2 H 4 ) are introduced, the structures of iron oxides “become loose” due to the reactions of reduction of Fe 3+ cations to Fe 2+ / В.М. Sedov, A.F. Nechaev, V.A. Doilnitsyn, P.G. Krutikov. Chemical technology of coolants of nuclear power plants, - M .: Energoatomizdat, 1985, p. 252 table 5, 1, p. 258 /. The introduction of organic acids (oxalic - H 2 C 2 O 4 , citric - H 3 Cit, etc.) helps to maintain the pH of the solutions in optimal ranges. This is explained by the fact that organic acids with a higher rate of dissolution of oxides, after transferring the elements of oxides into the solution, “transfer” PM cations to complexing agents whose compounds with metals are stronger. The liberated (regenerated) organic acid maintains the pH of the solutions in the optimum acid region and re-enters the dissolution reaction of the oxides / T.X. Margulova. The use of complexones in the power system. - M .: Energoatomizdat, 1986, p. 147 /, N.M. Dyatlova, V.Ya. Temkina, K.I. Popov. Complexones and complexonates of metals. - M.: Chemistry, 1988, p. 461 /. Additionally, the introduction of organic acids provides “synergistic” effects, which are manifested in a non-stoichiometric increase in the concentration of PM in solutions. It has been established that for complex molecules formed in these solutions — associates — with the participation of metal cations and complex-forming and organic acid ligands, stoichiometric ratios cannot be determined by the additivity rule /Т.Х. Margulova. The use of complexones in the power system, - M .: Energoatoizdat, 1986, pp. 147-148 /. The effects are associated with changes in the stability of metal complexonates in solutions in the presence of other reagents / N.M. Dyatlova, V.Ya. Temkina, K.I. Popov. Complexones and complexonates of metals. - M.: “Chemistry”, 1988, pp. 100-101, 104 /.

Определение констант нестойкости комплексонатов ПМ, взаимосвязи строения комплексных соединений с реакционной способностью комплексообразующих агентов с катионами ПМ является одной из важнейших задач химии координационных соединений. Рассчитать и определить константы нестойкости в растворах комплексонов, содержащих дополнительные реагенты, сложно. Величины pK соединений в присутствии конкурирующих лигандов могут, как уменьшаться, так и увеличиваться /М.И. Булатов. Расчеты равновесий в аналитической химии. - Ленинград.: «Химия», 1984 г., стр.100-105/. Несмотря на резко возросшую за период с середины 40-х годов прошлого столетия до настоящего времени точность измерительной аппаратуры, на совершенствование методов обработки экспериментальных результатов, величины pK, полученные группами исследователей для одних и тех же комплексонов и катионов ПМ при одинаковых условиях эксперимента, часто значительно отличаются. Примером могут служить значения констант нестойкости, полученные для этилендиаминтетраацетата Cr3+, a именно, 23,0 и 12,8, разница между которыми составляет 10 порядков (1010). Причина, как правило, заключается в систематических ошибках, выявить источник которых далеко не всегда возможно. Актуальность проблем определения pK, связанных с систематическими погрешностями, сохраняется и в настоящее время /Н.М. Дятлова, В.Я. Темкина, К.И. Попов. Комплексоны и комплексонаты металлов. - М.: «Химия», 1988 г., стр.99-105/.Determination of the instability constants of PM complexonates, the relationship of the structure of complex compounds with the reactivity of complexing agents with PM cations is one of the most important problems in the chemistry of coordination compounds. It is difficult to calculate and determine the instability constants in solutions of complexones containing additional reagents. The pK values of compounds in the presence of competing ligands can both decrease and increase / M.I. Bulatov. Calculations of equilibria in analytical chemistry. - Leningrad .: "Chemistry", 1984, pp. 100-105 /. Despite the sharp increase in the accuracy of measuring equipment over the period from the mid 40s of the last century to the present, on the improvement of methods for processing experimental results, the pK values obtained by research teams for the same PM complexons and cations under the same experimental conditions are often significantly are different. An example is the instability constants obtained for ethylene diamine tetraacetate Cr 3+ , namely, 23.0 and 12.8, the difference between which is 10 orders of magnitude (10 10 ). The reason, as a rule, is systematic errors, the identification of the source of which is far from always possible. The relevance of the problems of determining pK associated with systematic errors remains at present / N.M. Dyatlova, V.Ya. Temkina, K.I. Popov. Complexones and complexonates of metals. - M .: "Chemistry", 1988, pp. 99-105 /.

Накоплен значительный опыт отмывки и дезактивации контуров ЯЭУ, разработано большое количество составов (рецептур) растворов для растворения оксидов переходных металлов, но их совершенствование продолжается. Концентрации ПМ, достигаемые в растворах комплексообразующих агентов, также как и устойчивость комплексных соединений с катионами металлов, в значительной степени зависят от величин pH и химического состава растворов, концентрационных соотношений реагентов. Оценка их влияния, особенно для растворов сложного химического состава, включающих наряду с комплексонами другие агенты, невозможна без постановки опытов по растворению оксидов в лабораторных условиях. До сих пор преимущества тех или иных рецептур подтверждают результатами экспериментальных исследований по растворению оксидов ПМ, включающих измерения физико-химических показателей растворов. Известны работы по определению оптимальных параметров растворения оксидов железа в растворах, содержащих Трилон Б и другие реагенты, а именно, органические кислоты. Определяли соотношения Трилона Б и лимонной кислоты, Трилона Б и малеинового ангидрида, при которых в растворах достигаются наиболее высокие концентрации переходного металла - железа. Растворяли навески оксидов в ряде растворов с заданными концентрациями и соотношениями реагентов. Измеряли конечные концентрации железа (CFe). По результатам измерений строили графические зависимости CFe от соотношения реагентов в растворах. Определили, что максимальная концентрация Fe3+ в растворах достигается при соотношении реагентов (комплексона и органической кислоты) 1:1. В тоже время отметили, что для решения вопроса о необходимости введения в данные рецептуры восстановителей необходимо проведение дальнейших исследований, так как результаты работ, полученные по приведенной методике установления оптимальных параметров растворения оксидов ПМ, не однозначны /Т.Х. Маргулова. Химические очистки теплоэнергетического оборудования, М., Энергия, 1969 г., стр.174-175).Considerable experience has been accumulated in washing and deactivating NPP circuits, a large number of compositions (formulations) of solutions for dissolving transition metal oxides have been developed, but their improvement continues. PM concentrations achieved in solutions of complexing agents, as well as the stability of complex compounds with metal cations, largely depend on the pH and chemical composition of the solutions, and the concentration ratios of the reagents. Evaluation of their influence, especially for solutions of complex chemical composition, including other agents along with complexones, is impossible without experiments on the dissolution of oxides in laboratory conditions. Until now, the advantages of certain formulations are confirmed by the results of experimental studies on the dissolution of PM oxides, including measurements of physicochemical parameters of solutions. Known work to determine the optimal parameters of the dissolution of iron oxides in solutions containing Trilon B and other reagents, namely, organic acids. The ratios of Trilon B and citric acid, Trilon B and maleic anhydride were determined at which the highest concentrations of the transition metal, iron, are achieved in solutions. Samples of oxides were dissolved in a number of solutions with given concentrations and ratios of reagents. The final concentrations of iron (C Fe ) were measured. Based on the measurement results, graphical dependences of C Fe on the ratio of reagents in solutions were constructed. It was determined that the maximum concentration of Fe 3+ in solutions is achieved when the ratio of reagents (complexon and organic acid) is 1: 1. At the same time, it was noted that in order to solve the need for introducing reducing agents into the given formulations, further studies are necessary, since the results of the work obtained using the above method for establishing the optimal parameters for the dissolution of PM oxides are not unique / T. Margulova. Chemical cleaning of heat power equipment, M., Energy, 1969, pp. 174-175).

Неоднозначность трактовки результатов экспериментальных измерений указанных выше физико-химических показателей растворов для определения оптимальных условий растворения оксидов ПМ подтверждается литературными данными, из которых следует различие и противоречивость рекомендуемых параметров использования растворов, содержащих один и тот же комплексен, для одних и тех же целей. Например, для растворения оксидов железа в мировой практике применяют следующие рецептуры, основными действующими агентами которых являются ЭДТА и Трилон Б:The ambiguity in interpreting the results of experimental measurements of the above physicochemical parameters of solutions to determine the optimal conditions for the dissolution of PM oxides is confirmed by published data, from which the difference and inconsistency of the recommended parameters for the use of solutions containing the same complex for the same purposes follows. For example, to dissolve iron oxides in world practice, the following formulations are used, the main active agents of which are EDTA and Trilon B:

- с содержанием реагентов в % от их общей концентрации в растворах:- with the content of reagents in% of their total concentration in solutions:

- 5 ЭДТА + 95 сульфаминовой кислоты (Великобритания);- 5 EDTA + 95 sulfamic acid (UK);

- 20 ЭДТА + 60 H3Cit + 20 моноэтаноламина (Франция);- 20 EDTA + 60 H 3 Cit + 20 monoethanolamine (France);

- 40 ЭДТА + 30 H3Cit + 30 H2C2O4 при pH=2.5÷3.0, ∑Сагентов=1÷2.5 г/л (Канада);- 40 EDTA + 30 H 3 Cit + 30 H 2 C 2 O 4 at pH = 2.5 ÷ 3.0, ∑С of agents = 1 ÷ 2.5 g / l (Canada);

- с содержанием реагентов в растворах в % весовых:- with the content of reagents in solutions in% by weight:

- 0.3 Трилона Б + 0.15 H3Cit + 0.05 NH2OH (гидроксиламин) (Россия);- 0.3 Trilon B + 0.15 H 3 Cit + 0.05 NH 2 OH (hydroxylamine) (Russia);

- 0.3 ЭДТА + 0.1 H3Cit при pHнач.=3.0 (Россия);- 0.3 EDTA + 0.1 H 3 Cit at pH beg. = 3.0 (Russia);

- 0.23 Трилона Б + 0.11 H3Cit при pH=3.6÷4.7 (Россия);- 0.23 Trilon B + 0.11 H 3 Cit at pH = 3.6 ÷ 4.7 (Russia);

- 0.72 ЭДТА + 0.52 H3Cit + 0.002 N2H4 при pH=3.5 (Германия);- 0.72 EDTA + 0.52 H 3 Cit + 0.002 N 2 H 4 at pH = 3.5 (Germany);

- 10 ЭДТА + NH4OH (аммиак) до pH=6.0+1 N2H4 (США)- 10 EDTA + NH 4 OH (ammonia) to pH = 6.0 + 1 N 2 H 4 (USA)

/Т.Х. Маргулова. Химические очистки теплоэнергетического оборудования, М., Энергия, 1969 г., стр.165/, /Т.Х. Маргулова. Применение комплексонов в теплоэнергетике, М., Энергоатомиздат, 1986 г., стр.209/, /А.Ф. Седов, А.Ф. Нечаев, В.А. Доильницын и др. Химическая технология теплоносителей ядерных энергетических установок, М.: Энергоатомиздат, 1985 г., стр.262-263, табл.5.2/, /Т.Х. Маргулова, О.И. Мартынова. Водные режимы тепловых и атомных электростанций, - М.: «Высшая школа», 1987 г., стр.297/, /Н.И. Ампелогова, Ю.М. Симановский, А.А. Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике, - М.: Энергоиздат, 1982 г., стр.185, табл.11.1/, /М. Йовчев. Коррозия теплоэнергетического и ядерно-энергетического оборудования, М.: Энергоатомиздат, 1988, стр.159/./ T.X. Margulova. Chemical cleaning of heat power equipment, M., Energy, 1969, p. 165 /, / T.Kh. Margulova. The use of complexones in the power system, M., Energoatomizdat, 1986, p. 209 /, / A.F. Sedov, A.F. Nechaev, V.A. Doilnitsyn et al. Chemical Technology of Fluids of Nuclear Power Plants, Moscow: Energoatomizdat, 1985, pp. 262-263, Table 5.2 /, / T.Kh. Margulova, O.I. Martynova. Water regimes of thermal and nuclear power plants, - M.: Higher School, 1987, p. 297 /, N.I. Ampelogova, Yu.M. Simanovsky, A.A. Trapeznikov. Decontamination in nuclear energy, - M.: Energoizdat, 1982, p. 185, table 11.1 /, / M. Yovchev. Corrosion of thermal power and nuclear power equipment, Moscow: Energoatomizdat, 1988, p. 159 /.

Известны исследования по определению оптимальных параметров растворения оксидов железа в растворах, одновременно содержащих оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ) и Трилон Б, включающие экспериментальные измерения физико-химических показателей растворов при разных заданных концентрациях реагентов. В качестве показателей использовали концентрации железа (CFe), максимально достигаемые при растворении оксидов, начальные и конечные величины pH растворов (pHнач., pHкон., соответственно). Строили графические зависимости показателей. На основании графических зависимостей CFe от pHнач. и pHкон. растворов установили, что максимальная железо - емкость в растворах 2.5 г/л ОЭДФ + 2.5 г/л Трилона Б достигается в области начальных значений pH растворов от 2.0 до 2.5 и конечных в диапазоне от 3.0 до 3.5 /Т.Х. Маргулова. Применение комплексонов в теплоэнергетике, М., Энергоатомиздат, 1986 г., стр.255/.Studies are known to determine the optimal parameters for the dissolution of iron oxides in solutions simultaneously containing hydroxyethylidene diphosphonic acid (OEDP) and Trilon B, including experimental measurements of the physicochemical parameters of solutions at different given concentrations of reagents. As indicators, we used the concentrations of iron (C Fe ), the maximum achieved by dissolving the oxides, the initial and final values of the pH of the solutions (pH beginning , pH con. , Respectively). Graphical dependencies of indicators were built. Based on the graphical dependences of C Fe on pH beg. and pH con. of solutions, it was found that the maximum iron - capacity in solutions of 2.5 g / l HEDP + 2.5 g / l of Trilon B is achieved in the range of initial pH values of solutions from 2.0 to 2.5 and final in the range from 3.0 to 3.5 / T.X. Margulova. The use of complexones in the power system, M., Energoatomizdat, 1986, p. 255 /.

Данный способ определения оптимальных параметров растворения оксидов переходных металлов в растворах, содержащих комплексообразующий агент, является наиболее близким к заявляемому и принят за прототип.This method of determining the optimal parameters of the dissolution of transition metal oxides in solutions containing a complexing agent is the closest to the claimed and adopted as a prototype.

Недостатки способа-прототипа заключаются в следующем.The disadvantages of the prototype method are as follows.

1. Достоверность определения оптимальных параметров процессов растворения оксидов ПМ в растворах, содержащих комплексообразующий агент, на основании измерения таких показателей растворов, как CMe, pHнач. и pHкон., не достаточна, так как данные параметры не позволяют определять аутентичные величины pH растворов, при которых комплексные соединения с катионами переходных металлов в растворах наиболее устойчивы, соблюдение которых позволяет достигать максимальных концентраций катионов металлов в растворах и которые, соответственно, необходимо поддерживать непосредственно в процессе растворения оксидов.1. The reliability of determining the optimal parameters of the processes of dissolution of PM oxides in solutions containing a complexing agent, based on the measurement of such indicators of solutions as C Me , pH beg. and pH con. is not sufficient, since these parameters do not allow determining authentic pH values of solutions at which complex compounds with transition metal cations in solutions are most stable, compliance with which allows to achieve maximum concentrations of metal cations in solutions and which, accordingly, must be maintained directly during dissolution oxides.

2. При использовании способа-прототипа необходимо проведение большого количества химических анализов по определению весовых концентраций катионов переходных металлов в растворах, содержащих комплексообразующий агент.2. When using the prototype method, it is necessary to conduct a large number of chemical analyzes to determine the weight concentrations of transition metal cations in solutions containing a complexing agent.

Определение концентраций ПМ в растворах комплексообразующих агентов является отдельной задачей аналитической химии. Устойчивость комплексных соединений приводит к «маскировке» катионов металлов в растворах, осложняет использование традиционных методик. Это вызывает необходимость разработки оригинальных способов анализа, адаптированных к конкретным рецептурам, либо использования других методов, например, метода атомно-абсорбционного анализа /И. Хавезов, Д. Цалев. Атомно-абсорбционный анализ, - Л.: «Химия», 1983 г., стр.86-105/ или оптической эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой /М. Томпсон, Д.Н. Уолш. Руководство по спектрометрическому анализу с индуктивно-связанной плазмой, - М.: «Недра», 1988 г., стр.9-11/, что требует применения дорогостоящего оборудования и привлечения высококвалифицированных специалистов.The determination of PM concentrations in solutions of complexing agents is a separate task in analytical chemistry. The stability of complex compounds leads to the "masking" of metal cations in solutions, complicates the use of traditional methods. This necessitates the development of original methods of analysis adapted to specific recipes, or the use of other methods, for example, the method of atomic absorption analysis / I. Khavezov, D. Tsalev. Atomic absorption analysis, - L .: Chemistry, 1983, pp. 86-105 / or optical emission spectroscopy with inductively coupled plasma / M. Thompson, D.N. Walsh. Inductively coupled plasma spectrometric analysis guide, M .: Nedra, 1988, pp. 9-11 /, which requires the use of expensive equipment and the involvement of highly qualified specialists.

Задачей настоящего изобретения является создание способа определения оптимальных параметров растворения оксидов переходных металлов в растворах, содержащих комплексообразующий агент, позволяющего:The objective of the present invention is to provide a method for determining the optimal parameters of the dissolution of transition metal oxides in solutions containing a complexing agent, allowing:

- повысить достоверность определения оптимальных параметров растворения оксидов переходных металлов, а именно, величин pH растворов, при которых комплексные соединения с катионами переходных металлов, количественно определяющими элементный состав оксидов, наиболее устойчивы, в растворах достигаются максимальные концентрации катионов металлов, и которые (параметры) необходимо поддерживать непосредственно в процессе растворения оксидов ПМ;- increase the reliability of determining the optimal parameters for the dissolution of transition metal oxides, namely, the pH of solutions, in which complex compounds with transition metal cations that quantitatively determine the elemental composition of oxides are most stable, maximum concentrations of metal cations are achieved in solutions, and which (parameters) are necessary support directly in the process of dissolution of PM oxides;

- полностью исключить или свести к минимуму химические анализы растворов, содержащих комплексообразующие агенты, по определению весовых концентраций катионов переходных металлов.- completely eliminate or minimize chemical analyzes of solutions containing complexing agents, by definition of weight concentrations of transition metal cations.

Для решения поставленной задачи и достижения указанных технических результатов в способе определения оптимальных параметров растворения оксидов переходных металлов в растворах, содержащих комплексообразующий агент, включающем экспериментальные измерения физико-химических показателей растворов, в том числе величин pH растворов, построение графических зависимостей показателей от величин pH растворов, согласно изобретению, предлагается:To solve the problem and achieve the technical results in a method for determining the optimal parameters of the dissolution of transition metal oxides in solutions containing a complexing agent, including experimental measurements of physicochemical parameters of solutions, including pH values of solutions, the construction of graphical dependencies of indicators on pH values of solutions, according to the invention, it is proposed:

- в качестве показателей использовать объемные коэффициенты распределения радиоактивных изотопов переходных металлов, определяющих состав оксидов, между сильноосновным анионитом в форме комплексообразующего агента и растворами этого комплексообразующего агента и равновесные величины pH растворов, для чего в исследуемые растворы вносить радиоактивные изотопы переходных металлов, затем в фиксированные объемы растворов с заданными концентрациями реагентов, активностями изотопов переходных металлов и начальными величинами pH растворов вносить фиксированные объемы анионита в форме комплексообразующего агента, измерять величины радиоактивности изотопов переходных металлов в растворах до и после установления ионообменного равновесия между растворами и анионитом в форме комплексообразующего агента и равновесные величины pH растворов, по результатам измерений активности растворов рассчитывать величины объемных коэффициентов распределения радиоактивных изотопов переходных металлов между растворами и анионитом в форме комплексообразующего агента, а выбор оптимальных параметров растворения оксидов переходных металлов производить из графической зависимости изменения величин объемных коэффициентов распределения радиоактивных изотопов переходных металлов от равновесных величин pH растворов, для чего определять диапазоны равновесных величин pH, отвечающие максимальным величинам объемных коэффициентов распределения радиоактивных изотопов переходных металлов;- use the volumetric distribution coefficients of the transition metal radioactive isotopes, which determine the composition of the oxides, between the strongly basic anion exchange resin in the form of a complexing agent and the solutions of this complexing agent and the equilibrium pH values of the solutions, for which radioactive transition metal isotopes are added to the studied solutions, then into fixed volumes solutions with predetermined concentrations of reagents, activities of transition metal isotopes and initial pH values to introduce fixed volumes of anion exchange resin in the form of a complexing agent, measure the radioactivity of transition metal isotopes in solutions before and after establishing ion-exchange equilibrium between solutions and anion exchange resin in the form of a complexing agent and equilibrium pH values of solutions, calculate the volume distribution coefficients of radioactive isotopes from the results of measurements of the activity of solutions transition metals between solutions and anion exchange resin in the form of a complexing agent, and the choice is optimal To determine the dissolution parameters of transition metal oxides from the graphical dependence of the changes in the volume distribution coefficients of the transition metal radioactive isotopes on the equilibrium pH values of solutions, to determine the pH equilibrium ranges corresponding to the maximum values of the volume distribution coefficients of the transition metal radioactive isotopes;

- время установления ионообменного равновесия радиоактивных изотопов переходных металлов между анионитом в форме комплексообразующего агента и растворами этого комплексообразующего агента определять по стабилизации активности растворов по изотопам переходных металлов.- the time to establish the ion-exchange equilibrium of the radioactive isotopes of transition metals between the anion exchange resin in the form of a complexing agent and solutions of this complexing agent is determined by the stabilization of the activity of solutions by transition metal isotopes.

Известно использование объемных коэффициентов распределения (Кр) катионов металлов между растворами и различными сорбентами, ионитами в качестве показателей, характеризующих селективность (сродство) сорбционных материалов к катионам металлов в растворах разного состава. Величины коэффициентов распределения катионов металлов между растворами и сорбентами, зависимости Кр от параметров растворов, а именно, концентраций и соотношений реагентов в растворах, величин pH, применяют при обосновании и прогнозировании возможностей осуществления сорбционных процессов, включающих разделение и концентрирование металлов, например, при разделениях катионов металлов из растворов в аналитической химии, в радиохимии, при очистке водных теплоносителей ЯЭУ, жидких радиоактивных отходов и т.д. /И.К. Цитович. Курс аналитической химии. - М.: Высшая школа, 1994 г., стр.424-428/, /О. Самуэльсон. Ионообменные разделения в аналитической химии. - М.: «Химия», 1966 г., стр.288-299/, /А.С. Никифоров, В.В. Куличенко, М.И. Жихарев. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. - М.: Энергоатомиздат, 1985 г., стр.26-33/.It is known to use the volume distribution coefficients (K p ) of metal cations between solutions and various sorbents, ion exchangers as indicators characterizing the selectivity (affinity) of sorption materials to metal cations in solutions of different compositions. The values of the distribution coefficients of metal cations between solutions and sorbents, the dependence of K p on the parameters of solutions, namely, the concentrations and ratios of reagents in solutions, pH values, are used in substantiating and predicting the possibility of sorption processes involving the separation and concentration of metals, for example, in separation metal cations from solutions in analytical chemistry, in radiochemistry, in the purification of aqueous coolants of nuclear power plants, liquid radioactive waste, etc. / I.K. Tsitovich. Course of analytical chemistry. - M.: Higher School, 1994, p. 424-428 /, / О. Samuelson. Ion exchange separation in analytical chemistry. - M.: “Chemistry”, 1966, p. 288-299 /, / A.S. Nikiforov, V.V. Kulichenko, M.I. Zhikharev. Neutralization of liquid radioactive waste. - M .: Energoatomizdat, 1985, pp. 26-33 /.

Предлагаемое использование объемных коэффициентов распределения (Кр) радиоактивных изотопов металлов, определяющих элементный состав оксидов ПМ, между растворами комплексона и анионитами в форме этого комплексона в качестве показателей для определения оптимальных параметров растворения оксидов в растворах комплексонов, а именно, оптимальных величин pH, при которых комплексные соединения с катионами металлов наиболее устойчивы, в растворах достигаются максимальные концентрации катионов металлов, и которые необходимо поддерживать непосредственно в процессе растворения оксидов, ранее не рассматривалось и не применялось.The proposed use of volumetric distribution coefficients (K p ) of metal radioactive isotopes that determine the elemental composition of PM oxides between complexon solutions and anion exchangers in the form of this complexon as indicators for determining the optimal parameters of oxide dissolution in complexon solutions, namely, optimal pH values at which complex compounds with metal cations are most stable; maximum concentrations of metal cations are achieved in solutions and which must be maintained eposredstvenno during dissolution of oxides, not previously considered or applied.

При проведении экспериментальных исследований по определению оптимальных параметров растворения оксидов железа в растворах, содержащих в качестве комплексообразующего агента оксиэтилидендифосфоновую кислоту, авторы заявляемого способа столкнулись с явлением выпадения на поверхностях сталей перлитного класса желеобразных осадков соединений катионов Fe3+ с комплексоном в монорастворах ОЭДФ. Также было установлено, что образование осадков устраняется при введении в растворы добавок восстановителей, например, гидразина. Концентрация N2H4, с которой осадкообразование прекращается, была экспериментально определена величиной ~160 мг/л при концентрации ОЭДФ в растворе 1 г/л, что соответствует соотношению мольных концентраций реагентов 1:1. Оптимальные концентрация N2H4 и начальные величины pH растворов ОЭДФ, полученные путем измерения CMe, pHнач. растворов при растворении навесок оксидов магнетита, были определены диапазонами 0.25÷0.30 г/л и 3.5÷5.0, соответственно.When conducting experimental studies to determine the optimal parameters for the dissolution of iron oxides in solutions containing hydroxyethylidene diphosphonic acid as a complexing agent, the authors of the proposed method encountered the phenomenon of the jelly-like precipitation of Fe 3+ cation compounds on the surfaces of pearlite class with complexon in mono-solutions of OEDP. It was also found that the formation of precipitation is eliminated by introducing reducing agents into the solutions, for example, hydrazine. The concentration of N 2 H 4 with which precipitation ceases was experimentally determined at ~ 160 mg / L at a concentration of HEDP in solution of 1 g / L, which corresponds to a ratio of molar concentrations of reactants of 1: 1. The optimal concentration of N 2 H 4 and the initial pH values of HEDP solutions obtained by measuring C Me , pH beg. solutions when dissolving weighed portions of magnetite oxides were determined by the ranges 0.25 ÷ 0.30 g / l and 3.5 ÷ 5.0, respectively.

В результате проведенных работ авторами было установлено:As a result of the work, the authors found:

- в качестве показателей для определения оптимальных параметров растворения оксидов переходных металлов в растворах, содержащих комплексообразующий агент, а именно, величин pH растворов, при которых в них достигаются максимальные концентрации катионов металлов, а комплексные соединения наиболее устойчивы, могут быть использованы объемные коэффициенты распределения катионов радиоактивных изотопов ПМ, определяющих элементный состав оксидов, между растворами и сильноосновными анионитами в форме этого комплексообразующего агента и равновесные величины pH растворов;- as indicators for determining the optimal parameters of the dissolution of transition metal oxides in solutions containing a complexing agent, namely, the pH values of solutions at which the maximum concentration of metal cations is achieved in them and the complex compounds are most stable, volumetric distribution coefficients of radioactive cations can be used PM isotopes that determine the elemental composition of oxides between solutions and strongly basic anion exchangers in the form of this complexing agent and Significant pH values of solutions;

- искомые оптимальные величины pH растворов, которые необходимо поддерживать непосредственно в процессе растворения оксидов ПМ, могут быть определены из зависимостей объемных коэффициентов распределения (Кр) радиоактивных изотопов ПМ между растворами комплексона и сильноосновными анионитами в форме этого комплексона от равновесных величин pH растворов;- the desired optimal pH values of solutions that must be directly supported during the dissolution of PM oxides can be determined from the dependences of the volume distribution coefficients (K p ) of PM radioactive isotopes between complexon solutions and strongly basic anion exchangers in the form of this complexon on the equilibrium pH values of solutions;

- оптимальными величинами pH растворов являются равновесные величины pH, соответствующие максимальным величинам объемных Кр радиоактивных изотопов переходных металлов.- the optimal pH values of the solutions are the equilibrium pH values corresponding to the maximum values of the volume K p of radioactive isotopes of transition metals.

В отличие от способа-прототипа, включающего растворение навесок оксидов ПМ, экспериментальное измерение весовых концентраций катионов металлов, начальных и конечных величин pH исследуемых растворов, определение диапазонов pH, при которых концентрации ПМ максимальны, предлагаемое техническое решение не требует растворения оксидов и проведения химических анализов.In contrast to the prototype method, which includes dissolving weighed portions of PM oxides, experimental measurement of weight concentrations of metal cations, initial and final pH values of the studied solutions, determination of pH ranges at which PM concentrations are maximum, the proposed technical solution does not require the dissolution of oxides and chemical analyzes.

Заявляемый способ определения оптимальных параметров растворения оксидов ПМ в растворах, содержащих комплексообразующий агент, осуществляется следующим образом.The inventive method for determining the optimal parameters of the dissolution of PM oxides in solutions containing a complexing agent is as follows.

Готовят исследуемые растворы с разными начальными величинами pH (pHнач.) и заданными концентрациями комплексообразующего агента и других реагентов. В случае необходимости корректировку pHнач. от кислой области до щелочной проводят путем внесения в растворы добавок щелочей, например, аммиака. Вносят в фиксированные объемы растворов (Vраствора) радиоактивный изотоп переходного металла, количественно определяющего элементный состав оксида, например, радионуклид 59Fe в случае растворения оксидов железа, и измеряют исходную радиоактивность (Nисх) растворов.Prepare the test solutions with different initial values of pH (pH beg.) And the predetermined concentration of the complexing agent and the other reactants. If necessary, adjust the pH of the beginning. from acidic to alkaline, it is carried out by adding alkali additives, for example, ammonia, to the solutions. A radioactive isotope of a transition metal, quantitatively determining the elemental composition of the oxide, for example, 59 Fe radionuclide in the case of dissolution of iron oxides, is introduced into fixed volumes of solutions (V solution ), and the initial radioactivity (N ref ) of the solutions is measured.

Переводят сильноосновный анионит в форму комплексообразующего агента, определяющего состав раствора. В качестве ионитов могут быть использованы, например, гелиевый анионит марки АВ-17-8чС или «АМБЕРЛАЙТ - IRN78» в ОН--форме. Подготовку ионитов проводят известными способами в динамических или статических условиях /ГОСТ 20255.2-89. Иониты. Методы определения динамической обменной емкости/, /ГОСТ 20255.1-89. Иониты. Методы определения статической обменной емкости/. В результате получают анионит в форме комплексона - комплексит.Strongly basic anion exchange resin is transferred to the form of a complexing agent that determines the composition of the solution. As ion exchangers, for example, helium anion exchange resin of the AB-17-8chS or AMBERLIGHT-IRN78 brands in the OH - form can be used. The preparation of ion exchangers is carried out by known methods in dynamic or static conditions / GOST 20255.2-89. Ionites. Methods for determining the dynamic exchange capacity /, / GOST 20255.1-89. Ionites. Methods for determination of static exchange capacity. The result is anion exchange resin in the form of complexon - complexite.

Вносят фиксированные объемы комплексита (Vсмолы) в фиксированные объемы исследуемых растворов (Vраствора). Выдерживают растворы и комплексит до наступления между ними ионообменного равновесия, которое определяют по стабилизации результатов измерений активности изотопов в растворах, после чего измеряют равновесные активности растворов (Nравн.) и равновесные величины pH растворов (pHравн.).Fixed volumes of complexite (V resin ) are introduced into fixed volumes of the studied solutions (V solution ). The solutions are kept and complexite until the ion-exchange equilibrium between them is determined, which is determined by stabilizing the results of measurements of the activity of isotopes in solutions, after which the equilibrium activity of the solutions (N equal ) and the equilibrium pH values of the solutions (pH equal ) are measured.

Рассчитывают объемные коэффициенты распределения (Кр) радиоактивного изотопа металла между растворами и комплекситом по формуле:Calculate the volume distribution coefficients (K p ) of the radioactive metal isotope between solutions and complexite according to the formula:

K p = [ ( N и с х . N р а в н . ) / V с м о л ы ] [ V р а с т в о р а / N р а в н . ] , ( 2 )

Figure 00000002
K p = [ ( N and from x . - N R but at n . ) / V from m about l s ] [ V R but from t at about R but / N R but at n . ] , ( 2 )
Figure 00000002

где Nисх., Nравн. - исходная и равновесная радиоактивность раствора по соответствующему изотопу, имп./мин·мл;where N ref. , N equal to - the initial and equilibrium radioactivity of the solution according to the corresponding isotope, imp./min · ml;

Vсмолы, Vраствора - объем смолы и раствора, мл.V resin , V solution - the volume of resin and solution, ml.

Берут логарифмы величин объемных коэффициентов распределения (lgKp).Take the logarithms of the volume distribution coefficients (logK p ).

Строят графические зависимости величин lgKp от pHравн. растворов.Graphical dependences of logK p values on pH equal are built. solutions.

Определяют диапазоны pHравн., в которых значения lgKp максимальны.Determine pH ranges equal to where the values of logK p are maximal.

Данные диапазоны соответствуют оптимальным параметрам растворения оксида ПМ, оптимальным величинам pH, которые необходимо поддерживать непосредственно в процессе растворения оксида и при которых достигаются максимальные концентрации металлов в растворах, а значит, соединения ПМ с комплексоном наиболее устойчивы.These ranges correspond to the optimal parameters of the dissolution of PM oxide, the optimal pH values that must be maintained directly during the dissolution of the oxide and at which the maximum concentration of metals in solutions is achieved, which means that PM compounds with complexon are most stable.

Пример осуществления заявляемого способа.An example implementation of the proposed method.

Результаты эксперимента приведены в таблице 1 и иллюстрируются прилагаемыми фигурами, где:The results of the experiment are shown in table 1 and are illustrated by the attached figures, where:

Фиг.1 - Зависимость логарифма объемного коэффициента распределения (LgKp) катиона радиоактивного изотопа 59Fe2+ на анионите АВ-17-8 чС в ОЭДФ-форме от равновесной величины pH растворов состава, г/л: 1÷5 ОЭДФ + 0.25÷1.5 N2H4 + NH4OH. Условия опытов: статика, Т=70±2°C, Vраствора=100 мл, Vсмолы=2 мл.Figure 1 - Dependence of the logarithm of the volume distribution coefficient (LgK p ) of the cation of the radioactive isotope 59 Fe 2+ on the anion exchange resin AB-17-8 hC in the HEDP form on the equilibrium pH of the solution composition, g / l: 1 ÷ 5 HEDP + 0.25 ÷ 1.5 N 2 H 4 + NH 4 OH. Test conditions: static, T = 70 ± 2 ° C, V solution = 100 ml, V resin = 2 ml.

Фиг.2 - Изменение содержания железа в растворах, содержащих ОЭДФ с концентрацией 1 г/л и гидразин, при растворении магнетита (Fe3O4) в зависимости от величин pHнач. растворов, соответствующих заданным концентрациям ОЭДФ и N2H4.Figure 2 - Change in iron content in solutions containing HEDP with a concentration of 1 g / l and hydrazine, with the dissolution of magnetite (Fe 3 O 4 ) depending on the pH of the beginning. solutions corresponding to predetermined concentrations of HEDP and N 2 H 4 .

Концентрация N2H4гидр.), мг/л→pHнач. растворов: Cгидр.=0→pHнач.=28; Cгидр.=50→pHнач.=2.40; Cгидр.=100→pHнач.=2.60; Cгидр.=150→pHнач.=2.85; Cгидр.=200→pHнач.=3.00; Cгидр.=250→pHнач.=3.50; Cгидр.=300→pHнач.=6.00; Cгидр.=350→pHнач.=6.95.The concentration of N 2 H 4 (C hydr. ), Mg / l → pH beg. solutions: C hydr. = 0 → pH nach. = 28; C hydr. = 50 → pH nach. = 2.40; C hydr. = 100 → pH nach. = 2.60; C hydr. = 150 → pH beginning = 2.85; C hydr. = 200 → pH nach. = 3.00; C hydr. = 250 → pH nach. = 3.50; C hydr. = 300 → pH nach. = 6.00; C hydr. = 350 → pH nach. = 6.95.

Условия опытов: растворение Fe2O3 при продувке растворов аргоном; отношение объема раствора к массе навески - 2:1 (на 2 см3 - 1 мг Fe3O4); температура - 70±2°C; время - 2 часа. Содержание железа в растворах определяли атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре «Сатурн» /Спектрофотометр «Сатурн». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 5 Г I.550.082.ТО/.Test conditions: dissolution of Fe 2 O 3 when purging the solutions with argon; the ratio of the volume of the solution to the mass of the sample is 2: 1 (per 2 cm 3 - 1 mg of Fe 3 O 4 ); temperature - 70 ± 2 ° C; time - 2 hours. The iron content in the solutions was determined by the atomic absorption method on a Saturn spectrophotometer / Saturn spectrophotometer. Technical description and instruction manual. 5 G I.550.082. TO /.

Пример определения оптимальных параметров растворения магнетита в растворах, содержащих оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ) и гидразин (N2H4).An example of determining the optimal dissolution parameters of magnetite in solutions containing hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP) and hydrazine (N 2 H 4 ).

Готовят растворы, содержащие ОЭДФ и N2H4, с заданными концентрациями реагентов и начальными величинами pH растворов. Корректировку pH проводят внесением в растворы аммиака. Замеряют начальные величины pH растворов (pHнач.).Prepare solutions containing HEDP and N 2 H 4 with the given concentrations of reagents and initial pH values of the solutions. The pH adjustment is carried out by adding ammonia to the solutions. Measure the initial pH of the solutions (pH nach. ).

Переводят сильноосновный анионит марки АВ-17-8 чС в ОЭДФ-форму, для чего, помещают анионит в ОН--форме в стеклянную колонку и пропускают через ионит монораствор комплексона. В фильтрате измеряют pH. Подготовку анионита завершают, когда величина pH фильтрата сравняется с величиной pH пропускаемого раствора.Strongly basic AB-17-8 hC anion exchange resin is transferred to the HEDP form, for which purpose, the anion exchange resin is placed in the OH - form in a glass column and the complexone mono-solution is passed through the ion exchange resin. The pH is measured in the filtrate. The preparation of the anion exchange resin is completed when the pH of the filtrate is equal to the pH of the passed solution.

Помещают фиксированные объемы (100 мл) растворов ОЭДФ + N2H4 с известными концентрациями агентов и разными величинами pHнач. в колбы.Fixed volumes (100 ml) of HEDP + N 2 H 4 solutions with known concentrations of agents and different pH values are placed . into the flasks.

Вносят в объемы растворов радиоактивный изотоп переходного металла, количественно определяющего элементный состав Fe3O4, а именно, радионуклид 59Fe.A radioactive isotope of a transition metal is introduced into the solution volumes, which quantitatively determines the elemental composition of Fe 3 O 4 , namely, the 59 Fe radionuclide.

Отбирают из колб аликвоты растворов (1 мл) и измеряют исходную активность растворов (Nисх.) с использованием радиометрической аппаратуры, например, бета - радиометра. Отмечают дату и время измерения.Aliquots of solutions (1 ml) were taken from the flasks and the initial activity of the solutions (N ref. ) Was measured using radiometric equipment, for example, a beta radiometer. The date and time of the measurement are noted.

Вносят фиксированные объемы анионита в ОЭДФ-форме (2 мл) в объемы растворов (100 мл) с разными величинами pHнач. и отмечают время приведения растворов в контакт с комплекситом.Introduce a fixed volume of the anion exchanger in the HEDP-form (2 ml) solution volumes (100 ml) with different pH values beginning. and note the time of bringing the solutions into contact with complexitis.

Выдерживают растворы с комплекситом до установления ионообменного равновесия радионуклида 59Fe между ними. Для сокращения времени установления равновесия колбы с растворами помещают в термостат с температурой 70°C. Авторами было установлено, что ионообменное равновесие при ~20°C в статических условиях наступает через ~200 часов. При температуре 70°C, допускаемой для АВ-17-8чС по термостойкости, время наступления равновесия сокращается до ~10 часов.Maintain solutions with complexite until the ion-exchange equilibrium of the 59 Fe radionuclide is established between them. To reduce the time to establish equilibrium, the flasks with the solutions are placed in a thermostat with a temperature of 70 ° C. The authors found that ion-exchange equilibrium at ~ 20 ° C under static conditions occurs after ~ 200 hours. At a temperature of 70 ° C, allowed for AB-17-8hS in terms of heat resistance, the time of equilibrium is reduced to ~ 10 hours.

Выдерживают комплексит в растворах не менее 10 часов.Maintain complexite in solutions for at least 10 hours.

Отбирают пробы растворов. Объем проб увеличивают с учетом ожидаемого снижения активности радионуклида в растворах в процессе их выдержки в контакте с комплекситом и оставляют объемы, достаточные для измерения pH растворов.Samples of solutions are taken. The volume of the samples is increased taking into account the expected decrease in the activity of the radionuclide in the solutions during their exposure in contact with complexite and leave enough volumes to measure the pH of the solutions.

Измеряют равновесные (конечные) активности растворов и проводят перерасчет результатов измерений на дату и время определения исходных активностей растворов с учетом периода полураспада радионуклида, а именно, 59Fe (Nравн.).Measure the equilibrium (final) activity of the solutions and recalculate the measurement results on the date and time of determining the initial activity of the solutions, taking into account the half-life of the radionuclide, namely, 59 Fe (N equal ).

Измеряют равновесные величины pH растворов (pHравн.).Measure the equilibrium pH of the solutions (pH equ. ).

Рассчитывают объемные коэффициенты распределения (Кр) катиона изотопа (59Fe2+) между комплекситом и растворами по формуле 2.The volume distribution coefficients (K p ) of the isotope cation ( 59 Fe 2+ ) between complexite and solutions are calculated by formula 2.

Берут логарифмы величин объемных коэффициентов распределения (lg Kp).Take the logarithms of the volume distribution coefficients (log K p ).

Строят график зависимости величин lg Кр от величин pHравн. растворов.Build a graph of the dependence of the values of lg To p from pH values equal to solutions.

Из графика определяют область pHравн. растворов, которой отвечает область максимальных значений величин lg Кр.From the graph determine the pH range equal to solutions, which corresponds to the region of maximum values of log K p .

Найденная область pHравн. является оптимальной для проведения растворения оксида переходного металла - магнетита в данных растворах, содержащих заданные концентрации ОЭДФ и гидразина.The found pH range is equal to is optimal for carrying out the dissolution of transition metal oxide - magnetite in these solutions containing specified concentrations of HEDP and hydrazine.

В таблице 1 приведены физико-химические показатели (Кр, pHравн.) растворов, содержащих ОЭДФ и гидразин, после наступления ионообменного равновесия по распределению радионуклида 59Fe между растворами и анионитом АВ-17-8чС в ОЭДФ-форме, полученные из результатов экспериментальных измерений активности растворов и равновесных величин pH растворов.Table 1 shows the physicochemical parameters (K p , pH equal ) of solutions containing HEDP and hydrazine, after the onset of ion-exchange equilibrium in the distribution of 59 Fe radionuclide between solutions and AB-17-8hC anion exchange resin in HEDP form, obtained from experimental results measurements of the activity of solutions and equilibrium pH values of solutions.

На основании данных таблицы 1 (pHравн., lg Кр) построена графическая зависимость логарифмов величин объемных коэффициентов распределения катиона радиоактивного изотопа 59Fe2+ от равновесных величин pH растворов (фиг.1).Based on the data in Table 1 (pH equal , log K p ), a graphical dependence of the logarithms of the volume distribution coefficients of the cation of the radioactive isotope 59 Fe 2+ on the equilibrium pH values of the solutions was constructed (Fig. 1).

Из графика (фиг.1) диапазон равновесных величин pH растворов, который отвечает диапазону максимальных величин Кр, соответствует области значений pH от 2.5 до 4.8. Наиболее высоким значениям Кр соответствует диапазон pH растворов от 3.0 до 3.5. Поддержание pH растворов в данном диапазоне непосредственно в процессе растворения оксидов железа в растворах ОЭДФ + N2H4 является наиболее оптимальным, обеспечивает достижение максимальных концентраций катионов железа и соответствует образованию в растворах наиболее устойчивых комплексных соединений с катионом Fe2+.From the graph (figure 1) the range of equilibrium pH values of the solutions, which corresponds to the range of maximum values of K p corresponds to the range of pH values from 2.5 to 4.8. The highest values of K p correspond to the pH range of solutions from 3.0 to 3.5. Maintaining the pH of solutions in this range directly during the dissolution of iron oxides in HEDP + N 2 H 4 solutions is the most optimal, ensures maximum concentrations of iron cations and corresponds to the formation of the most stable complex compounds with Fe 2+ cation in solutions.

Правомерность данного заключения подтверждена результатами определения весовых концентраций катионов железа в растворах ОЭДФ + N2H4 с заданными концентрациями реагентов и разными начальными величинами pH при растворении навесок магнетита. Результаты экспериментально получены авторами традиционным способом, аналогичным способу-прототипу. Из графика (фиг.2), на котором представлена зависимость достигнутых концентраций железа в растворах от pHнач. растворов, следует, что максимальной концентрации ионов железа в растворах соответствует диапазон начальных величин pH от 3.5 до 5.0, после чего железо-емкость растворов падает.The validity of this conclusion is confirmed by the results of determining the weight concentrations of iron cations in HEDP + N 2 H 4 solutions with given concentrations of reagents and different initial pH values when dissolving a portion of magnetite. The results are experimentally obtained by the authors in a traditional way similar to the prototype method. From the graph (figure 2), which shows the dependence of the achieved concentrations of iron in solutions on pH beginning. solutions, it follows that the maximum concentration of iron ions in the solutions corresponds to a range of initial pH values from 3.5 to 5.0, after which the iron-capacity of the solutions decreases.

Авторами экспериментально установлено:The authors experimentally established:

1. Существует прямо пропорциональная зависимость между величинами объемных коэффициентов распределения изотопов переходных металлов между растворами, содержащими комплексообразующий агент, и сильноосновными анионитами в форме этого комплексообразующего агента и устойчивостью комплексонатов ПМ, образующихся в этих растворах.1. There is a direct proportional relationship between the volume distribution coefficients of the transition metal isotopes between solutions containing a complexing agent and strongly basic anion exchangers in the form of this complexing agent and the stability of PM complexonates formed in these solutions.

2. В качестве физико-химических показателей растворов, содержащих комплексообразующий агент, для более достоверного определения оптимальных параметров растворения оксидов ПМ, а именно, величин pH растворов, которые необходимо поддерживать непосредственно в процессе растворения оксидов, могут быть использованы объемные коэффициенты распределения радиоактивных изотопов металлов между исследуемыми растворами комплексона и сильноосновными анионитами в форме этого комплексона (комплекситами) и равновесные величины pH растворов;2. As physicochemical parameters of solutions containing a complexing agent, for more reliable determination of the optimal parameters of dissolution of PM oxides, namely, the pH values of solutions that must be maintained directly during the dissolution of oxides, volumetric distribution coefficients of radioactive isotopes of metals between studied complexon solutions and strongly basic anion exchangers in the form of this complexon (complexites) and equilibrium pH values of solutions;

3. Зависимость величин объемных коэффициентов распределения изотопов металлов, количественно определяющих элементный состав оксидов, например, изотопа 59Fe в случае исследования параметров растворения Fe3O4, от равновесных величин pH растворов, позволяет определять оптимальные параметры растворения оксидов и характеризует показатели растворов;3. The dependence of the volume distribution coefficients of metal isotopes quantitatively determining the elemental composition of oxides, for example, the 59 Fe isotope in the case of studying the dissolution parameters of Fe 3 O 4 , from the equilibrium pH values of solutions, allows us to determine the optimal parameters of the dissolution of oxides and characterizes the performance of solutions;

4. Оптимальным параметрам растворения отложений оксидов ПМ, а именно, оптимальным величинам pH, соответствуют диапазоны равновесных величин pH растворов, которые отвечают максимальным значениям объемных коэффициентов распределения катионов металлов;4. The optimal parameters for the dissolution of PM oxide deposits, namely, the optimal pH values, correspond to the ranges of equilibrium pH values of solutions that correspond to the maximum values of the volume distribution coefficients of metal cations;

5. В данных оптимальных диапазонах pH при заданных концентрациях реагентов в растворах достигаются максимальные концентрации металлов, определяющих состав оксидов ПМ, а образующиеся сложные комплексные соединения - ассоциаты - с участием катионов металлов и лигандов комплексообразующих агентов наиболее устойчивы.5. In these optimal pH ranges at given concentrations of reagents in solutions, the maximum concentrations of metals that determine the composition of PM oxides are reached, and the complex complexes formed - associates - with the participation of metal cations and ligands of complexing agents are most stable.

Установленные закономерности относятся не только к примеру конкретного выполнения заявляемого способа, но применимы и для определения оптимальных параметров растворения оксидов ПМ в растворах, содержащих другие комплексоны, и в растворах, содержащих наряду с лигандами комплексообразующих агентов лиганды органических и минеральных кислот и другие агенты. Это было экспериментально подтверждено авторами при проверке оптимальных параметров растворения оксидов железа в растворах ЭДТА + H3Cit + H2C2O4, а именно, рекомендуемых начальных pH растворов, равных величине 2.5, при соотношении агентов в растворах 4:3:3 и суммарной концентрации реагентов 1÷2.5 г/л. Рецептуру применяют при дезактивации первых контуров промышленных ЯЭУ с тяжеловодным теплоносителем по «низкоконцентрационной» химической технологии, которую в мировой практике обозначают аббревиатурой «CAN-DECON» /Decontamination of Nuclear Facilities to Permit Operation, Inspection, Maintenance, Modification or Plant Decommissioning. International Atomic Energy Agency, Vienna, 1985. Technical Reports Series, No. 249, page 12-13, 47-51/. Полученные при использовании заявляемого способа оптимальные величины pH растворов ЭДТА + H3Cit + H2C2O4, которые необходимо поддерживать непосредственно в процессе растворения оксидов железа, совпали с областью, рекомендуемой разработчиками рецептуры. Одновременно, на основании зависимости Кр радиоактивных изотопов 59Fe между растворами ЭДТА + H3Cit + H2C2O4 и анионитом АВ-17-8 чС в ЭДТА-форме от pHравн. растворов показано, что даже незначительные отклонения величин pH от оптимальных значений при растворении оксидов железа, например, от 2.5 до 3.5, критичны для процессов дезактивации первых контуров ЯЭУ с применением рецептуры. Обнаружено, что указанные отклонения приводят к существенному, как минимум на порядок, снижению устойчивости комплексных соединений с катионами Fe3+, что определяет для растворов, содержащих ЭДТА, значительную актуальность сохранения и поддержания оптимальных величин pH непосредственно в процессе дезактивации контуров ЯЭУ.The established patterns apply not only to the example of the specific implementation of the proposed method, but are also applicable for determining the optimal parameters for the dissolution of PM oxides in solutions containing other complexones and in solutions containing ligands of organic and mineral acids and other agents along with complexing agent ligands. This was experimentally confirmed by the authors when checking the optimal parameters of the dissolution of iron oxides in solutions of EDTA + H 3 Cit + H 2 C 2 O 4 , namely, the recommended initial pH of solutions equal to 2.5, with a ratio of agents in solutions of 4: 3: 3 and total concentration of reagents 1 ÷ 2.5 g / l. The recipe is used in the decontamination of the first circuits of industrial nuclear power plants with a heavy water coolant according to the "low concentration" chemical technology, which in world practice is designated by the abbreviation "CAN-DECON" / Decontamination of Nuclear Facilities to Permit Operation, Inspection, Maintenance, Modification or Plant Decommissioning. International Atomic Energy Agency, Vienna, 1985. Technical Reports Series, No. 249, page 12-13, 47-51 /. Obtained using the proposed method, the optimal pH of the solutions of EDTA + H 3 Cit + H 2 C 2 O 4 , which must be maintained directly in the process of dissolution of iron oxides, coincided with the area recommended by the developers of the formulation. At the same time, based on the dependence of K p of the radioactive isotopes of 59 Fe between the solutions of EDTA + H 3 Cit + H 2 C 2 O 4 and the anion exchange resin AB-17-8 hC in the EDTA form, the pH is equal to It was shown in solutions that even slight deviations of pH values from the optimal values during the dissolution of iron oxides, for example, from 2.5 to 3.5, are critical for the processes of decontamination of the first NPP circuits using a formulation. It was found that these deviations lead to a significant, at least an order of magnitude, decrease in the stability of complex compounds with Fe 3+ cations, which determines for solutions containing EDTA the significant relevance of maintaining and maintaining optimal pH values directly in the process of deactivation of NPP loops.

Элементный состав оксидов зависит от КМ контуров, но в любом случае определяется переходными металлами, которые выделяют среди других элементов на основании незавершенности внутренних электронных оболочек их атомов или ионов. Незавершенность оболочек предопределяет способность ПМ к образованию координационных (комплексных) соединений, что является их общим свойством. Это позволяет утверждать, что способ применим для определения оптимальных параметров растворения не только оксидов железа, но и оксидов других ПМ, например, оксидов хрома, марганца, кобальта, никеля, цинка, циркония.The elemental composition of oxides depends on the CM contours, but in any case is determined by transition metals, which are distinguished from other elements based on the incompleteness of the internal electron shells of their atoms or ions. The incompleteness of the shells determines the ability of the PM to form coordination (complex) compounds, which is their common property. This suggests that the method is applicable to determine the optimal dissolution parameters of not only iron oxides, but also oxides of other PM, for example, oxides of chromium, manganese, cobalt, nickel, zinc, zirconium.

Наличие гамма-спектрометрической аппаратуры, позволяющей идентифицировать и измерять активности нескольких гамма-излучающих радиоактивных изотопов ПМ в растворах одновременно, предоставляет исследователям дополнительные возможности. Так как концентрации радиоактивных изотопов ПМ, вносимые в растворы, ничтожно малы, и их взаимовлиянием на величины коэффициентов распределения изотопов между растворами и комплекситами можно пренебречь, то можно проводить одномоментное определение оптимальных параметров растворения различных оксидов переходных металлов в растворах, содержащих тот или иной комплексообразующий агент. Для этого в исследуемые растворы с заданными концентрациями и соотношениями реагентов, начальными величинами pH необходимо одновременно вносить гамма-излучающие изотопы сразу нескольких переходных металлов, количественно определяющих элементный состав тех или иных оксидов, например, изотопы 59Fe, 95Zr, 95Nb, 54Mn, 51Cr, 60Co, 58Co.The presence of gamma-spectrometric equipment, which allows to identify and measure the activity of several gamma-emitting radioactive isotopes of PM in solutions at the same time, provides researchers with additional opportunities. Since the concentration of PM radioactive isotopes introduced into solutions is negligible, and their influence on the isotope distribution coefficients between solutions and complexites can be neglected, it is possible to simultaneously determine the optimal dissolution parameters of various transition metal oxides in solutions containing one or another complexing agent . For this, it is necessary to simultaneously introduce gamma-emitting isotopes of several transition metals at once into the investigated solutions with given concentrations and ratios of reagents, initial pH values, quantitatively determining the elemental composition of certain oxides, for example, isotopes 59 Fe, 95 Zr, 95 Nb, 54 Mn , 51 Cr, 60 Co, 58 Co.

Заявляемый способ легко осуществим. Для его реализации требуются радиоактивные изотопы переходных металлов, входящих в состав конкретных оксидов ПМ, и радиометрическая аппаратура, позволяющая измерять активность растворов по внесенным радионуклидам.The inventive method is easily feasible. For its implementation, radioactive isotopes of transition metals that are part of specific PM oxides and radiometric equipment are required, which makes it possible to measure the activity of solutions using introduced radionuclides.

Таблица 1.Table 1. Экспериментальные данные измерения физико-химических показателей (Кр, pHравн.) растворов, содержащих заданные концентрации ОЭДФ и гидразина, по равновесному распределению катиона радиоактивного изотопа 59Fe2+ между растворами и анионитом АВ-17-8чС в ОЭДФ-форме, для определения оптимальных параметров растворения магнетита. Условия опытов: статика, Т=70±2°C, Vраствора=100 мл, Vсмолы=2 мл. Корректировка pHнач. растворов с заданными концентрациями реагентов проводилась аммиаком.Experimental data on the measurement of physicochemical parameters (K p , pH equal ) of solutions containing specified concentrations of HEDP and hydrazine, according to the equilibrium distribution of the cation of the radioactive isotope 59 Fe 2+ between solutions and AB-17-8hC anion exchange resin in the HEDP form, to determine optimal parameters of dissolution of magnetite. Test conditions: static, T = 70 ± 2 ° C, V solution = 100 ml, V resin = 2 ml. PH adjustment beginning. solutions with specified concentrations of reagents was carried out by ammonia. № п/пNo. p / p Состав раствора, г/лThe composition of the solution, g / l pHнач. pH beginning Nисх. N ref. Nравн. N equal to pHравн. pH equal to lg Kp lg K p 1one 22 33 4four 55 66 77 1one 5 ОЭДФ + 1,2 N2H4 5 OEDP + 1.2 N 2 H 4 3,233.23 49724972 4040 2,782.78 3,803.80 22 5 ОЭДФ + 1,2 N2H4 + NH4OH5 OEDP + 1.2 N 2 H 4 + NH 4 OH 4,234.23 49724972 2929th 3,043.04 3,903.90 33 5 ОЭДФ + 1,2 N2H4 + NH4OH5 OEDP + 1.2 N 2 H 4 + NH 4 OH 6,386.38 49724972 6161 3,433.43 3,603.60 4four 5 ОЭДФ + 1,2 N2H4 + NH4OH5 OEDP + 1.2 N 2 H 4 + NH 4 OH 6,786.78 49724972 6262 4,494.49 3,603.60 55 5 ОЭДФ + 1,2 N2H4 + NH4OH5 OEDP + 1.2 N 2 H 4 + NH 4 OH 7,117.11 49724972 150150 5,735.73 3,203.20 66 5 ОЭДФ + 1,2 N2H4 + NH4OH5 OEDP + 1.2 N 2 H 4 + NH 4 OH 7,507.50 49724972 990990 6,326.32 2,302,30 77 5 ОЭДФ + 1,2 N2H4 + NH4OH5 OEDP + 1.2 N 2 H 4 + NH 4 OH 6,586.58 49724972 6060 3,733.73 3,603.60 88 5 ОЭДФ + 1,2 N2H4 + NH4OH5 OEDP + 1.2 N 2 H 4 + NH 4 OH 6,166.16 49724972 4444 3,273.27 3,703.70 99 5 ОЭДФ + 1,5 N2H4 5 OEDP + 1.5 N 2 H 4 6,126.12 40204020 15fifteen 3,473.47 4,104.10 1010 5 ОЭДФ + 1,1 N2H4 5 OEDP + 1.1 N 2 H 4 3,433.43 33103310 2323 2,972.97 3,853.85 11eleven 5 ОЭДФ + 0,17 N2H4 5 OEDP + 0.17 N 2 H 4 1,981.98 32463246 5858 1,961.96 3,403.40 1212 5 ОЭДФ + 0,18 N2H4 5 OEDP + 0.18 N 2 H 4 2,952.95 38533853 5252 2,772.77 3,603.60 1313 5 ОЭДФ + 1,4 N2H4 5 OEDP + 1.4 N 2 H 4 5,685.68 38813881 2727 3,273.27 3,853.85 14fourteen 5 ОЭДФ + 1,5 N2H4 + NH4OH5 OEDP + 1.5 N 2 H 4 + NH 4 OH 7,097.09 39753975 114114 6,036.03 3,203.20 15fifteen 5 ОЭДФ + 1,5 N2H4 + NH4OH5 OEDP + 1.5 N 2 H 4 + NH 4 OH 7,967.96 39583958 22872287 6,976.97 1,501,50 1616 5 ОЭДФ + 1,5 N2H4 + NH4OH5 OEDP + 1.5 N 2 H 4 + NH 4 OH 9,029.02 39383938 35083508 8,288.28 0,80.8 1717 5 ОЭДФ + 1,5 N2H4 + NH4OH5 OEDP + 1.5 N 2 H 4 + NH 4 OH 10,1610.16 36113611 32443244 9,939.93 0,80.8 18eighteen 2,5 ОЭДФ + 0,6 N2H4 2.5 OEDP + 0.6 N 2 H 4 4,204.20 18551855 1717 3,023.02 3,703.70 1919 2,5 ОЭДФ + 0,75 N2H4 2.5 OEDP + 0.75 N 2 H 4 6,006.00 19551955 11eleven 3,153.15 3,953.95 20twenty 1 ОЭДФ + 0,28 N2H4 1 OEDP + 0.28 N 2 H 4 4,494.49 38253825 2727 3,213.21 3,853.85

Claims (2)

1. Способ определения оптимальных параметров растворения оксидов переходных металлов в растворах, содержащих комплексообразующий агент, включающий экспериментальные измерения физико-химических показателей растворов, в том числе величин pH растворов, построение графических зависимостей показателей от величин pH, отличающийся тем, что в качестве показателей используют объемные коэффициенты распределения радиоактивных изотопов переходных металлов, определяющих состав оксидов, между сильноосновным анионитом в форме комплексообразующего агента и растворами этого комплексообразующего агента и равновесные величины pH растворов, для чего в исследуемые растворы вносят радиоактивные изотопы переходных металлов, затем в фиксированные объемы растворов с заданными концентрациями реагентов, активностями изотопов переходных металлов и начальными величинами pH растворов вносят фиксированные объемы анионита в форме комплексообразующего агента, измеряют величины радиоактивности изотопов переходных металлов в растворах до и после установления ионообменного равновесия между растворами и анионитом в форме комплексообразующего агента и равновесные величины pH растворов, по результатам измерений активности растворов рассчитывают величины объемных коэффициентов распределения радиоактивных изотопов переходных металлов между растворами и анионитом в форме комплексообразующего агента, а выбор оптимальных параметров растворения оксидов переходных металлов производят из графической зависимости изменения величин объемных коэффициентов распределения радиоактивных изотопов переходных металлов от равновесных величин pH растворов, для чего определяют диапазоны равновесных величин pH, отвечающие максимальным величинам объемных коэффициентов распределения радиоактивных изотопов переходных металлов.1. The method of determining the optimal parameters of the dissolution of transition metal oxides in solutions containing a complexing agent, including experimental measurements of physico-chemical parameters of solutions, including pH values of solutions, the construction of graphical dependencies of indicators on pH values, characterized in that volume indicators are used distribution coefficients of radioactive isotopes of transition metals that determine the composition of oxides between strongly basic anion exchange resin in the form of complexing of the agent and the solutions of this complexing agent and the equilibrium pH of the solutions, for which radioactive isotopes of transition metals are added to the studied solutions, then fixed volumes of anion exchange resin in the form of a complexing agent are introduced into the fixed volumes of solutions with the given concentrations of the reagents, the activity of the transition metal isotopes and the initial pH of the solutions agent, measure the radioactivity of the isotopes of transition metals in solutions before and after the establishment of ion-exchange equilibrium between solutions and anion exchange resin in the form of a complexing agent and the equilibrium pH values of solutions, according to the results of measurements of the activity of the solutions, the volume distribution coefficients of the radioactive isotopes of transition metals between the solutions and the anion exchange resin in the form of a complexing agent are calculated, and the optimal parameters for the dissolution of transition metal oxides are selected from the graphical dependence of volumetric distribution coefficients of radioactive isotopes of transition metals from equilibrium x solutions pH values, which define the ranges of values of the equilibrium pH, corresponding to the maximum values of the distribution coefficients of the volume of radioactive isotopes of transition metals. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время установления ионообменного равновесия радиоактивных изотопов переходных металлов между анионитом в форме комплексообразующего агента и растворами этого комплексообразующего агента определяют по стабилизации активности растворов по изотопам переходных металлов. 2. The method according to claim 1, characterized in that the time of establishing the ion-exchange equilibrium of the radioactive transition metal isotopes between the anion exchange resin in the form of a complexing agent and the solutions of this complexing agent is determined by stabilizing the activity of the solutions according to the transition metal isotopes.
RU2012131628/07A 2012-07-23 2012-07-23 Method of determining optimal parameters of dissolution of oxides of transition metals in solutions, containing complexing agent RU2516274C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012131628/07A RU2516274C2 (en) 2012-07-23 2012-07-23 Method of determining optimal parameters of dissolution of oxides of transition metals in solutions, containing complexing agent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012131628/07A RU2516274C2 (en) 2012-07-23 2012-07-23 Method of determining optimal parameters of dissolution of oxides of transition metals in solutions, containing complexing agent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012131628A RU2012131628A (en) 2014-01-27
RU2516274C2 true RU2516274C2 (en) 2014-05-20

Family

ID=49957022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012131628/07A RU2516274C2 (en) 2012-07-23 2012-07-23 Method of determining optimal parameters of dissolution of oxides of transition metals in solutions, containing complexing agent

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2516274C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2307411C2 (en) * 2003-02-18 2007-09-27 Те Юниверсити Оф Чикаго Method for stabilizing uranium- and plutonium-containing materials in ceramicrite and crystalline radioactive material
RU2381580C1 (en) * 2008-10-13 2010-02-10 Учреждение Российской академии наук Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) Method of stabilising highly saline high-activity wastes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2307411C2 (en) * 2003-02-18 2007-09-27 Те Юниверсити Оф Чикаго Method for stabilizing uranium- and plutonium-containing materials in ceramicrite and crystalline radioactive material
RU2381580C1 (en) * 2008-10-13 2010-02-10 Учреждение Российской академии наук Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) Method of stabilising highly saline high-activity wastes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012131628A (en) 2014-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Platte et al. Photometric determination of zinc with zincon. Application to water containing heavy metals
Sengupta et al. A diglycolamide-functionalized task specific ionic liquid (TSIL) for actinide extraction: solvent extraction, thermodynamics and radiolytic stability studies
Boukhalfa et al. Complexation of Pu (IV) with the natural siderophore desferrioxamine B and the redox properties of Pu (IV)(siderophore) complexes
Tian et al. Thermodynamic, spectroscopic, and computational studies of lanthanide complexation with diethylenetriaminepentaacetic acid: temperature effect and coordination modes
Shenker et al. Rapid method for accurate determination of colorless siderophores and synthetic chelates
Yappert et al. Complexometric titrations: competition of complexing agents in the determination of water hardness with EDTA
Maeck et al. Spectrophotometric extraction methods specific for uranium
CN104898151B (en) The assay method of potassium Total Beta Radioactivity nucleic activity concentration is removed in a kind of seawater
Tian et al. Complexation of curium (III) with DTPA at 10–70 C: Comparison with Eu (III)–DTPA in thermodynamics, luminescence, and coordination modes
RU2516274C2 (en) Method of determining optimal parameters of dissolution of oxides of transition metals in solutions, containing complexing agent
Misael et al. Core Excitations of Uranyl in Cs2UO2Cl4 from Relativistic Embedded Damped Response Time-Dependent Density Functional Theory Calculations
Galindo et al. Trace level uranyl complexation with phenylphosphonic acid in aqueous solution: direct speciation by high resolution mass spectrometry
Schubert et al. Ion-exchange Separation of Beryllium by Elution with Salicylate Analogs
O'lauohlin et al. Spectrophotometric determination of the lanthanides with chlorophosphonazo III
Velmurugan et al. Evaluation of a dilute chemical decontaminant for pressurized heavy water reactors
Hashmi et al. Simultaneous Colorimetric Determination of Iodate and Bromate.
Königsberger et al. Solubility of calcium oxalate monohydrate in concentrated electrolyte solutions
Jones IV et al. Measurement of chelating agent levels in media with high concentrations of interfering metal ions
Steczek et al. Determination of formation constants of uranyl (VI) complexes with a hydrophilic SO-Ph-BTP ligand, using liquid-liquid extraction
Samuels et al. Initial laboratory studies into the chemical and radiological aging of organic materials in underground storage tanks at the Hanford complex
Pant et al. Neptunium estimation in the spent fuel dissolver solution by inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy
Jenkins et al. Kinetics of the Complexation of Dioxouranium (VI) with Chlorophosphonazo III
Jervis et al. A Kinetic Study of Isotopic Exchange between Terbium Ion and its EDTA Complex in Aqueous Buffer Systems and the Possible Role of Buffer Anion
Krishnan et al. Kinetic isotopic exchange studies of metal ion substitution in EDTA chelates—I Co (II)-cobalt (II)-EDTA exchange
RU2458418C1 (en) Method for removing transition metals and radionuclides from solutions containing complexing agent