RU2657272C1 - Method for purification of nitric acid-acinoid-containing solutions from silver - Google Patents
Method for purification of nitric acid-acinoid-containing solutions from silver Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657272C1 RU2657272C1 RU2017117144A RU2017117144A RU2657272C1 RU 2657272 C1 RU2657272 C1 RU 2657272C1 RU 2017117144 A RU2017117144 A RU 2017117144A RU 2017117144 A RU2017117144 A RU 2017117144A RU 2657272 C1 RU2657272 C1 RU 2657272C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- nitric acid
- silver
- concentration
- mol
- Prior art date
Links
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 239000004332 silver Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- XEVRDFDBXJMZFG-UHFFFAOYSA-N carbonyl dihydrazine Chemical compound NNC(=O)NN XEVRDFDBXJMZFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- -1 nitric acid actinoid Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 54
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 description 6
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium atom Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052695 Americium Inorganic materials 0.000 description 4
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LXQXZNRPTYVCNG-UHFFFAOYSA-N americium atom Chemical compound [Am] LXQXZNRPTYVCNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910000310 actinide oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229960002449 glycine Drugs 0.000 description 2
- 235000013905 glycine and its sodium salt Nutrition 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 1
- JGBQHVXILLEOJE-UHFFFAOYSA-N 1,3-diaminourea Chemical compound NNC(=O)NN.NNC(=O)NN JGBQHVXILLEOJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052781 Neptunium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- RAESLDWEUUSRLO-UHFFFAOYSA-O aminoazanium;nitrate Chemical compound [NH3+]N.[O-][N+]([O-])=O RAESLDWEUUSRLO-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011978 dissolution method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- LFNLGNPSGWYGGD-UHFFFAOYSA-N neptunium atom Chemical compound [Np] LFNLGNPSGWYGGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B11/00—Obtaining noble metals
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в технологии переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), в прикладной радиохимии, а также цветной металлургии при обращении с серебросодержащими растворами.The invention relates to the field of radiochemistry and can be used in the technology for processing spent nuclear fuel (SNF), in applied radiochemistry, as well as non-ferrous metallurgy when handling silver-containing solutions.
Для обеспечения высокой скорости и полноты растворения оксидов актиноидов (таких как плутоний и нептуний) в азотной кислоте используется способ электрохимического растворения в присутствии серебра(II) в качестве катиона-катализатора. Получаемые таким образом растворы содержат в среднем 50-200 г/л актиноида и 0,05 моль/л нитрата серебра при концентрации азотной кислоты 2-3 моль/л [Труды Радиевого института им. В.Г. Хлопина. Т. XVI. 2014].To ensure a high rate and complete dissolution of actinide oxides (such as plutonium and neptunium) in nitric acid, an electrochemical dissolution method is used in the presence of silver (II) as a cation catalyst. Thus obtained solutions contain an average of 50-200 g / l actinide and 0.05 mol / l silver nitrate at a concentration of nitric acid of 2-3 mol / l [Proceedings of the Radium Institute. V.G. Khlopin. T. XVI. 2014].
Для извлечения актиноидов из азотнокислых растворов традиционно используется сорбционная технология на основе винилпиридинового анионита, который обладает высокими сорбционными характеристиками, радиационной и химической устойчивостью и селективностью. Максимум статической обменной емкости сорбента проявляется при концентрации азотной кислоты в растворе 7-8 моль/л [Радиохимия 2016, т. 58, №6, с. 548-551], что требует ее дополнительное введение в раствор перед сорбционным отделением актиноидов. При этом перед аффинажной операцией из технологических продуктов необходимо количественное извлечение серебра в виду его влияния на селективность процесса.Sorption technology based on vinyl pyridine anion exchange resin, which has high sorption characteristics, radiation and chemical stability and selectivity, is traditionally used to extract actinides from nitric acid solutions. The maximum static exchange capacity of the sorbent is manifested when the concentration of nitric acid in the solution is 7-8 mol / l [Radiochemistry 2016, v. 58, No. 6, p. 548-551], which requires its additional introduction into the solution before the sorption separation of actinides. Moreover, before the refining operation from technological products, quantitative extraction of silver is necessary in view of its influence on the selectivity of the process.
Известен способ извлечения серебра из технологических азотнокислых растворов [RU 2581958, опубл. 20.04.2016], отличающийся тем, что извлечение проводят путем выделения серебра в твердую фазу на твердофазный катализатор в динамическом режиме в термостатируемом аппарате колонного типа непрерывного действия в присутствии восстановителя. Процесс проводят при температуре 40-50°С. В качестве восстановителя используют гидразин-нитрат с концентрацией 2-20 г/л. Недостатками способа являются: использование дорогостоящего катализатора, потери актиноидов в результате сорбционного отделения на насадке, наличие в растворе остаточных количеств гидразина.A known method for the extraction of silver from technological nitric acid solutions [RU 2581958, publ. 04/20/2016], characterized in that the extraction is carried out by separating silver into the solid phase on the solid-phase catalyst in dynamic mode in a thermostatic column-type apparatus of continuous operation in the presence of a reducing agent. The process is carried out at a temperature of 40-50 ° C. As a reducing agent, hydrazine nitrate with a concentration of 2-20 g / l is used. The disadvantages of the method are: the use of an expensive catalyst, the loss of actinides as a result of sorption separation on the nozzle, the presence in the solution of residual amounts of hydrazine.
Известен способ извлечения серебра из азотнокислых актиноидсодержащих растворов (варианты) [Заявка 2016 103363, 02.02.2016], принятый за прототип, отличающийся тем, что проводят нейтрализацию серебросодержащего раствора несолеобразующим нейтрализующим агентом (гидразин-гидратом или аминоуксусной кислотой) до pH 0,8-1,0, вносят в качестве комплексообразователя аминоуксусную кислоту для обеспечения рН раствора в диапазоне 1,0-2,5, вносят в качестве восстановителя карбогидразид, осуществляют выделение серебра в седиментируемые твердофазные формы в объеме раствора путем повышения температуры реакционной среды до 50-80°C с последующим растворением отделенного серебра в азотной кислоте. Недостатками способа являются: снижение сорбционной способности актиноидов в результате образования устойчивых комплексных соединений, сложность организации процесса восстановления серебра в узкой области pH (1,0-2,5), необходимость проведения дополнительной операции разложения вводимого комплексообразователя.A known method for the extraction of silver from nitric acid actinide solutions (options) [Application 2016 103363, 02.02.2016], adopted as a prototype, characterized in that the silver-containing solution is neutralized by a non-salt-forming neutralizing agent (hydrazine hydrate or aminoacetic acid) to a pH of 0.8- 1.0, add aminoacetic acid as a complexing agent to ensure the pH of the solution in the range of 1.0-2.5, add carbohydrazide as a reducing agent, and silver is precipitated into sedimented solid-phase forms in volume IU solution by increasing the reaction medium temperature up to 50-80 ° C followed by dissolving the separated silver in nitric acid. The disadvantages of the method are: a decrease in the sorption ability of actinides as a result of the formation of stable complex compounds, the complexity of organizing the process of silver recovery in a narrow pH range (1.0-2.5), the need for an additional decomposition operation of the introduced complexing agent.
Задачей изобретения является очистка азотнокислых растворов от серебра путем восстановления его ионных форм до металла без применения устойчивых комплексообразующих соединений.The objective of the invention is the purification of nitric acid solutions from silver by restoring its ionic forms to metal without the use of stable complexing compounds.
Задача решается оптимизацией температурных режимов процессов восстановления серебра дигидразидом угольной кислоты (карбогидразидом) и окислительного разрушения его избытка азотной кислотой.The problem is solved by optimizing the temperature conditions of the processes of silver reduction with carbonic acid dihydrazide (carbohydrazide) and the oxidative destruction of its excess with nitric acid.
Техническим результатом является очистка технологических продуктов от серебра до концентрации менее 100 мкг/л, позволяющая проводить последующую операцию сорбционного отделения актиноидов.The technical result is the purification of technological products from silver to a concentration of less than 100 μg / l, allowing the subsequent operation of the sorption separation of actinides.
Для достижения технического результата в способе очистки азотнокислых актиноидсодержащих растворов от серебра восстановление серебра проводят дигидразидом угольной кислоты из раствора с концентрацией азотной кислоты 0,4-0,7 моль/л при температуре 81-92°C, осветленный раствор корректируют азотной кислотой до 6-8 моль/л и нагревают до температуры 93-98°C.To achieve a technical result in a method for purifying nitric acid actinide-containing solutions from silver, silver is reduced using carbonic acid dihydrazide from a solution with a concentration of nitric acid of 0.4-0.7 mol / L at a temperature of 81-92 ° C, the clarified solution is adjusted with nitric acid to 6- 8 mol / l and heated to a temperature of 93-98 ° C.
Сущность изобретения заключается в прямом восстановлении серебра из раствора с отделением его в осадок и последующем окислении избытка восстановителя до продуктов, не оказывающих влияния на процесс сорбционного отделения актиноидов.The essence of the invention lies in the direct reduction of silver from a solution with its separation into a precipitate and the subsequent oxidation of excess reducing agent to products that do not affect the sorption separation of actinides.
Использование в качестве восстановителя дигидразида угольной кислоты (в диапазоне температуры реакционной среды 81-92°C) позволяет получать седиментируемые осадки с преобладающим размером зерна 5-30 мкм и одновременно достигать при температуре 93-98°C полной окислительной деструкции его избытка под воздействием дополнительно вводимой в реакционный объем азотной кислоты с образованием простых газообразных продуктов и воды. Вместе с тем дигидразид угольной кислоты позволяет стабилизировать актиноиды в наиболее устойчивых к гидролизу восстановленных формах, тем самым исключая их осаждение с отделяемым в осадок серебром. Дигидразид угольной кислоты является апробированным в технологии радиохимического производства реагентом и, как правило, используется на операциях экстракционного аффинажа плутония [Алексеенко В.Н. Карбогидразид: свойства и применение в водно-экстракционной технологии переработки облученного ядерного топлива / Дис. канд. тех. наук. - 2013].The use of carbonic acid dihydrazide as a reducing agent (in the temperature range of the reaction medium 81-92 ° C) allows one to obtain sedimentable precipitates with a predominant grain size of 5-30 μm and at the same time achieve a complete oxidative destruction of its excess at a temperature of 93-98 ° C under the influence of additionally introduced into the reaction volume of nitric acid with the formation of simple gaseous products and water. At the same time, carbonic dihydrazide makes it possible to stabilize actinides in the reduced forms most resistant to hydrolysis, thereby eliminating their precipitation with silver being precipitated. Carbonic acid dihydrazide is a reagent tested in the technology of radiochemical production and, as a rule, is used in plutonium extraction refining operations [V. Alekseenko Carbohydrazide: properties and application in water-extraction technology for processing irradiated nuclear fuel / Dis. Cand. those. sciences. - 2013].
Очистка технологических продуктов от серебра осуществляется перед сорбционным аффинажем актиноидов на операциях корректировки раствора и осветления. При этом корректировка раствора выполняется за две операции, включающие разбавление технологического продукта путем введения воды и восстановителя, фильтрационного отделения осадка металлического серебра, а затем увеличения кислотности раствора путем введения концентрированной азотной кислоты.Purification of technological products from silver is carried out before the sorption refining of actinides in the operations of adjusting the solution and clarification. In this case, the adjustment of the solution is carried out in two operations, including diluting the technological product by introducing water and a reducing agent, filtering the precipitate of metallic silver, and then increasing the acidity of the solution by introducing concentrated nitric acid.
Предлагаемый способ не требует изменения традиционно применяемой аппаратурной схемы и заключается во внесении восстановителя после разбавления технологического продукта водой (либо слабой кислотой), его нагреве и осветлении, а также последующем внесении концентрированной азотной кислоты до концентрации 6-8 моль/л и повторном термостатировании реакционного объема. Восстановление серебра и разложение дигидразида угольной кислоты при этом протекают по наиболее вероятным реакциям:The proposed method does not require a change in the traditionally applied hardware scheme and consists in introducing a reducing agent after diluting the technological product with water (or weak acid), heating and clarifying it, as well as the subsequent introduction of concentrated nitric acid to a concentration of 6-8 mol / L and re-temperature the reaction volume . The reduction of silver and the decomposition of carbonic dihydrazide in this case proceed according to the most probable reactions:
10AgNO3+2N4H6CO+2H2O→10Ag+3N2+2CO2+8HNO3+2NH4NO3;10AgNO 3 + 2N 4 H 6 CO + 2H 2 O → 10Ag + 3N 2 + 2CO 2 + 8HNO 3 + 2NH 4 NO 3 ;
5(NH2NH)2CO+8HNO3→14N2+5CO2+19H2O.5 (NH 2 NH) 2 CO + 8HNO 3 → 14N 2 + 5CO 2 + 19H 2 O.
Предлагаемый способ очистки от серебра технологических азотнокислых продуктов радиохимического производства реализуют в следующей последовательности. Поступающий после окислительного растворения оксидов актиноидов осветленный серебросодержащий раствор разбавляют водой с кратностью 3-7 до получения концентрации азотной кислоты 0,4-0,7 моль/л. В раствор вносят дигидразид угольной кислоты в виде раствора, либо в виде сухого реагента до получения его мольного избытка по отношению к азотной кислоте 1-1,5. Реакционный объем нагревают и выдерживают при температуре 81-92°C в течение 1-2 часа. Полученный осадок усредняют в объеме перемешиванием. Суспензию отправляют на фильтрацию. Отделенный осадок металлического серебра промывают, растворяют в азотной кислоте и возвращают в технологическую схему. В осветленный раствор вносят концентрированную азотную кислоту 10-16 моль/л до ее содержания в растворе 6-8 моль/л. Реакционный объем нагревают и выдерживают при температуре 93-98°C в течение 1-2 часа. После термостатирования раствор охлаждают до температуры 25-40°C и передают на операцию сорбционного отделения актиноидов. Суммарная кратность разбавления исходного раствора с учетом всех операций составляет 12-42, что обеспечивает получение в растворе оптимальной для сорбционного аффинажа концентрации актиноидов на уровне 1,5-6,5 г/л.The proposed method for purification from silver of technological nitric acid products of radiochemical production is implemented in the following sequence. The clarified silver-containing solution arriving after the oxidative dissolution of actinide oxides is diluted with water with a ratio of 3–7 to obtain a nitric acid concentration of 0.4–0.7 mol / L. Carbonic acid dihydrazide is added to the solution in the form of a solution, or in the form of a dry reagent until its molar excess with respect to nitric acid is 1-1.5. The reaction volume is heated and kept at a temperature of 81-92 ° C for 1-2 hours. The resulting precipitate is averaged over volume by stirring. The suspension is sent for filtration. The separated precipitate of metallic silver is washed, dissolved in nitric acid and returned to the technological scheme. Concentrated nitric acid 10–16 mol / L is added to the clarified solution until its content in the solution is 6–8 mol / L. The reaction volume is heated and maintained at a temperature of 93-98 ° C for 1-2 hours. After thermostating, the solution is cooled to a temperature of 25-40 ° C and transferred to the operation of sorption separation of actinides. The total dilution factor of the initial solution, taking into account all operations, is 12-42, which ensures that the solution in the solution has an optimal concentration of actinides for sorption refining at a level of 1.5-6.5 g / l.
В частном случае разбавление водой исходного раствора не производится, а восстановитель вводится непосредственно в технологический продукт (в виде раствора либо сухого реагента).In the particular case, dilution with water of the initial solution is not performed, and the reducing agent is introduced directly into the technological product (in the form of a solution or a dry reagent).
Пример 1Example 1
Использовали раствор, содержащий серебро в концентрации 8 г/л при концентрации плутония 60 г/л, америция 0,6 г/л, азотной кислоты 3 моль/л. 10 мл исходного раствора разбавляли дистиллатом до получения концентрации азотной кислоты 0,43 моль/л при увеличении объема до 70 мл. Затем вносили карбогидразид в виде водного раствора с концентрацией 1 моль/л до получения 1,1-кратного мольного избытка по отношению к азотной кислоте при увеличении объема до 155 мл. Реакционный объем нагревали до температуры 86°C со скоростью 0,8°C/мин и термостатировали при температуре 86±1,5°C в течение 1 часа. После охлаждения реакционного объема до 25°C образовавшийся осадок металлического серебра суспендировали в объеме раствора и отделяли на микрофильтрационной перегородке с размером пор 0,6 мкм под разрежением 0,8 кгс/см2. Осветленный раствор доводили до 300 мл азотной кислотой 14 моль/л, нагревали до температуры 97°C со скоростью 2,0°C/мин и термостатировали при температуре 97±0,5°C в течение 1,5 часа. Полученный раствор содержал плутоний в концентрации 2,0±0,01 г/л, америций в концентрации 0,02±0,005 г/л, азотную кислоту в концентрации 6,6±0,1 моль/л, серебро в концентрации менее 50±10 мкг/л. Степень извлечения серебра из раствора составила более 99,98%. Used a solution containing silver at a concentration of 8 g / l at a concentration of plutonium 60 g / l, americium 0.6 g / l, nitric acid 3 mol / l. 10 ml of the initial solution was diluted with distillate to obtain a concentration of nitric acid of 0.43 mol / L with an increase in volume to 70 ml. Then, carbohydrazide was added in the form of an aqueous solution with a concentration of 1 mol / L to obtain a 1.1-fold molar excess with respect to nitric acid with an increase in volume to 155 ml. The reaction volume was heated to a temperature of 86 ° C at a rate of 0.8 ° C / min and thermostated at a temperature of 86 ± 1.5 ° C for 1 hour. After the reaction volume was cooled to 25 ° C, the resulting silver metal precipitate was suspended in the solution volume and separated on a microfiltration partition with a pore size of 0.6 μm under a vacuum of 0.8 kgf / cm 2 . The clarified solution was brought to 300 ml with nitric acid of 14 mol / L, heated to a temperature of 97 ° C at a rate of 2.0 ° C / min and thermostated at a temperature of 97 ± 0.5 ° C for 1.5 hours. The resulting solution contained plutonium at a concentration of 2.0 ± 0.01 g / l, americium at a concentration of 0.02 ± 0.005 g / l, nitric acid at a concentration of 6.6 ± 0.1 mol / l, silver at a concentration of less than 50 ± 10 mcg / l. The degree of extraction of silver from the solution was more than 99.98%.
Пример 2Example 2
Использовали раствор, содержащий серебро в концентрации 1 г/л при концентрации плутония 8 г/л, америция 0,02 г/л, азотной кислоты 0,5 моль/л. При перемешивании со скоростью 400 об/мин в 50 мл нагретого до 50°C раствора вносили 2,47 г порошка дигидразида угольной кислоты со скоростью 0,16 г/мин до полного его растворения. Реакционный объем нагревали до температуры 81°C со скоростью 1,1°C/мин и термостатировали при температуре 81±0,5°C в течение 1,5 часа. После охлаждения реакционного объема до 40°C образовавшийся осадок металлического серебра суспендировали в объеме раствора и отделяли на микрофильтрационной перегородке с размером пор 0,45 мкм под разрежением 0,55 кгс/см2. Объем осветленного раствора доводили до 200 мл раствором 10 моль/л азотной кислотой, нагревали до температуры 97°C со скоростью 3,1°C/мин и термостатировали при температуре 97±0,5°C в течение 2 часов. Полученный раствор содержал плутоний в концентрации 2,0±0,01 г/л, америций в концентрации 0,005±0,001 г/л, азотную кислоту в концентрации 7,3±0,1 моль/л, серебро в концентрации менее 50±10 мкг/л. Степень извлечения серебра из раствора составила более 99,9%.Used a solution containing silver at a concentration of 1 g / l at a concentration of plutonium 8 g / l, americium 0.02 g / l, nitric acid 0.5 mol / l. While stirring at a speed of 400 rpm, 2.47 g of carbonic acid dihydrazide powder was added to 50 ml of a solution heated to 50 ° C at a speed of 0.16 g / min until it was completely dissolved. The reaction volume was heated to a temperature of 81 ° C at a rate of 1.1 ° C / min and thermostated at a temperature of 81 ± 0.5 ° C for 1.5 hours. After the reaction volume was cooled to 40 ° C, the resulting silver metal precipitate was suspended in the solution volume and separated on a microfiltration partition with a pore size of 0.45 μm under a vacuum of 0.55 kgf / cm 2 . The volume of the clarified solution was brought to 200 ml with a solution of 10 mol / L nitric acid, heated to a temperature of 97 ° C at a rate of 3.1 ° C / min and thermostated at a temperature of 97 ± 0.5 ° C for 2 hours. The resulting solution contained plutonium at a concentration of 2.0 ± 0.01 g / l, americium at a concentration of 0.005 ± 0.001 g / l, nitric acid at a concentration of 7.3 ± 0.1 mol / l, silver at a concentration of less than 50 ± 10 μg / l The degree of silver extraction from the solution was more than 99.9%.
Предлагаемый способ позволяет проводить очистку технологических азотнокислых растворов от серебра непосредственно из продукта электрохимического растворения оксидов актиноидов (в том случае, когда актиноиды являются макрокомпонентом реакционной системы) до проведения аффинажных операций с целью их извлечения в целевой продукт.The proposed method allows the purification of technological nitric acid solutions from silver directly from the product of electrochemical dissolution of actinide oxides (in the case when actinides are a macro component of the reaction system) before carrying out refining operations in order to extract them into the target product.
В отличие от способа-прототипа, предлагаемый способ не требует нейтрализации исходного раствора до точного значения рН (что вызывает затруднения при проведении процесса в дистанционно обслуживаемой зоне), позволяет использовать только один реагент, являющийся восстановителем, исключает образование устойчивых комплексных соединений актиноидов и не требует проведения дополнительных операций по их разрушению.Unlike the prototype method, the proposed method does not require neutralization of the initial solution to an exact pH value (which causes difficulties when carrying out the process in a remotely serviced zone), allows you to use only one reagent, which is a reducing agent, eliminates the formation of stable complex compounds of actinides and does not require additional operations to destroy them.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117144A RU2657272C1 (en) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | Method for purification of nitric acid-acinoid-containing solutions from silver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117144A RU2657272C1 (en) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | Method for purification of nitric acid-acinoid-containing solutions from silver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2657272C1 true RU2657272C1 (en) | 2018-06-09 |
Family
ID=62560414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017117144A RU2657272C1 (en) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | Method for purification of nitric acid-acinoid-containing solutions from silver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2657272C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2753358C2 (en) * | 2020-01-28 | 2021-08-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Method for regeneration of silver from actinoid-containing nitric-acid solution |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5413617A (en) * | 1993-09-13 | 1995-05-09 | National Science Council | Process for the preparation of silver powder with a controlled surface area by reduction reaction |
| RU2277599C2 (en) * | 2004-05-26 | 2006-06-10 | ФГУП "Производственное объединение "Маяк" | Method of extraction of silver from the waste sorbents containing iodine-129 |
| RU2430175C1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Processing method of nitric-acid solution of regenerated uranium with removal of technetium (versions) |
| RU2581958C2 (en) * | 2014-09-25 | 2016-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Method of extracting silver from process nitrate solutions |
| RU2618874C1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-05-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Method for silver recovery from nitrate actinoid containing solutions (versions) |
-
2017
- 2017-05-16 RU RU2017117144A patent/RU2657272C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5413617A (en) * | 1993-09-13 | 1995-05-09 | National Science Council | Process for the preparation of silver powder with a controlled surface area by reduction reaction |
| RU2277599C2 (en) * | 2004-05-26 | 2006-06-10 | ФГУП "Производственное объединение "Маяк" | Method of extraction of silver from the waste sorbents containing iodine-129 |
| RU2430175C1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Processing method of nitric-acid solution of regenerated uranium with removal of technetium (versions) |
| RU2581958C2 (en) * | 2014-09-25 | 2016-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Method of extracting silver from process nitrate solutions |
| RU2618874C1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-05-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Method for silver recovery from nitrate actinoid containing solutions (versions) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2753358C2 (en) * | 2020-01-28 | 2021-08-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") | Method for regeneration of silver from actinoid-containing nitric-acid solution |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105112681B (en) | Method for extracting gold platinum and palladium from platinum and palladium concentrate | |
| EA024078B1 (en) | Industrial extraction of uranium using ammonium carbonate and membrane separation | |
| US4012481A (en) | Process for the separation of platinum group metals | |
| RU2657272C1 (en) | Method for purification of nitric acid-acinoid-containing solutions from silver | |
| CN104532011A (en) | Method for separating and purifying platinum metals through solvent extraction | |
| León et al. | Kinetic study of the effect of carrier and stripping agent concentrations on the facilitated transport of cobalt through bulk liquid membranes | |
| SU867319A3 (en) | Method of processing materials containing arsenic and metal | |
| RU2461518C2 (en) | Producing thorium 228 from natural thorium salt | |
| US8883096B2 (en) | Extraction of uranium from wet-process phosphoric acid | |
| RU2704310C1 (en) | Method for dissolving off-grade pelletized products of mox-fuel production | |
| US2951740A (en) | Processing of neutron-irradiated uranium | |
| CN103570054A (en) | Method and system for preparing ultra-low-radioactivity rare earth oxide | |
| RU2618874C1 (en) | Method for silver recovery from nitrate actinoid containing solutions (versions) | |
| JPH0310576B2 (en) | ||
| RU2430175C1 (en) | Processing method of nitric-acid solution of regenerated uranium with removal of technetium (versions) | |
| RU2750735C1 (en) | Method for processing materials containing precious metals and iron | |
| US8802041B1 (en) | Decontamination of radioactive metals | |
| JP2011195935A (en) | Method for separating and recovering platinum group element | |
| RU2753358C2 (en) | Method for regeneration of silver from actinoid-containing nitric-acid solution | |
| US2780515A (en) | Method for improved precipitation of uranium peroxide | |
| WO2013066957A1 (en) | Extraction of uranium from wet-process phosphoric acid | |
| CN110387467A (en) | A kind of technique of the separating-purifying spongy platinum from platiniferous material | |
| RU2720703C1 (en) | Method of extracting ni-63 from an irradiated target and cleaning it of impurities | |
| US20050072735A1 (en) | Purification of ammonium metallate solutions | |
| Ali et al. | Upgrading of the crude yellow cake to a highly purified form using tris (2-ethylhexyl) phosphate in presence of EDTA or CDTA |