RU2696475C1 - Method of dissolving plutonium dioxide to obtain a concentrated solution - Google Patents

Method of dissolving plutonium dioxide to obtain a concentrated solution Download PDF

Info

Publication number
RU2696475C1
RU2696475C1 RU2019103217A RU2019103217A RU2696475C1 RU 2696475 C1 RU2696475 C1 RU 2696475C1 RU 2019103217 A RU2019103217 A RU 2019103217A RU 2019103217 A RU2019103217 A RU 2019103217A RU 2696475 C1 RU2696475 C1 RU 2696475C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plutonium
plutonium dioxide
nitric acid
dioxide
solution
Prior art date
Application number
RU2019103217A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Николаевич Герасименко
Сергей Александрович Чешуяков
Андрей Владимирович Чиков
Дмитрий Сергеевич Шляжко
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара"
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2019103217A priority Critical patent/RU2696475C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2696475C1 publication Critical patent/RU2696475C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G56/00Compounds of transuranic elements

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to a method of dissolving plutonium dioxide or mixed oxides of actinides containing plutonium dioxide, any other oxides with a redox potential which is more positive than the potential of the pair Ag2+/Ag+(-1.98 V). Method comprises loading into electrolysis unit with pulsation chamber a solution of nitric acid, plutonium dioxide, silver in form of metal or nitrate, feeding anode and cathode of electric current, and into pulsation chamber of pulses with period of 0.9 seconds and duration of 0.4 seconds, addition as far as concentration of reacting components in electrolysis unit of plutonium dioxide and nitric acid into anolyte, catholyte is fed with concentrated nitric acid of 630 g/l of 10 ml, after each loading of plutonium dioxide, make-up is carried out, addition of reacting components is carried out after confirmation of complete dissolution of previously added.
EFFECT: invention provides a simple and non-energy-consuming process with a technologically acceptable time of its carrying out at room temperature, absence of extraneous interfering extraction of components and corrosion-hazardous reagents and obtaining a solution with high concentration of plutonium.
1 cl, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к способам растворения диоксида плутония или смешанных оксидов актиноидов, содержащих диоксид плутония, любых других оксидов с окислительно-восстановительным потенциалом положительнее потенциала пары Ag2+/Ag+(-1,98 В) и может быть применено в гидрометаллургической технологии, включающей операции растворения материалов, содержащих диоксид плутония для целей последующей экстракционной очистки растворов нитрата плутонила.The invention relates to methods for dissolving plutonium dioxide or mixed actinide oxides containing plutonium dioxide, any other oxides with redox potential, is more positive than potential of Ag 2+ / Ag + (-1.98 V) pair and can be used in hydrometallurgical technology, including operations dissolving plutonium dioxide-containing materials for subsequent extraction purification of plutonyl nitrate solutions.

Известно, что диоксид плутония (РuО2), полученный при низких температурах, легко растворяется в концентрированной соляной, бромной, ортофосфорной, йодистоводородной и хлорной кислотах. Однако прокаленный и выдержанный относительно продолжительное время диоксид плутония трудно растворим даже в указанных кислотах. К известным химическим способам перевода прокаленного диоксида плутония в растворимое состояние относятся следующие: 1) предварительное сплавление РuО2 с KHSO4; 2) взаимодействие РuО2 при 700°С с четыреххлористым углеродом; 3) растворение в кислотах: соляной, фосфорной, йодистоводородной, хлорной и концентрированной хлоруксусной кислотах с выделением водорода и образованием иона Рu3+; 4) растворение в разбавленных серной и азотной кислотах, при этом, растворение диоксида плутония протекает медленно, кислоты оказывают пассивирующее воздействие, также процесс сопровождается образованием нерастворимого осадка, состоящего из полимеров гидроокиси плутония или гидратированных оксидов (И.Н. Бекман ПЛУТОНИЙ Учебное пособие http://profbeckman.narod.ru/Pluton.htm); 5) растворение в смесях минеральных кислот HNO3, HF и HI (Плутоний / Справочник под ред. О. Вика, том 1, М.: Атомиздат, 1971. - С. 23); 6) способы растворения, предполагающие сплавление в солевых составах: сплавление с пиросульфатом калия (Аналитическая химия плутония. М.: Наука, 1965, с. 107), сплавление со смесью нитрата калия и гидроксида калия (патент RU 2456687, МПК G21C 3/00, C01G 56/00, опубл. 20.07.2012) и др.It is known that plutonium dioxide (PuO 2 ) obtained at low temperatures readily dissolves in concentrated hydrochloric, bromic, phosphoric, hydroiodic and perchloric acids. However, plutonium dioxide calcined and aged for a relatively long time is hardly soluble even in these acids. Known chemical methods for transferring calcined plutonium dioxide to a soluble state include the following: 1) preliminary fusion of PuO 2 with KHSO 4 ; 2) the interaction of PuO 2 at 700 ° C with carbon tetrachloride; 3) dissolution in acids: hydrochloric, phosphoric, hydroiodic, perchloric and concentrated chloroacetic acids with the evolution of hydrogen and the formation of the Pu 3+ ion; 4) dissolution in dilute sulfuric and nitric acids, while the dissolution of plutonium dioxide is slow, the acids have a passivating effect, and the process is accompanied by the formation of an insoluble precipitate consisting of polymers of plutonium hydroxide or hydrated oxides (I.N.Bekman PLUTONIUM Study Guide http: //profbeckman.narod.ru/Pluton.htm); 5) dissolution in mixtures of mineral acids HNO 3 , HF and HI (Plutonium / Handbook, edited by O. Vika, Volume 1, M .: Atomizdat, 1971. - P. 23); 6) dissolution methods involving fusion in salt compositions: fusion with potassium pyrosulfate (Analytical chemistry of plutonium. M .: Nauka, 1965, p. 107), fusion with a mixture of potassium nitrate and potassium hydroxide (patent RU 2456687, IPC G21C 3/00 , C01G 56/00, publ. 20.07.2012) and others.

Все указанные способы химического растворения диоксида плутония имеют один или совокупность следующих недостатков, негативно влияющих на последующий экстракционный аффинаж: невозможность полностью растворить плутоний, образование солей плутония с малыми коэффициентами экстракции; не технологичность процесса, выраженная в много стадийности или применении высоких температур, корродирующее действие применяемых компонентов на материалы аппаратов.All these methods for the chemical dissolution of plutonium dioxide have one or a combination of the following disadvantages that adversely affect subsequent extraction refining: the inability to completely dissolve plutonium, the formation of plutonium salts with low extraction ratios; non-technological process, expressed in many stages or the use of high temperatures, the corrosive effect of the components used on the materials of the apparatus.

Способ концентрирования растворов их упариванием также приводит к необратимой полимеризации плутония и вызывает отложение продуктов на стенках выпарного аппарата, что приводит к частым остановкам процесса. Операция упаривания раствора плутония требует учета его коррозионного действия на аппараты.The method of concentration of solutions by evaporation also leads to irreversible polymerization of plutonium and causes the deposition of products on the walls of the evaporator, which leads to frequent shutdowns of the process. The operation of evaporation of a solution of plutonium requires consideration of its corrosive effects on the apparatus.

Доказано, что ионные потенциалы и, соответственно, склонность к гидролизу и комплексообразованию уменьшаются в ряду:It is proved that ionic potentials and, accordingly, a tendency to hydrolysis and complexation decrease in the series:

Figure 00000001
Figure 00000001

Не смотря на большую, чем остальные, устойчивость пятивалентного плутония, РuО2 + в водных растворах он легко диспропорцианирует на Pu(IV) и Pu(VI). Pu(IV) склонен к комплексообразованию, в частности с азотной, серной, соляной и уксусной кислотами. Так, в концентрированной азотной кислоте Pu(IV) образует комплексы Pu(NO3)5- и Рu(NO3)6 2-. В водных растворах Pu(IV) легко гидролизуется, а гидроксид плутония склонен к полимеризации. Таким образом, наиболее приемлемым вариантом является получение концентрированного раствора плутония в состоянии Pu(VI) и перевод его в Pu(IV) непосредственно перед экстракционным аффинажем, так как Рu в степени окисления 4+ обладает наибольшим коэффициентом распределения.Despite the greater than the rest stability of pentavalent plutonium, PuO 2 + in aqueous solutions, it easily disproportionates to Pu (IV) and Pu (VI). Pu (IV) is prone to complexation, in particular with nitric, sulfuric, hydrochloric and acetic acids. Thus, in concentrated nitric acid, Pu (IV) forms Pu (NO 3 ) 5- and Pu (NO 3 ) 6 2- complexes. In aqueous solutions, Pu (IV) is easily hydrolyzed, and plutonium hydroxide is prone to polymerization. Thus, the most acceptable option is to obtain a concentrated solution of plutonium in the Pu (VI) state and transfer it to Pu (IV) immediately before extraction refining, since Pu in the 4+ oxidation state has the highest distribution coefficient.

Существует электролитический способ извлечения и очистки металлического плутония в расплаве эквимолярной смеси хлоридов калия и натрия. В данном способе после электролитического рафинирования плутоний подвергают электрохимическому растворению в 1-5 М азотной кислоте (электролите) при температуре от 20°С до 80°С и анодной плотности тока 0,5-10 А/см2 с использованием плутония в качестве анода. В качестве материала катода могут быть использованы тантал, титан, вольфрам, кислотостойкая нержавеющая сталь (И.Н. Бекман ПЛУТОНИЙ Учебное пособие Глава 13 http://profbeckman.narod.ru/Pluton.htm).There is an electrolytic method for the extraction and purification of metallic plutonium in a melt of an equimolar mixture of potassium and sodium chlorides. In this method, after electrolytic refining, plutonium is subjected to electrochemical dissolution in 1-5 M nitric acid (electrolyte) at a temperature of from 20 ° C to 80 ° C and anode current density of 0.5-10 A / cm 2 using plutonium as an anode. As the cathode material, tantalum, titanium, tungsten, and acid-resistant stainless steel can be used (I.N. Bekman PLUTONIUM Study Guide Chapter 13 http://profbeckman.narod.ru/Pluton.htm).

Недостатком данного способа электрохимического растворения является то, что при получении большой концентрации плутония при высоких анодных потенциалах возможно образование полимерных гидроксидов плутония, в этом случае анодное растворение плутония прекращается.The disadvantage of this method of electrochemical dissolution is that when a large concentration of plutonium is obtained at high anode potentials, the formation of polymer plutonium hydroxides is possible, in this case, the anodic dissolution of plutonium ceases.

Известен способ, описанный в патенте РФ на изобретение №2171506 (МПК G21C 19/46, C01G 43/00, C01G 56/00, опубл. 27.07.2001). Изобретение относится к способу и устройству для растворения порошка, состоящего из смеси оксидов урана, плутония и/или смешанных оксидов урана и плутония. Порошок растворяют в растворе азотной кислоты с применением двухвалентного серебра, полученного электролизом. Способ включает две стадии, которые проводят последовательно в одном и том же устройстве для растворения. Реагирующий раствор циркулирует в замкнутом контуре: на первой, непрерывной, стадии растворяется оксид урана и поток раствора, содержащий растворенный оксид, отводят; на второй, периодической, стадии электролитически растворяется оксид плутония, накопленный во время первой стадии.The known method described in the patent of the Russian Federation for invention No. 2171506 (IPC G21C 19/46, C01G 43/00, C01G 56/00, publ. July 27, 2001). The invention relates to a method and apparatus for dissolving a powder consisting of a mixture of oxides of uranium, plutonium and / or mixed oxides of uranium and plutonium. The powder is dissolved in a solution of nitric acid using divalent silver obtained by electrolysis. The method includes two stages, which are carried out sequentially in the same device for dissolution. The reacting solution circulates in a closed loop: at the first, continuous, stage, uranium oxide dissolves and the solution stream containing the dissolved oxide is diverted; in the second, periodic, stage, plutonium oxide accumulated during the first stage is electrolytically dissolved.

В указанном способе авторы изобретения экспериментально подтвердили малую растворимость РuО2. Максимальная концентрация, полученная по данному способу, составила 50 г/л по плутонию (значение получено из расчета растворения 3,25 кг в объеме 65 л).In this method, the inventors experimentally confirmed the low solubility of PuO 2 . The maximum concentration obtained by this method was 50 g / l for plutonium (the value obtained from the calculation of the dissolution of 3.25 kg in a volume of 65 l).

К недостаткам указанного способа, в части второй стадии растворения, относится следующее: относительная сложность осуществления, обусловленная применяемой конструкцией: применение механического перемешивающего устройства - мешалки, а также фильтра.The disadvantages of this method, in part of the second stage of dissolution, include the following: the relative complexity of the implementation due to the applied design: the use of a mechanical mixing device - a mixer, as well as a filter.

Известен электролизер для растворения оксидов металлов (патент RU 2404130, МПК C01G 56/00, C01G 43/00, С25С 7/00, опубл. 20.11.2010). В описании изобретения раскрыт способ растворения оксидов урана и/или плутония, взятый за прототип. В электролизер заливают раствор азотной кислоты, вводят серебро в виде металла или нитрата, засыпают диоксид плутония (урана) либо продукты, содержащие их оксиды. На анод и катод подают электрический ток, а в пульсационную камеру импульсы. Процесс ведут либо до пропускания расчетного количества тока, либо до заданной концентрации целевого элемента в растворе. Периодически, по мере изменения концентраций реагирующих компонентов в электролизере, добавляют растворяемые элементы, а также азотную кислоту для корректировки кислотности раствора.Known electrolyzer for the dissolution of metal oxides (patent RU 2404130, IPC C01G 56/00, C01G 43/00, C25C 7/00, publ. 20.11.2010). The description of the invention discloses a method for dissolving oxides of uranium and / or plutonium, taken as a prototype. A solution of nitric acid is poured into the electrolyzer, silver is introduced in the form of a metal or nitrate, plutonium (uranium) dioxide or products containing their oxides are poured. An electric current is supplied to the anode and cathode, and pulses are sent to the pulsation chamber. The process is conducted either until the calculated amount of current is passed, or to a predetermined concentration of the target element in the solution. Periodically, as the concentration of reacting components in the electrolyzer changes, soluble elements are added, as well as nitric acid to adjust the acidity of the solution.

Основным недостатком прототипа является то, что в способе не предусмотрена подпитка католита концентрированной азотной кислотой для минимизации процесса выделения взрывоопасного водорода. В процессе растворения диоксида плутония происходит разложение азотной кислоты в катодном пространстве (католите), приводящее к электролизу воды, сопровождающемуся выделением водорода. Так же, необходимо отметить, отсутствие сведений по режимам (критериям) реализации процессов приведенных в описании, в частности: отсутствие частоты и длительности импульса сжатого воздуха, осуществляющего перемешивание электролита для поддержания растворяющихся частиц во взвешенном состоянии; периодичность и критерии подгрузки очередной порции порошка оксидов в случае необходимости получения высококонцентрированных растворов; концентрацию и объем азотной кислоты, используемой для подпитки катодного пространства электролизера.The main disadvantage of the prototype is that the method does not provide for feeding catholyte with concentrated nitric acid to minimize the process of evolution of explosive hydrogen. In the process of dissolution of plutonium dioxide, nitric acid decomposes in the cathode space (catholyte), leading to electrolysis of water, accompanied by the release of hydrogen. It should also be noted that there is a lack of information on the modes (criteria) for the implementation of the processes described in the description, in particular: the absence of the frequency and duration of a pulse of compressed air that mixes the electrolyte to maintain soluble particles in suspension; the frequency and loading criteria of the next portion of the oxide powder, if necessary, to obtain highly concentrated solutions; the concentration and volume of nitric acid used to fuel the cathode space of the cell.

Задачей изобретения является разработка технологичного способа растворения диоксида плутония с получением концентрированного раствора.The objective of the invention is to develop a technologically advanced method for dissolving plutonium dioxide to obtain a concentrated solution.

Техническим результатом является высокая концентрация плутония в конечном растворе, что дает возможность сократить объемы РАО, образуемых при последующем экстракционном аффинаже плутония.The technical result is a high concentration of plutonium in the final solution, which makes it possible to reduce the amount of radioactive waste generated during subsequent extraction refining of plutonium.

Технический результат достигается в способе растворения диоксида плутония, включающем загрузку в электролизер ядерно-безопасного исполнения снабженный пульсационной камерой раствора азотной кислоты, диоксида плутония, серебра в виде металла или нитрата, подачу на анод и катод электрического тока, а в пульсационную камеру импульсов, добавление по мере изменения концентраций реагирующих компонентов в электролизере диоксида плутония и азотной кислоты в анолит, после каждой загрузки диоксида плутония проводят подпитку католита концентрированной азотной кислотой 630 г/л по 10 мл, импульсы в пульсационную камеру подают с периодом 0,9 секунды и длительностью 0,4 секунды, добавление реагирующих компонентов производят после подтверждения полного растворения ранее добавленных.The technical result is achieved in a method for dissolving plutonium dioxide, including loading into a nuclear-safe execution cell equipped with a pulsation chamber of a solution of nitric acid, plutonium dioxide, silver in the form of metal or nitrate, supplying an electric current to the anode and cathode, and adding pulses to the pulsation chamber as the concentration of reacting components in the plutonium dioxide and nitric acid electrolyzer changes in the anolyte, catholyte concentrate is fed after each loading of plutonium dioxide with 630 g / L of 10 ml nitric acid, pulses are fed into the pulsation chamber with a period of 0.9 seconds and a duration of 0.4 seconds, the addition of reacting components is carried out after confirmation of the complete dissolution of the previously added.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Пример 1.Example 1

На электрохимическое растворение подавали сухой порошок диоксида плутония массой, рассчитанной на одну загрузку. Загрузку порошка производили через загрузочный штуцер с помощью воронки. Для исключения потерь плутония, загрузочную воронку промывали исходным раствором. Данную операцию проводили в растворе объемом до 4,96 л, содержащем 210-320 г/л HNO3 и 5-10 г/л серебра при температуре не выше 30°С с интенсивным перемешиванием пульсационным воздухом в течение 6-10 часов. Серебро вводили в раствор в виде нитрата серебра. Проводили доукрепление католита добавлением раствора азотной кислоты с концентрацией 630 г/л HNO3. Критерием доукрепления католита азотной кислотой, является наличие водорода в отходящих газах свыше 0,2% об (водород контролировали непрерывно). Генерация двухвалентного серебра в электролизере осуществлялась с токовой нагрузкой до 25 А.A dry plutonium dioxide powder was fed to the electrochemical dissolution in a mass calculated per load. The powder was charged through a loading nozzle using a funnel. To eliminate plutonium losses, the feed funnel was washed with the stock solution. This operation was carried out in a solution with a volume of up to 4.96 l, containing 210-320 g / l HNO 3 and 5-10 g / l silver at a temperature not exceeding 30 ° C with vigorous stirring with pulsating air for 6-10 hours. Silver was introduced into the solution in the form of silver nitrate. The catholyte was strengthened by adding a solution of nitric acid with a concentration of 630 g / l HNO 3 . The criterion for the strengthening of catholyte with nitric acid is the presence of hydrogen in the exhaust gases of more than 0.2% vol (hydrogen was monitored continuously). The generation of divalent silver in the electrolyzer was carried out with a current load of up to 25 A.

Пульсацию осуществляли с периодом 0,9 секунды и длительностью 0,4 секунды. Результаты экспериментов представлены в таблице 1.The pulsation was carried out with a period of 0.9 seconds and a duration of 0.4 seconds. The experimental results are presented in table 1.

По окончании процесса растворения, провели выдержку раствора плутония в течение 10 часов, при перемешивании пульсационным воздухом. Питание электродов во время выдержки было отключено. Выход по плутонию составил 87%.At the end of the dissolution process, the plutonium solution was aged for 10 hours while stirring with pulsating air. The power of the electrodes during shutdown was turned off. The yield of plutonium was 87%.

Figure 00000002
Figure 00000002

С целью полного растворения плутония провели дополнительное (контрольное) растворение в течение 10 часов. Контрольное растворение проводили раствором, в объеме 2,46 л, содержащем 300 г/л азотной кислоты и 5 г/л серебра. По результатам контрольного растворения суммарный выход по плутонию составил 100%, что показывает возможность технологической организации полного растворения диоксида плутония при данных параметрах процесса.In order to completely dissolve plutonium, an additional (control) dissolution was carried out within 10 hours. Control dissolution was carried out with a solution in a volume of 2.46 l containing 300 g / l of nitric acid and 5 g / l of silver. According to the results of the control dissolution, the total yield of plutonium was 100%, which shows the possibility of technological organization of the complete dissolution of plutonium dioxide at these process parameters.

Пример 2.Example 2

Для получения максимально возможной концентрации Рu в растворе провели растворение четырех навесок диоксида плутония в одном объеме раствора. Навески загружали в реактор-электролизер последовательно - каждую следующую навеску загружали при получении результата анализа концентрации плутония в отобранной пробе. Растворение проводили в растворе объемом 4,2 л, содержащем 310 г/л HNO3 и 10 г/л серебра. После каждой загрузки диоксида плутония проводили подпитку католита концентрированной азотной кислотой 630 г/л по 10 мл. Растворение проводили при интенсивном перемешивании пульсационным воздухом с периодом пульсации 0,9 секунды и длительностью 0,4 секунды. Отбор проб проводили через каждые 2-3 часа с обесточиванием электролизера. Отмечено, что длительная остановка процесса растворения, более 30 минут, приводит к уменьшению выхода по плутонию на каждой последующей стадии (загрузке) процесса. Параметры процесса растворения второй операции представлены в таблице 2.To obtain the maximum possible concentration of Pu in the solution, four weights of plutonium dioxide were dissolved in one volume of the solution. Samples were loaded sequentially into the reactor-electrolyzer — each subsequent sample was loaded upon receipt of the result of analysis of the concentration of plutonium in the selected sample. Dissolution was carried out in a solution of 4.2 l, containing 310 g / l HNO 3 and 10 g / l silver. After each loading of plutonium dioxide, catholyte was fed with concentrated nitric acid 630 g / l in 10 ml. The dissolution was carried out with vigorous stirring with pulsating air with a pulsation period of 0.9 seconds and a duration of 0.4 seconds. Sampling was carried out every 2-3 hours with de-energizing the electrolyzer. It was noted that a long shutdown of the dissolution process, more than 30 minutes, leads to a decrease in the yield of plutonium at each subsequent stage (loading) of the process. The parameters of the dissolution process of the second operation are presented in table 2.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Конечный раствор темно-коричневого цвета, не прозрачный, без осадка. Полученный раствор с концентрацией плутония 173,0 г/л выдерживали более двух суток, по результатам наблюдений наличие осадка нерастворенного плутония не обнаружено.The final solution is dark brown, not transparent, without sediment. The resulting solution with a plutonium concentration of 173.0 g / l was kept for more than two days; according to the results of observations, the presence of a precipitate of undissolved plutonium was not detected.

К достоинствам описанного способа растворения диоксида плутония с получением концентрированного раствора относятся: относительная простота организации процесса растворения в одну-две стадии; относительно мало энергозатратный процесс; технологически приемлемое время проведения процесса; комнатная температура проведения процесса; отсутствие посторонних мешающих экстракции компонентов; отсутствие коррозионно-опасных реагентов; высокая концентрация плутония в конечном растворе, что дает возможность сократить объемы РАО, образуемых при последующем экстракционном аффинаже плутония.The advantages of the described method for dissolving plutonium dioxide to obtain a concentrated solution include: the relative simplicity of organizing the dissolution process in one or two stages; relatively low-energy process; technologically acceptable process time; room temperature of the process; the absence of extraneous interfering extraction components; lack of corrosive chemicals; high concentration of plutonium in the final solution, which makes it possible to reduce the amount of radioactive waste generated during subsequent extraction refining of plutonium.

Claims (1)

Способ растворения диоксида плутония, включающий загрузку в электролизер ядерно-безопасного исполнения, снабженный пульсационной камерой, раствора азотной кислоты, диоксида плутония, серебра в виде металла или нитрата, подачу на анод и катод электрического тока, а в пульсационную камеру импульсов, добавление по мере изменения концентраций реагирующих компонентов в электролизере диоксида плутония и азотной кислоты в анолит, отличающийся тем, что после каждой загрузки диоксида плутония проводят подпитку католита концентрированной азотной кислотой 630 г/л по 10 мл, импульсы в пульсационную камеру подают с периодом 0,9 секунды и длительностью 0,4 секунды, добавление реагирующих компонентов производят после подтверждения полного растворения ранее добавленных.A method for dissolving plutonium dioxide, comprising loading into a electrolyzer of nuclear safety design, equipped with a pulsation chamber, a solution of nitric acid, plutonium dioxide, silver in the form of a metal or nitrate, supplying an electric current to the anode and cathode, and adding pulses to the pulsation chamber as it changes the concentration of reactive components in the electrolyzer of plutonium dioxide and nitric acid in the anolyte, characterized in that after each loading of plutonium dioxide, catholyte is fed with concentrated azo hydrochloric acid 630 g / l to 10 ml, in the pulsation chamber is fed with pulses of period of 0.9 seconds and 0.4 seconds duration, the addition of the reactants is carried out after confirmation of complete dissolution of the previously added.
RU2019103217A 2019-02-05 2019-02-05 Method of dissolving plutonium dioxide to obtain a concentrated solution RU2696475C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103217A RU2696475C1 (en) 2019-02-05 2019-02-05 Method of dissolving plutonium dioxide to obtain a concentrated solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103217A RU2696475C1 (en) 2019-02-05 2019-02-05 Method of dissolving plutonium dioxide to obtain a concentrated solution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696475C1 true RU2696475C1 (en) 2019-08-01

Family

ID=67586758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019103217A RU2696475C1 (en) 2019-02-05 2019-02-05 Method of dissolving plutonium dioxide to obtain a concentrated solution

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2696475C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732081C1 (en) * 2020-01-28 2020-09-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") Method of dissolving plutonium dioxide, mox-fuel scrap and extracting americium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4749519A (en) * 1984-03-27 1988-06-07 Commissariat A L'energie Atomique Process for the recovery of plutonium contained in solid waste
RU2171506C2 (en) * 1995-09-06 2001-07-27 Компани Женераль де Матьер Нюклеэр Method and device for dissolving mixture of uranium and plutonium oxides
RU2404130C2 (en) * 2008-11-17 2010-11-20 Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" Electrolysis cell for dissolving metal oxides
RU2456687C1 (en) * 2011-03-03 2012-07-20 Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" Method of dissolving plutonium dioxide-containing materials

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4749519A (en) * 1984-03-27 1988-06-07 Commissariat A L'energie Atomique Process for the recovery of plutonium contained in solid waste
RU2171506C2 (en) * 1995-09-06 2001-07-27 Компани Женераль де Матьер Нюклеэр Method and device for dissolving mixture of uranium and plutonium oxides
RU2404130C2 (en) * 2008-11-17 2010-11-20 Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" Electrolysis cell for dissolving metal oxides
RU2456687C1 (en) * 2011-03-03 2012-07-20 Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" Method of dissolving plutonium dioxide-containing materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732081C1 (en) * 2020-01-28 2020-09-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") Method of dissolving plutonium dioxide, mox-fuel scrap and extracting americium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Robinson et al. Synthesis of peroxynitrite from nitrite and hydrogen peroxide
JP5193687B2 (en) Spent fuel reprocessing method
US7749469B2 (en) Process for recovering isolated uranium from spent nuclear fuel using a highly alkaline carbonate solution
US4056482A (en) Method for preparing aqueous, radioactive waste solutions from nuclear plants for solidification
RU2696475C1 (en) Method of dissolving plutonium dioxide to obtain a concentrated solution
US9656873B2 (en) Purification of tungsten carbide compositions
KR101082458B1 (en) The dissolution apparatus and method for metals
Levin et al. Electrochemical recovery of rhenium from W–Re alloys in the form of perrhenic acid: I. Fundamentals of the process
Godunov et al. Influence of oxalic acid on the dissolution kinetics of manganese oxide
Cifuentes et al. Tetra-uranium fluoride electrowinning by electro-electrodialysis cell (EED)
RU2590737C1 (en) Method of extracting uranium
Muir et al. Cuprous hydrometallurgy: Part II. The electrowinning of copper from cuprous sulphate solutions containing organic nitriles
CN116096678A (en) Method for preparing battery grade metal sulfate solution
RU2732081C1 (en) Method of dissolving plutonium dioxide, mox-fuel scrap and extracting americium
RU2379776C1 (en) Method of processing uranium-zircon wastes
RU2754354C1 (en) Method for dissolving substandard products of mox fuel production
JP2762281B2 (en) Dissolution method of plutonium dioxide useful for treatment of organic waste contaminated by plutonium dioxide
KR101031922B1 (en) The dissolution apparatus and method for metals having module type circulation strusture
CN108455688A (en) A kind of fast preparation method of chloro-iridic acid
JP3143854B2 (en) Nuclear fuel material recovery method and apparatus
Godunov et al. Comprehensive Utilization of Spent Sulfuric Acid from Petrochemical Industries and Chemical Current Sources
EP4299773A1 (en) Method for processing manganese containing material
KR20170015428A (en) Method of leaching metal oxide
Bray et al. Development of the CEPOD process for dissolving plutonium oxide and leaching plutonium from scrap or wastes
Charoensri et al. Electrochemical oxidation process for mineralization of solvent