RU2724971C1 - Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония - Google Patents

Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония Download PDF

Info

Publication number
RU2724971C1
RU2724971C1 RU2019121356A RU2019121356A RU2724971C1 RU 2724971 C1 RU2724971 C1 RU 2724971C1 RU 2019121356 A RU2019121356 A RU 2019121356A RU 2019121356 A RU2019121356 A RU 2019121356A RU 2724971 C1 RU2724971 C1 RU 2724971C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plutonium
cathode
solution
nitrate
current density
Prior art date
Application number
RU2019121356A
Other languages
English (en)
Inventor
Игорь Геннадьевич Ефремов
Елена Олеговна Григорьева
Владимир Николаевич Алексеенко
Андрей Викторович Обедин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК")
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 "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК")
Priority to RU2019121356A priority Critical patent/RU2724971C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2724971C1 publication Critical patent/RU2724971C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G56/00—Compounds of transuranic elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к гидрометаллургическим методам переработки облученного ядерного топлива (ОЯТ), в частности изобретение может быть использовано для стабилизации плутония(IV) в азотнокислых растворах при разделении актинидных элементов экстракционными способами. Cпособ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония состоит в электрохимическом восстановлении на катоде раствора азотнокислой соли шестивалентного плутония в электролизере с разделенными анодным и катодным пространствами при температуре 25÷35°С и катодной плотности тока 3÷6 А/дм. Изобретение позволяет достигать степени восстановления плутония (VI) до плутония (IV) 99,8%.

Description

Изобретение относится к гидрометаллургическим методам переработки облученного ядерного топлива (ОЯТ), в частности изобретение может быть использовано для стабилизации плутония(IV) в азотнокислых растворах при разделении актинидных элементов экстракционными способами.
Известен способ восстановления Pu(VI) до Pu(IV) в присутствии восстановителей. Для его реализации требуется присутствие в растворе восстановителей, например, ионов урана(IV) или железа(II), концентрации которых должны быть достаточно велики (U/Pu 10÷2000, Fe/Pu=1÷4), что влечет за собой увеличение содержания солей в жидких растворах, усложняющих дальнейшую технологическую переработку (Бенедикт М., Пикфорд Т. Химическая технология ядерных материалов: Пер. с англ. М: Атомиздат, 1960, с 329-330).
Известен способ получения раствора азотнокислой соли (патент RU 2031979 C25B 1/00, опубл. 27.03.1995), основанный на катодном восстановлении Pu(VI) до Pu(IV) в горячих (80÷90°С) азотнокислых растворах (
Figure 00000001
CPu(VI)=5÷100 г/л) с разделенными анодным и катодным пространствами при плотности катодного тока 0,75÷2 А/дм2.
Недостатками данного метода являются:
- процесс восстановления проводят при высоких температурах (80÷90°С);
- увеличение скорости коррозии конструкционных материалов, которая влечет за собой уменьшение срока службы аппаратов;
- пассивация анода, которая приводит к снижению скорости восстановления плутония;
- большой расход тепла, что приводит к образованию и уносу радиоактивных газообразных продуктов.
Технической проблемой изобретения является необходимость упрощения процесса и снижение расхода тепла на нагревание растворов для уменьшения выделения радиоактивных газов и аэрозолей.
Техническая проблема решается тем, что в способе получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония, включающем электрохимическое восстановление на катоде растворов азотнокислых солей шестивалентного плутония в электролизере с разделенными анодным и катодным пространствами, процесс проводят при температуре 25÷35°С и катодной плотности тока 3÷6 А/дм2.
При этом 99,0÷99,8% плутония(VI) восстанавливается до плутония(IV).
Примеры осуществления способа
Способ проверен в лабораторных условиях, с использованием электрохимической ячейки с разделенными анодным и катодным пространствами.
Контроль концентрации Pu(VI) и Pu(IV) проводили экстракционно-хроматографическим и спектрофотометрическим методами.
Пример 1. Раствор, содержащий 6 моль/л HNO3 и 20 г/л Pu(VI), объемом 50 см3 вносят в электрохимическую ячейку, анодное и катодное пространство которой разделено керамической кислотостойкой мембраной с размером пор 0,06÷0,01 мм. Проводят электролиз при плотности катодного тока 3 А/дм2, температуре электролита 25÷30°С в течение 4 ч. При этом 99,0% плутония(VI) восстанавливается до плутония(IV).
Пример 2. Раствор, содержащий 4 моль/л HNO3 и 20 г/л Pu(VI), объемом 50 см3 вносят в электрохимическую ячейку, анодное и катодное пространство которой разделено керамической кислотостойкой мембраной с размером пор 0,06-0,01 мм, проводят электролиз при плотности катодного тока 6А/дм, температуре электролита 30÷35°С в течение 3 ч. При этом 99,8% Pu(VI) восстанавливается до Pu(IV).
При повышении плотности катодного тока более 6 А/дм2 не наблюдается увеличения степени восстановления Pu(VI) до Pu(IV). Повышение температуры с 35°С до 70°С приводит к существенному увеличению продолжительности процесса восстановления плутония
При реализации заявленного изобретения достигается технический результат, заключающийся в восстановлении 99,0-99,8% плутония(VI) до плутония(IV).

Claims (1)

  1. Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония, включающий электрохимическое восстановление на катоде раствора азотнокислой соли шестивалентного плутония в электролизере с разделенными анодным и катодным пространствами, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре 25÷35°С и катодной плотности тока 3÷6 А/дм2.
RU2019121356A 2019-07-25 2019-07-25 Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония RU2724971C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121356A RU2724971C1 (ru) 2019-07-25 2019-07-25 Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121356A RU2724971C1 (ru) 2019-07-25 2019-07-25 Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724971C1 true RU2724971C1 (ru) 2020-06-29

Family

ID=71509834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019121356A RU2724971C1 (ru) 2019-07-25 2019-07-25 Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2724971C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2908138B1 (de) * 1979-03-02 1980-09-11 Josef Glezerman Verfahren zur Abtrennung von Urandioxid von einem Metall- oder Metallegierungsteil
RU2031979C1 (ru) * 1991-03-29 1995-03-27 Научно-производственное объединение "Радиевый институт им.В.Г.Хлопина" Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония
SU1595014A1 (ru) * 1989-01-26 1997-03-20 В.И. Марченко Способ получения соединений урана (iv) или плутония (iii)
RU2493295C1 (ru) * 2012-07-12 2013-09-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) Способ электрохимического осаждения актинидов

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2908138B1 (de) * 1979-03-02 1980-09-11 Josef Glezerman Verfahren zur Abtrennung von Urandioxid von einem Metall- oder Metallegierungsteil
SU1595014A1 (ru) * 1989-01-26 1997-03-20 В.И. Марченко Способ получения соединений урана (iv) или плутония (iii)
RU2031979C1 (ru) * 1991-03-29 1995-03-27 Научно-производственное объединение "Радиевый институт им.В.Г.Хлопина" Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония
RU2493295C1 (ru) * 2012-07-12 2013-09-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) Способ электрохимического осаждения актинидов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8097142B2 (en) High-throughput electrorefiner for recovery of U and U/TRU product from spent fuel
US7267754B1 (en) Porous membrane electrochemical cell for uranium and transuranic recovery from molten salt electrolyte
JP2009288178A (ja) 使用済み燃料再処理方法
RU2603844C1 (ru) Способ переработки нитридного отработавшего ядерного топлива в солевых расплавах
US3878060A (en) Process for the electrolytic reduction of fissionable elements
RU2610067C2 (ru) Способ получения оксигалогенида, и/или оксида актинида(ов), и/или лантанида(ов) из среды, содержащей по крайней мере одну расплавленную соль
JP2008134096A (ja) 使用済み酸化物原子燃料の還元装置及びリチウム再生電解装置
RU2724971C1 (ru) Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония
WO1989010981A1 (en) Apparatus and method for dissolving hazardous waste materials by catalyzed electrochemical dissolution
RU2704310C1 (ru) Способ растворения некондиционной таблетированной продукции производства мокс-топлива
WO2021159674A1 (zh) 一种分离富集Li同位素的方法
Palamalai et al. Development of an electro-oxidative dissolution technique for fast reactor carbide fuels
CN111170416B (zh) 一种脱除含硝酸溶液中硝酸的方法
RU2341459C1 (ru) Способ получения диоксида церия
WO2020040668A1 (ru) Способ переработки оксидного ядерного топлива
RU2499306C1 (ru) Способ очистки облученного ядерного топлива
Park et al. Behavior of diffusing elements from an integrated cathode of an electrochemical reduction process
Wang et al. Long-life mullite and boron nitride membranes Ag/AgCl and Pb/PbCl2 reference electrodes for LiCl-KCl eutectic melt
Milyutin et al. Liquid Radwaste Denitration by Electrochemical Reduction of Nitric Acid
RU2493295C1 (ru) Способ электрохимического осаждения актинидов
RU2031979C1 (ru) Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония
US2834722A (en) Electrochemical decontamination and recovery of uranium values
Nikitin et al. POSSIBILIITY OF URANIUM EXTRACTION FROM SPENT NUCLEAR FUEL IN FUSED ELECTROLITES CONTAINING RARE ELEMENTS
González Voltammetric Analysis of Moisture-Induced Impurities in LiCl-Li2O Used for Direct Electrolytic Reduction of UO2 and Demonstration of Purification Process
Kuzmin et al. 1Н NMR-spectroscopy of water-alcohol systems in the process of electrochemical activation of drinking water