SU1524519A1

SU1524519A1 - Способ извлечени редкоземельных и актинидных элементов

Info

Publication number: SU1524519A1
Application number: SU874345789A
Authority: SU
Inventors: Б.Ф. Мясоедов; Е.Г. Дзекун; М.К. Чмутова; В.А. Бабаин; Г.А. Прибылова; А.Ю. Шадрин
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6710; Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1992-08-23

Abstract

Изобретение относитс к экстракции редкоземельных элементов и актинидных лемеитов и может быть использовано КПК в аналитической химии дл концентрировани их, так и ч процессах вцделени из растворов переработки облученного дерного топлива. Цель изобретгнип - увеличение )ек- тивности извлечени редкоземельных и актинидных элементов путем повьпие- ни степени извлечени и Гюпг.ппеиие пожаробезопасности процесса Редкоземельные и актинидные элементы экстрагируютс из азотнокислых растворов бидeнтaнтны п нейтральныгш фосфор-, органическими экстрагентагш Р оргаии- чепсом разбавителе - фторзамепенном нптроароматическом соединении, например , метанитробеизотрифторид или орто-нитрофенил-I,I,2,2-ТРТрафтор- эти.гюпый эфир, с последующим разделением и реэкстракиий. Способ позвол ет повысить степень ит лоче- ни г:с таллов - коэф4)ицигч1 распределени увеличиваетс в рлз и rioBbicviTb пожаробезопасностг- upoi ccr., так как замен етс nei-Koju)i:n; тмсн - ющеес вещество - Д11хлор;1тан , - бп- леп безопасные фторзан теч т 1 11тг) ароматические соединении. 2 .к. ф-лы, 2 табл. Л СГ

Description

Изобретение относитс к экстракции редкоземельных ЭЛОМРНТРП (РЗЭ) -и актинидных элеме 1тов (АЭ) и может быть использовано как п аналитической химии- дл концентрировани их, так и в процессах выделени РЗЭ и АЭ из растворов перерабтки, облученного - д ерно.го топлива.

Цель изобретени - упспичение эффективности извлечени редкоземельных и актинидных элег ентпп повышени степени извлечени и попьпие- ни пожаробезопаси ттн гроцесса.

С дность способа иллюстрируетс следующими примерами.

В качестве экстрагенгср ,} пс поль-эованы диокись тетрл(}п т; метилен- дифосфина (ДТФМДФ), окттгь лг| нил (диэтилкарбамоилмети.)г ог и11;1

{Ф2Э2) , окись ДИТОЛИЛ | ЛИ: УИ.:1ч; )1.;1МОИ.Г1метилен )-фосфина (Т2Э2), г ;:гь i.-So- нил(дибyrилкapбa oил ;гтI.;(-li

(Ф2Б2), 1,1,3,5,3-1,гпгл,1. г,1,3триокса- 1, 3, 5-трИ 4|пг.,.11 :г: .iH ЛО . Распределение метгллпн г -л , i in м и органической фто .. . i ;СП «sP

к|Ь

.;п

vсо

-.ri.

диометрически. Pa36aBHtejTn Ф-З-мета- гитробензотрифторид, Ф-1420-орто-нит- poij ennn-) , 1 , 2,2 тетрафторэтиловый эфир.

Пример 1. Экстракци америци из аэоткой кислоты ДТФМДФ в Ф-1420. Экстрагировали америций (III) из растворов 1,3,5,9, 10 моль/л азотной кислоты 0,025 моль/л рабтвором ДТФМДФ в при соотношеиии объемов органической и аодиой фаз в течение 3 мин. Во всех случа х америций экстрагируетс более, чем на 99%.

П р и м е р 2. Концентрирование 1; 25 америци из азотной кислоты ДГФПЦФ в Ф-1420.

Экстрагироашп америций (IIT) из 3 NTO;ib/n азотной кислоты 0,025 моль/л раствором ДТФМДФ в J -1420 в течение 3 мин при соотношении о:в 1;25. Америций извлекаетс на 99,6%.

П р и м е р 3, Концентрирование 1:100 америци из азотной кислоты ЯГФВДФ в .

Экстрагировали америций (III) из 3 моль/л азотной кислоты 0,05 моль/л растрором ДТФМДФ в Ф-1420 в течение 3 мин при соотношении о; 8 1:100, Лме- рш нн извлекаетс на 98,5%.

I Р и м е р 4. Экстракци кюри из агштной кислоты ДТФМДФ в . Экстрагировали кюрий (III) из 1,3, 7 моль/л растворов азотной кис- лоты 0,025 моль/л раствором ДТФНПФ в Ф-1420 в течение 3 мин при соотношении . Кюрий экстрагируетс на 99,8; 99,9 и 98,5% соответственно.

П р и м е р 5. Экстракци америци из азотной кислоты ДТФМДФ в Ф-3.

Экстраг ировали америций (III) из 1,3,5,7, моль/л азотной кислоты 0,025 моль/л раствором ДТФМДФ в J -3 в течение 3 мин при соотношении . Америций извлекаетс более чем на 99%.

П р и м е р 6, Концентрирование 1:25 мерици из йзотной кислоты ДТФМДФ в Ф-3.

Экстрагировали америций (III) из 3 моль/л азотной кислоты 0,05 моль/л раствором ДТФМДФ в Ф-3 в течение 3 мин нри соотношении . Америций экстрагируетс более чем на 99%.

Пример. Экстракци америци из растворов азотной кислоты ТО в Ф-1420.

Экстрагировали америций (Ш) из растворов 1,3,7,9 моль/л азотной кислоты 0,025 моль/л раствором ТО в Ф-1420 в течение 3 мин при соотноше- нш1 . Америций во всех случа х извлекаетс более, чем на 99%..

П р и м е р В. Экстракци америци из азотной кислоты Т2Э2 в Ф-1420.

Экстрагировали америций (III) из 3 мол:./л азотной кислоты 0,05 моль/л pacTTi:poM Т2Э2 в Ф-1420 в течение 3 мин при соотношении . Амери циЙ изппекаетс более чем на 99%.

П р и м е р 9. Экстракци беркли из азотной кислоты ДТФМДФ в Ф-1420.

Экстрагировали берклнй (III) из 3 и 5 моль/л азотной кислоты 0,005 моль/л раствором ДТФОДФ в Ф-1420 при соотношении в течение 3 мин. Берклий извлекаетс на 99,9 и 99,6% соответственно. П р и м е р 10. Экстракци кюри из азотной кислоты ДТФМДФ в Ф-3.

Экстрагировали кюрий (III) из 3,5, 9 моль/л азотной кислоты 0,025 моль/л раствором ДТФМДФ в Ф-3 при соотношении и течение 3 мин. Ккфий извлекаемс на 99,9; 99,9 и 99,8% соответственно.

Пример II. Экстракци беркли из азотной кислоты Щ ФМДФ в Ф-3.

Экстрагировали берклий (III) Из . I и 3 моль/л азотной кислоты 0,025 моль/л раствором ДТФМДФ в Ф-3 в течение 3 мин при соотношении . Берклий извлекаетс на 99,9% в том и другом случа х.

Пример 12. Экстракци кали- форми из азотной кислоты ДТФМДФ в Ф-3.

Экстрагировали калифорний (III) в услови х, как в прулмере 11. Калифорний извлекаетс на 99,8 и 99,9% со- отпетстиепно.

Пример 13. Экстракци кюри из азотной кислоты в присутствии нитрата алюмини ДТФМДФ в Ф-1420.

Экстрагаровали кюрий (III) из раствора I моль/л азотной кислоты + 1,8 моль/л нитрата алюмини 0,005 моль/л раствором ДТФМДФ в Ф-1420 в течение 3 мин при соотношении . Кюрий извлекаетс на 98,3%.

Пример 14. Экстракци америци из азотной кислоты ДТФМДФ в Ф-3.

Экстрагировали америций (ITI) из 3 моль/л азотной кислоты 0,01 моль/ раствором ДТФМДФ в Ф-3 в течение 3 мин при соотношении . Аме- pHuiw извлекаетс па 99,6%.

Пример 15, Экстракци цич и: азотной кислоты Ф2Б2 в Ф-3.

Экстрагировали америций (III) из

О

3 и 5 моль/л азотной кислоты О, 2 моль/л раствором Ф2Б2 в в течение Змии : ри соотногаении о : в 1 : 1 . Америций извлекаетс на 99,3 и 99,2% соответственно .

П р г м е р 16. Экстракци амери ци и енропи из азотной кислоты Ф2Э2 в Ф-и20.

Экстрагировали америпит (III) ч 3 моль/л азотной кислоты 0,073 моль/ раствором Ф2Э2 в в течение 3 мин при cooinouiGHHH о: 13 1 : 1 . Лмери ций извлекаетс более,чем на 99%. В тех же услови х европий (I.llj 10 моль/л-также извлекаетс более чем на 99%,

Пример -I. Экстракци америци из азотной кислоты Ф2Б2 и сГ -1420

Экстрагировали америций (III) мз 3 и 5 моль/л азотной К1 слот1 1 О, 3 ьюль раствором Ф2В2 в ) в течеюк- 1Д20 в течение 3 NHIH лри соотношении . Америций извлекаетс Нч 99,6 и 99,5% соответственно.

Пример 18, Экстракци европи из азотной кислоты ДТФМДФ в Ф-3.

Экстрагировали европий (ITI) - 10 моль/л из ,3 и 6 моль/л азотной кислоты 0,005 моль/л раствором ДТФВДф в Ф-3 в тече)ше 3 мтчн при соотношении . Евроций изп/ екаетс на 97,6; 99, 96,9% соответственно.

Пример 19. Экстракци европи из азотной кислоты Ф2Э2 в Ф-1420.

Органическую фазу - О,I моль/л Ф2Э2 в Ф-1Д20 насыщали европием трехкратным контактированием с раствором 10 г/л нитрата европи 3 моль/л азотной кислоты при соотношении . В органической фазе, насыщенной европием, не наблюдалось по влени осадка.

Пример 20. Экстракци европи из азотной кислоты Т2Э2 в Ф-1420.

Экстрагировали европий (III) - 10 моль/л из 3 моль/л азотной кислоты 0,7 моль/л раствором Т2Э2 в 1А20 в течение 10 мин при соотноТ .10

0

5

0

тении . Е ропчй более чем на 99.-,

П р и м е р 21. Экстплкцпч перич из азотной кислоты ЛTlI I, .

Экстрагировали церий (III) - 10 холь/л - из 3 моль/л азотной кислоты 0,05 моль/л растпсром f в течение 3 млн при соотношении о:в 1, 1. Церий извлекаетс более чем на 99.

П р и м е р 22. Реэкстракци европи из ДТФМДФ в Ф-3.

Экстрагировали европий (III) из 3 моль/л азотной кислоты 0,05 моль/л раствором ДТФЦДФ в в течение 3 мин при соотношении . Фазг.т рЧ1дел 1П1, европий резкстраг к. овал контактированием с 10%-ным раствором карбоната аммони при соотнотении в течение 3 мин. За один кон- европий реэкстрагиру« тс на 81%. П р и м е р 23. Экстрлкт и плутони (IV) из 3 моль/л азотной кислоты (,005 моль/л раствором ДТФМДФ в ф-3 в течение 3 мин при соотношении о;п --1:10. Плутоний изрпекагзтсп более чем на 99%.

В табл. I и табл. причедено срав- eiiKC предлагаемого спосоПл со спосо- 6f-iM-rrpoTOTnnoM.

Таблица 1

Экстракци америци ич 3 мо.ти-/л лзот- иой кислоты 0,005 моль/л

35

7,9

81

124

дхэ

(Способ - прототип)

Ф-3

Ф-и20 (за вл емый способ)

Таблица 2

Экстракци америци из 3 M. азотной кислоты 0,01 ьюль/гт рлстпорг М Ф2Э2

50

Дихлорэтан (способ-прототип)

Ф-1420 (за вл емый способ)

0,0В

Видно, что по способу-прототипу ког ффициенты распределени в 10-30 раз ниже, чем по предлагаемому способу .

Такнм образом, использование латаемого способа позвол ет по срав нению со способом-прототипом за сч повышени экстракционной способности системы увеличить эффективность из- влечени РЗЭ и АЭ. При этом более высока экстракциоииа способность бидентаитных экстрагентов в предлагаемых разбавител х открьгоает возможность проводить концентрирование при меньшей концентрации экстраген- та п экстракционной смесн, С другой стороны, больша растворимость кар- бамонлметиленфосфниоксидов в предлагаемых разбапнтел х позвол ет пере- раблтывать растворы, содержащие значительные концеитрпичи редкоземельных металлов и актинидных элементов без опасности образовани третьей фазы. Исключить использование сильно- деПстпующего довитого вещества - дихлорэтана (ДХЭ), повысить пожаро безопасность процесса, т.к. у ДХЭ

, а у Ф-3 - 94°С, у -1А20

всп

120 с.

Claims

1. Способ извлечени редкоземельных и актин1щиых элементов из азотно- кислых растворен, включающий экстракцию бидентатныкш нейтральныьт фосфор- органическими экстрагентами общей формулы

Б.

1.Р- (

-Р

Т.

сН2-:)-снг „

000

ъ -в

где п-0,1;

R ,,Rj,R,Ry - арильные или алкиларильные радикалц или

RI- P CH2-C-N (B02 1,2-, 2 « 2

где , - арильиые или алкилариль- ные радикалы, а R - ал- кильные радикалы, в органическом разбавителе, разделение фаз и реэкстрак- циго,

отличающийс тем, что, с целью увеличени эффективности извлечени редкоземельных и актинидных элементов путем повьппени степени; извлечени ,повышени пожаробезопас- ности процесса, в качестве органического разбавител используют фторза- мещенные нитроароматические соединени .

2.Способ по п. Г, отличающийс тем, что в качестве органического разбавител используют метанитробензотрифторид.

3.Способ по п. 1, отличающийс тем, что в качестве органического разбавител используют орто-нитрофеиил-1,1,2,2-тетрафтор- этиловый эфир.