SU543333A3 - Способ разделени ионов - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ИОНОВ

В обрабатываемый поток, содержащий смесь раздел емых элементов можно вводить несколько дополнительных потоков, разделенных нонопроннцаемымн днафрагмамн н процесс можно повтор ть многократно.

Прн восстановлении азотной кислоты до газооб разной двуокнсн азота муравьиной кислотой илн формальдегидом в растворе восстанавливаютс  и осаждаютс  также некоторые элементы: Pd (в виде металла), Ag (в виде металла н частично в виде AgBr), Nb (в внде Nb2O5), Те (в виде ТеО2), Se (в виде металла) и часть Мо (в виде МоОз). Оставшийс  в растворе Мо находитс  в виде нолнмолнбдата н удал етс  как таковой с анионной фракцией нри электролизе.

После удалени  вынавших на раствора твердых веидеств, раствор содержит еще Ри в виде нейтрального комнлекса, U, Np, Am, Cm, Rb, Cs, Sr, Ba, Zr, Ru, Rh, Cd, In, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd и Tb в виде иростых или комплексных ионов (катионов), а также нитрат-ионов и незначительные количества полнмолибдата , а также ТсО - ионов.

На чертеже приведено схематическое изобрал ;ение разделительной колонны.

Разделительна  колонна 1 состоит из открытой сверху, разделенной на камеры диафрагмами 2, ванны, в которой на определенном рассто нии от катода 3 расположена диафрагма 4, котора  позвол ет ионам перемещатьс  в электрическом иоле между катодом 3 и анодом 5, но предотвращает перемещение потоков . По трубке 6 подаетс  нротивопоток жидкости , например чиста  илн содерлсаща  азотную кислоту уксусна  кислота; по трубке 7- содержащий азотную кислоту раствор уксусной кислоты; но трубке 8 - подлежаща  разделению смесь элементов. По трубкам 9 и 10 стекают жидкостные потоки. Теплота потока отводитс  с помощью охлаждающих элементов , которые наход тс  в отдельных камерах. Норма подачи потока но трубке 6 выбираетс  так, чтобы раствор посто нно имел кислую реакцию и чтобы мигрирующие между диафрагмой 2 и трубкой 6 катионы не достигали катода .

Нормы расхода потоков, подаваемых ио трубкам 6, 7 н 8, устанавливаютс  такими, чтобы в ванне было посто нное стационарное состо ние, обеспечивающее непрерывное получение выдел емых комнонентов смеси в трубках 9 и 10.

При использовании нескольких разделительных колонн из разделительной колонны 1 вытекает плутоний с анионами по трубке 10 (фракци  I); из вытекающего раствора плутоний осаждаетс  как гидроокись илутони 

1 П-56

(растворимость Ри(ОН)

как

ИЛИ оксалат. Осаждение гидроокиси может осуществл тьс  образующимис  на катоде нонами ОН , благодар  чему получаетс  очень чистый осадок. По другому варианту можно абсорбировать и нолимолибдат на ан оните, причем плутоний вытекает очень чистым . Катионна  фракци , котора  вытекает из разделительной колонны 1 через трубку 10 попадает затем в следуюп1ую разделительную колоипу.

Рабочие характеристики выбраиы так, чтобы: ей ионов урана всех других катионов , где е - местна  напр же ность пол ; V - средн   скорость потока; U - миграционна  способность ионов.

Это условие легко соблюдать, так как миграционна  способность U-ионов в рассматрнваемой системе нримерно до фактора 0,5 меньще, чем такова  более быстрых ближайших NpO2+-HOHOB. Уран (фракцн  П) вытекает через трубку 10 второй разделительиой колонны , а фракци  И1, котора  содержит остальные катионы, через трубку 9 этой колонны . Эта фракци  III раздел етс  либо в периодическом процессе в следующей разделительной колонне (как на приведенном чертеже только без разделительной диафрагмы 4), в которой уксусна  кислота идет как противоток от катода к аноду, либо в одноступенчатом непрерывном ироцессе.

При таких услови х и рН цирконий образует в солевой области комплексы, которые перемещаютс  к аноду 1 урюс тс  вытекаю цей жидкостью.

Одностуненчатое неирерызное разделение ионов из смеси, содержаи: ей более 2 компонентов , может быть осуществлено в нескольких , расио;юженных р дом друг с другом, разделенных на камеры диафрагмами разделительных  чейках, которые св заны между собой механически и электролитическими перепусками .

Если раздел ют смеси, содержащие более двух компонентов, в многоступенчатом процессе , то их повторно раздел ют на две фракции, из которых одна (внизу потока) содержит самые медленные компоненты, а втора  (вверху потока) - все остальные компоненты. Эта втора  фракци  получаетс  в несколько ступеней по аналогичному принципу. Кажда  отдельна  ступень состоит из противоточной разделительной колонны, например така , как приведенна  на чертеже, с диафрагмами или без них, св заиной с помощью электролитического ключа с дополнительным сосудом, который может быть другой иротивоточной электролитической разделительиой колонной, ио к которой не предъ вл ютс  никакие определенные требовани  относнтельно ее раздел ющих характеристик. В то врем  как между катодом и анодом протекает электрический ток /, между анодом и вспомогательным электродом , расноложениом в дополнительном сосуде , иротекает ток /+Д/. Медленные компоненты вытекают из разделительной колонны с противоточной жидкостью, а более быстрые компоненты с помощью переносного тока Д/ перепускаютс  через электролитический ключ в доиолнительный сосуд и с определенной скоростью поступают Б следующие каскады.

Claims (4)

1.Способ разделени  ионов иутем обработки раствора, содержащего ионы различных элементов, в электрическом поле с одновременным введением в ноток обрабатываемого раствора противотоком или под углом к последнему дополнительного потока раствора, содержащего комплексообразующее соединение дл  раздел емых ионов, отличающийс   тем, что, с целью разделени  смесей, содержащих трансурановые элементы и элементы ,  вл ющиес  продуктами распада  дерного горючего, в раздел емую смесь элементов ввод т азотную и уксусную кислоты, и в качестве комплексообразующего соединени  иснользуют уксусную кислоту или ее смесь с азотной кислотой.

2.Способ но п. 1, отличающийс  тем, что в раздел емую смесь ввод т концентрированную азотную кислоту, затем добавл ют уксусную кислоту, после чего ввод т денитрующее вещество, например муравьиную кислоту или формальдегид, до остаточной концентрацин азотной кислоты 0,01-2,0 н., предпочтительно 0,05-0,2 н., при концентрацип уксусной кислоты 0,1-4,0 п., предиочтителыю 1,5- 2,5 н.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличаю щ и и с   тем, что в обрабатываемый поток ввод т несколько дополнительных потоков.

4. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что процесс разделени  смеси повтор ют миогократно .

Источник информации, прин тый вовнимание при экспертизе:

1. Chemie-Ingenier-Technik.. 42,1090- 1094, 1970.

М г гГ I г Г I Г Г ииИ j №р-тл п im7l 1/1 I I I I I I I I k . iii-M I I I I I 1

1 л I II I I I I I I

J ijJ-lJ-LLlJJ