Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Степин Б.Д. -> "Методы получения особо чистых неорганических веществ" -> 126

Методы получения особо чистых неорганических веществ - Степин Б.Д.

Степин Б.Д., Горштейн И.Д., Блюм Г.З., Курдюнов Г.М., Оглоблина И.П. Методы получения особо чистых неорганических веществ — И.: «Химия», 1969. — 480 c.
Скачать (прямая ссылка): osobo-chistye.djvu
Предыдущая << 1 .. 120 121 122 123 124 125 < 126 > 127 128 129 130 131 132 .. 199 >> Следующая

Исходным для экстракции оказывается раствор уранилнит-рата с содержанием 200—300 г/л в 3 н. растворе азотной кислоты. Процесс проводится или в самотечных смесителях-отстойниках, или в пульсационных колоннах с ситчатыми тарелками. Использование последних предпочтительнее по той причине, что отпадает необходимость фильтрования исходного водного раствора. Так, пульпа с 15% твердого вещества экстрагируется еще удовлетворительно [20].
Реэкстракция уранилнитрата производится водой при низком содержании азотной кислоты, присутствие которой необходимо для улучшения расслаиваемое™ фаз и предупреждения гидролиза уранилнитрата, приводящего к образованию нерастворимых коллоидных соединений. Реэкстракция проводится при повышенной температуре (порядка 60°С), так как при этом понижается коэффициент распределения урана и может быть использовано такое соотношение водной фазы и экстрагента, при котором концентрация конечного продукта составляет ~100г/л. Экстрагент после реэкстракции подвергается промывке разбавленным раствором карбоната натрия и вновь возвращается в цикл. Необходимость щелочной промывки ТБФ возникает в связи с тем, что последний проявляет некоторую тенденцию к гидролизу с образованием дибутилфосфорной, монобутилфос-форной и фосфорной кислот, остающихся в органической фазе и образующих прочные комплексы с уранилнитратом, которые не вымываются при реэкстракции.
Описанная технологическая схема совершенна: извлечение урана составляет 99,99%, чистота конечного продукта вполне удовлетворяет требованиям, предъявляемым к атомному горючему, потери экстрагента крайне малы и не превышают 0,1% за 1 цикл.
В результате процессов, происходящих в атомном реакторе, уран постепенно загрязняется прежде всего плутонием, а также другими продуктами ядерных реакций (редкоземельные элементы, рутений, родий, стронций, барий, цезий, теллур и др.), среди которых находятся весьма вредные примеси, препятствующие нормальному ходу цепной реакции. Для удаления последних уран периодически выгружается из реактора и после растворения в азотной кислоте подвергается экстракционной очистке с использованием в качестве экстрагента метилизобутилкетона (МИБК). Процесс осуществляется в две стадии [21]. На первой
306
из них исходный азотнокислый раствор обрабатывается выса-ливателем — нитратом алюминия, а также бихроматом натрия, добавляемым для перевода плутония в экстрагируемую четырехвалентную формулу. Экстракция МИБК проводится при невысоком содержании азотной кислоты, что благоприятствует весьма полному отделению от урана и плутония, переходящих в органическую фазу, остальных примесей. Вторая стадия предусматривает восстановление плутония до Ри3+, нерастворимого в МИБК, и экстракционное разделение урана и плутония. В конечном итоге содержание примесей в уране понижается в 105—Ю6 раз, а содержание плутония в полученном продукте ниже 1 • 10-6%.
Трибутилфосфат используется в качестве экстрагента и при очистке тория [22—24]. Отличие заключается в том, что очистку урана производят после предварительного извлечения и концентрирования его из руды, редко содержащей больше 1% урана, тогда как ториевая руда (монацит) уже содержит 5—10% тория, так что обогащение и очистка последнего могут быть объединены в одном технологическом цикле.
Из монацита торий можно извлекать следующим образом:
вскрытием руды серной кислотой с последующим отделением его от редкоземельных элементов в виде оксалата и растворением последнего в азотной кислоте;
разложением монацита щелочью, растворением смеси окислов тория и редкоземельных элементов в кислоте, осаждением тория щелочью и растворением полученной гидроокиси в НЫ03;
непосредственным выщелачиванием ториевой руды азотной кислотой.
Во всех случаях на экстракцию поступает раствор, содержащий ~200 г/л нитрата тория, 4—7 моль/л азотной кислоты и примерно равное содержанию тория количество редких земель (или циркония). Остальные примеси — железо, уран и фосфат-ион. При избытке последнего по сравнению с железом имеется опасность понижения коэффициента распределения тория при его последующей экстракции, так что целесообразным становится некоторое, добавление железа, образующего с фосфат-ионом растворимый комплекс [25]. При наличии в растворе иона Се4+, экстрагирующегося вместе с торием, его восстанавливают до неэкстрагируемой трехвалентной формы перекисью водорода.
Примесь урана в растворе тория оказывается самой ценной, поэтому первой стадией экстракционного процесса является отделение урана. При этом используется то обстоятельство, что при экстракции ТБФ коэффициент распределения урана выше, чем у тория и это различие растет по мере понижения концентрации ТБФ в органической фазе. По этой причине для отделения урана используются сильно разбавленные растворы ТБФ в ксилоле (точнее, и смеси изомеров ксилола). Керосин
20*
307
заменяется ксилолом потому, что при использовании первого имеется опасность образования третьей фазы, богатой торием. Из раствора в органической фазе уран реэкстрагируется 0,02 н. раствором азотной кислоты; в полученном растворе тория отношение содержания урана к торию падает после этого процесса с 5 до 1 • Ю~4%.
Предыдущая << 1 .. 120 121 122 123 124 125 < 126 > 127 128 129 130 131 132 .. 199 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed