Е.С. Пальшин, Б.Ф. Мясоедов, А.В. Давыдов - Аналитическа химия Протактиния (1108749), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Так, например, десятикратным объемом 3 М НС1 десорбирует более 958/в протактиния. На этом же принципе основан метод отделения протактиния от циркония, разработанный Каном и Хавкинсоном [405], р с ользовали для разделения хроматографическую колонку ые и п Ъ ф гр е ' ~ип м ь мы Вн гб ь ~ь ь. ь.е ех Ь" г 'й ь ь м ьб и ь ь еа ь г б г и б в 707гтитб номер 47ракиаи г 7г ш ги гбгб Номер трракиаа Рис. 04 Выходные кривые нротактиния (а) и ниркония (б) при их вымывании с анионитз амберлит 1кА-400 растворами НС! 1400] «оннеатрани» нсь 7 — 8 м; 7 — 8 м; 8 — 8,7 м; е — 4 м, 8 8 м;8 7 м;8 ;8 — 7 М;8 — В М; 8 — 8,8 М 182 высотой 1,5 — 3 см и диаметром 1,3 см, наполненную анионитом дауэкс-1.
Дьячкова и др. [38] исследовали возможность отделения протактиния от циркония и ниобия на анионитах отечественных марок АВ-16, АВ-17 и АН-2Ф. Раствор 7 М НС1, содержащий 0,9 мг/мл циркония и индикаторные количества Раа" и Хгва, пропускают через колонку диаметром 0,5 см со слоем анионита высотой 9 см (зернением 40 — 60 меш.) со скоростью 0,2 мл/сме.мии.
Лучшие результаты получены на анионитах АВ-17 и АН-2Ф. В этом случае протактиний появляется в элюате только после пропускания 40 мл 7 М НС1, что дает возможность отделить 85— 9087, цнркония, который вымывается с первыми порциями промывного раствора. При этом заметного отделения от ниобия не происходит, так как он содержится в тех же порциях элюата, что и протактиний.
Разделение протактиния и урана основано на различии в сорбционной способности хлоридных комплексов этих элементов на анионите. При промывании анионита, на котором сорбированы протактиний и уран (Л), 3,8 М раствором НС) максимальная концентрация протактнния в элюате достигается при пропускании 13-кратного (по отношению к свободному объему колонки) объема кислоты, тогда как максимальная концентрация урана достигается только прн пропускании 45-кратного объема 1-1С1 [453).
Более четкое разделение протактиния и урана достигается при использовании смеси НС1+НГ. Краус и Мур [455] исследовали поведение протактиния в смеси кислот НС1+НГ и установили, что сорбция протактиния анионитами резко уменьшается в присутствии ионов фтора. Так, при концентрации ионов фтора 4 10 8 М сорбция протактиния уменьшается в !00 раз.
Добавление даже очень небольших количеств НГ к вымывающему раствору значительно ускоряет десорбцию протактиния [455, 456, 458, 554). Это обстоятельство используют для отделения протактнння от Та, 11(Ч1) и Ге(П1), так как этн элементы вымываются смесью НС1+НГ значительно медленнее. Метод, предложенный Краусом и Муром [455) для отделения Раааа от 1 мг Хг, индикаторных количеств НЬВВ и 1 мг Та, состоит в сорбции этих элементов из 9 М раствора НС! на анноните дауэкс-! в колонке размером 6 смХ0,32 сма и вымывании их растворами НС!+НГ различной концентрации со скоростью 0,2 мл/мии см' (рис. 65). Эти же авторы использовали подобный прием для отделения протактиния от ТЬ, 11(Ъ'1) [458], Ге (1П) [456].
Раствор!0 М!!С1, содержащий 0,2 М 1/(Ч1), 0,02 М ТЬ, меченый ТЬ"о и Рае'8 про. пускают через колонку размером 4 см Х 0,24 сма, наполненную аннонитом дауэкс-1. Затем анионит промывают !О М НС! для удаления следов торна, после чего протактиний десорбируют смесью 9 М ИС! и 1 М НГ. Уран (Л) в этих условиях остается на анионите. После полного вымывания протактиния десорбци|о 1/(У1) проводят 0,1 М раствором НС1. Для разделения протактиния и железа, сорбированных на анноните дауэкс-1 из 9 М НС1, используют смесь 9 М НС! и 0,1 М НГ, которая полностью десорбирует протактиний, тогда как железо (П1) в этих условиях остается на анионите.
Для более полного отделения протактиния от Ге(!П), Хг, 1иЬ, Та и 11(И) проводят второй, а в случае необходимости и третий цикл очистки на анионите после связывания ионов Г-, содержащихся в элюате. Барнетт [8, 157) исследовал возможность повторной сорбции Рата' из раствора 9 М НС! и 0,05 М НГ после связывания ионов Г- алюминием или борной кислотой и показал, что в обоих случаях протактиний количественно сорбируется анионитом дауэкс-1.
Хилтон [215) детально изучил влияние концентрации алюминия на сорбцию протактиния из раствора 8 М НС1 и 0,4 М НГ, содержащего 5 мг Ра/л (-2 10 8 М) и установил, что практически полная сорбция протактиния происходит при соотношении [А1]:[à — )=»1. Ниже приведены значения коэф- 188 фициентов распределения Раям между анионитом дауэкс-! н раствором 8 М НС1 и 0,4 М НР в зависимости от концентрации хлорида алюминия в ~растворе: Концентрация А1С1з, М... 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Коэффициент распределения ..
0 2,7 17, 7 40,6 59,3 Анионный обмен в солянокислых растворах в настоящее время широко используется для выделения, концентрирования и отделения от других элементов как Раа", так и Раз". В аналитической практике этот метод применяется для выделения в радио- химически чистом состоянии Раям из облученного нейтронами торна (27, 279, 280, 366, 457, 6631 /0 а аз о аа т о.а Рис. 65. Данные по разделению циркоиия (!Ч), протактиния (Ч), ииобия (тт') и тантала (Ч) иа анионите дауэкс-1 (455] Размер холопки 6 ам хО,ЗЗ смь Сао.
рость пропусзлпча раотзора ОД млдаттн ° гм' :2 и ц 'а 0 ас 00 ы0 ~00 000 зйзгм зл~сгната, ма Мясоедов н Пальшин (691, а также Гэлэцеану и Лапицкий !2?) описали следующую методику выделения Разщ с использованием анионита. Шезн и Реньо [130, 213) разработали технологическую схему разделения Т]4, Раз'з и 1)ззз на анионите с целью выделения делящегося изотопа Т]ззз.
При переработке ядерного горючего зоны воспроизводства ториевого гомогенного реактора стоит задача отделения Т)ззз от значительно:превосходящих (в - 104 раз) количеств тория и от Раз'з, являющегося основным ]з- и у-излучателем. Разработанный авторами метод с использованием анионита Л 300]З (Филипс и Пеи) позволяет осуществить хорошее 184 100 — 200 мг облучепного нейтронами нитрата тория растворяют в 3 — 5 мл концентрированной НС! и раствор пропускают через колонку (80Х2 мм), наполненную анионитом дауэкс-1Хв. Колонку затем промывают 1О мл концентрированной НС1 и протактиний десорбируют 3 — 4 мл 3 Ю НС1.
Полученный таким образом препарат Рама годержит, кзк показал анализ на у-спектрометре, менее 0,1% радиоактивных примесей. Выход протактиния составляет >9944 разделение этих элементов, каждый нз которых извлекается более чем 98г)о-ным выходом. Остаточное загрязнение Т]з и 1)зм протактинием составляет, всего 2 10-66)о. Значительный интерес представляет использование анионного обмена для очистки макроколичеств Ра"' от дочерних продуктов (Ас'з' Т]зззт Каззз) и макроколичеств Н]з.
Стайн 1648) описал следующую методику аффинажа -4 г Раз". Пятиокись протактиния растворяют в смеси 9 М НС! и 0,2 М НР. Раствор протактиния смешивают с равным объемом насыщенного раствора А1С1з в 9 М НС1 и полученную смесь пропускают через колонку из полипропилена, наполненную 300 мл анионита АГ-(Х8. Анионит промывают большим объемом 9 М НС! для полного удаления дочерних продуктов распада и ионов А!зл и протактииий десорбируют смесью 9 М НС) и 0,2 — 1 М НК Для полного отделения от ниобия необходим еще один цикл очистки. Суздуки и Иноуе (663) при~меняли этот метод и выделили в радиохимически чистом состоянии 29,8 мг чистой Раз06 из исходного образца в 35 мг (см.
стр. 87). Пиллей !569) использовал анионообменный метод для определения следовых количеств Рази в нитрате тория, полученном из индийского монацита. 1 г нитрата торин растворяют в 10 мл 8 М НС1 и раствор пропускают через колонку, наполненную анионитом дауэкс-1 Х8 зернением 50 †!00 меш. Аиионит промывают 50 мл раствора 8 М НС1 со скоростью 2,5 м.т/мин для удаления следов тория. Затем протактииий избирательно десорбируют 25 мл 3,8 М НС1, а уран — 25 мл НС10„(1:!О).
Лнионный обмен в растворах НС] — НГ дал лучшие результаты при регенерации 50 г облученного нейтронами Разьч с целью получения 1 г Т]ззз. Используя этот метод, авторы выделили 40 г протактиния в радиохимическом чистом состоянии (55?а). Лебедев и др. 158) разработали метод выделения Расы из облученного нейтронами иония (Т]заза) с использованием анионита.
Образец торна весом 6,3 г, содержащий 2,01 г пония (Т)ззм), после облучения нейтронами (интегральный поток нейтронов 2,6 10'о нейтр)смт) растворяют при нагревании в концеипрированной Нз504. Небольшой нерастворившийся остаток растворяют в концентрированной Н)ЧОз с добавлением небольших колпчеств НГ, Из объединенного раствора аммиаком осаждают гидро- окиси. Осадок промывают водой и растворяют в концентрированной Е!С!. Кислотность раствора доводят до 8 М НС1. Для выделения протактииия используют колонку из тефлона размером 150Х12 мм, наполненную анионитом дауэкс-1Хв с размером зерен 500 меш.
Раствор пропускают через колонку под давлением со скоростью 45 мл)час. После прохождения раствора анионит промывают 8 М НС1. Уран, протактииий и железо вычывают 250 мл 0,5 М НС! и 0,1 М НР. В элюате с помощью 50-канального и-анализатора было обнаружено 11,8 мг Ра'з' и 11 мкг 1)ззз, Для полной очистки протакгиния операция хроматопрафичеокого разделения на аииоиите былз повторена еще 2 раза, но в меньших колонках с объемом анионита, равным 2 н 0,85 мл. Выход протактиния после одной операции очистки гоставлял 854)а.
В результате было выделено 7 лтг Ра'з' в 6,6 мл раствора 8 М НС1 и О,! М НГ. Содержание и-активных примесей не превышало 34)а, 185 В ряде работ сорбцня на анионитах из солянокислых растворов в сочетании с другими методами, ча!це всего экстракционными и методами осаждения на различных носителях, использовалась для выделения и концентрирования протактиния из различных природных объектов [44, 76, 223, 397, 607, 667!. Четырехваленгный прогактиыий, по данным Плюше и Мюксара [57Ц, в отличие от пятивалентного не образует прочных анионных хлоридных комплексов даже в сильнокислых растворах соляной кислоты. Это может быть использовано для отделения протактиния от таких элементов, как Ре, У, Ег, ЫЬ и других, которые в этих условиях полностью сорбируются анионитами.
Опыты по исследованию поведения четырехвалентного протактнния на анионите проводились с индикаторными количествами Рам'. Ра(1Ч) олчали по методу Буиссьвраи Гайсинского (!70, 3491 путем восстановления протактнния двухвалентным хромом в атмосфере водорода в специальном приборе, позволяюшем передавать раствор Ра (1Ч) непосредственно в хроматогрвфическую колонку без доступа воздуха. Ддя работы использовали колонку высотой Зомм и диаметром 7 мм,наполненную анионитом дауэкс-1 Х !О зернением !00 — 200 меш или амберлит 1ц-401 зернением 100 меш. - л М!'! ! 5.7 М иа хаааа агапа ьгааа н Рис. 66. Выходные кривые протактиння (1Ч) и протактиния (Ч),при их вымывании с анионнта дауэкс-1Х10 167!! Размер колонки ЗО мм Х 7 мм. Скорость вролусклввв раствора 0,5 емумил г в а в та »г тв и гага ахаем елмелма,мл Анионит предварительно обрабатывали раствором НС!, затем пропускали через нолонку раствор Ра (1Ч) в 6 вЂ М НС! и промывали ее 6 — 6 мл НС! той же концентрапни, Опыт заканчивали промыванием колонки раствором 6 — 7 М НС1+О,! М НР для удаления с анионита Ра (Ч), присутствующего в растворе или из-за неполного восстановления или в результате частичного окнсзения Ра (1Ч) в ходе эксперимента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
