М.С. Милюкова, Н.И. Гусев, И.Г. Сентюрин, И.С. Скляренко - Аналитическая химия Плутония (1110081), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Плутоний и уран отделяются от тория, рутения, ниобия, редкоземельных элементов, аме- 344 1 3 6,5 3 6,5 0,10 0,095 0,096 0,065 0,060 0,058 2 3,6 7 5 16 0,016 0,035 0,046 0,008 0,010 0,021 0,011 0,021 0,025 0,006 0,013 0,018 этим способом эффективнее очистки с применением трибутнлфосфата, Вильсон (4!1 использовал высокую избирательность экстракцин Рп([У) третичными аминами для выделения плутония из урановых блоков.
В качестве экстрагента применялся раствор трилауриламина (ТЛА) в «Амско» (керосин). Этот процесс позволяет за один цикл отделить плутоний от урана и продуктов деления (см. табл. 49). Раствор, содержащий 4 М НгтОа, 095 М О(Ч1), 003 М ЫаЫОт, 4 !О-' М Рп(1У) н продукты деления, встряхивают с 3-кратйым объемом 0,15 М раствора трнлаурнламнна в «Амскоа, содержащего 2 объемн.% и-октнлового спнрта. Последннй добавляется для предотвращения появления третьей жадной фазы прн высокой канцентрацвн плутония н урана в водном растворе.
Органический экстракт дважды промывают г/а объема 4 М Нг[Оа. Нз арганнческой фазы плутоннй реэкстрагнруют 1 М раствором сульфамвновой кислоты, содержащнм 0,05 М сульфамнната железа. Полученные результаты приведены в табл. 50. Таблица 50 Коэффнцненты распределенвя коевонентов прн зкстракцнонном нэвлеченнв плутоння нз азотнокнслых растворов [4Ц Коецеетрацяя, М Ко Фф"цяеят раепр д яомпоае оа Фиа Операция щщ1 нно, ~ Рп Се, Рг цп. нь гг, нь ' К мрфяцяегпм раепредммяяя яе определеям ееледетепе елмпаом люппа удел„оа аосте растворяя.
Коэффициенты очистки плутония от продуктов деления равны: 2,3 ° !От (Се), 2,7 ° 10з (йп), 2 ° 104 (Ег,)ь)Ь). Очистка от циркония н ниобня улучшается проведением экстракцни при температуре выше 25' С. При этом коэффициенты распределения циркония и ниобия уменьшаются. Извлечение плутония также ухудшается, но в меньшей степени. На экстракцию рутения изменение температуры не оказывает заметного влияния. Трентиниан и Чесне (697) для очистки плутония применили раствор трилауриламина в додекане. Экстракцня плутония растворами треткчных аминов в кснлоае Коаффпцяапт раепределаяая Рмг!У1 Коэффяцаеят раз пределепяя Рпоу1 Амяя Амяя 85 92 250 Трянзооктяламвн Трндецнламвн Трнлаурнламян 300 Н5 140 Трн-и-гекснламнн Тря-и-гептвламня Трн-м.октнламнн Пр н меча вне. Состав водной фазы: 2 М НЫОа, 0,03 М )э)а[)Оз, янднкаторные колнчества Рн(1У).
Экстрагент — 10',4-ный раствор амина в кснлоле. Условия экстракцня: равные объемы конгактнровалн 5 мян. прн 25'С; фазы разделялн центрнфугнрованяем. Экстракпия четвертичными аммонневыми солями Значительный интерес для экстракционного отделения н очистки плутония представляют четвертичные аммониевые соли. Мейк, Бумен и др. [528) исследовали распределение 57 ионов металлов, в том числе плутония, урана и нептуния в процессе экстракции солями тетрапропил-, тетрабутил- и тетрагексиламмония.
Авторы предполагают, что экстрагируемое соединение представляет собой ионный ассоциированный комплекс, содержащий катион четвертичного аммония и один заряженный анион 1(й )ь[) е (М"'А ) !. Установлено, что экстракция элементов Рп ('т'1) зависит от природы и концентрации кислоты, Рп(17) и Рп(У ) хорошо шо экстрагируются указанными соединениями из азотноты кислых растворов, в то время как из растворов соляной кислот извлекаются менее эффективно.
Экстракция плутония из серно- кислой и фтористоводородной сред не наблюдается, Степень извлечения повышается с увеличением концентрации кислот. Кроме того, эффективность извлечения плутония зависит от используемой четвертичной аммонневой соли (рис. !08). Для разделения плутония и урана можно попользовать экстракцию тет агексиламмония, так как шестивалентный плутоний ! М нокислых растворов с концентрацией НЬ[Оз менее из азот практически не извлекается этим экстрагентом, в то р , в т в емя как [.)(У[) в этих же условиях экстрагируется довольно хорошо. Плутоний(1Ъ') из азотнокислых растворов хорошо экстрагируется углеводородами в виде комплексов с четвертичными солями аммония типа (СНз) зй1йзр[Х, где й' и йз — алифатиче- 347 Плутоний(ГЧ) экстрагируется растворами других третич'агых аминов в ксилоле.
Некоторые из экстрагентов приведены е табл. 51. Табл яца 51 ские радикалы с 8, 10 и 12 атомами углерода [65]. Как и длж других аминов, здесь наблюдается зависимость коэффициента распределения от концентрации реагента (табл. 52). Оптимальная яислотность длп вкстракцни Ро (!У) с «Нуае)пе 1622» в зависимости от концентрации урана в исходном растворе [302! Коэффициэггг распределения Содержание у!жил, г/л» гггггггггггг 6" а и ц е и аур а гг ая Н Н О 3, лг Рис.
!08. Экстракция Ри (1Н) н Ро (Н1) из ззотнокислых растворов солями тетрагексиламмония (о), тетрабутнламмония (б) и тетрапропиламмоння амином (в) Р.1РУ! В-икгиииосги 99,6 98,0 97,0 4,0 2,0 1,0 <10,0 100 300 125,0 250,0 375,0 500,0 5,5 10 3 10 э 1.10 50,0 45,0 6,1 1,4 Плутоний может быть отделен от урана, но присутствие больших количеств последнего заметно снижает извлечение плутония (табл. 53). С повышением кислотности коэффициенты распределения Рн(17), ()(И) и продуктов деления увеличиваются. В нейтральной среде плутоний и уран полностью остаются в водной фазе.
Гольдшмндт, Реньо н Прево [65) опробовали экстракцию плутония четвертичВлияние концентрации нитрата дидецил- ными солями аммония в днметиламмония в бензоле на екстракцию технологии, на одной из стари(!У) н 1)(Н!) нв 8 М НМОз дий концентрирования плу- КоэфФициент рисиредэ- Ксицеиграция рэагэиги, % Ри11У1 1,0 2гО 3,0 4,0 5,0 0,4 0,5 2,2 5,0 8,0 0,012 0,022 Оэ034 0,044 0,053 ьц Ь" гл Ьду ' гг ПРимечание.
Водная !раза нитрат плутония(1У), концентрация урана 300 г/л, кислотность Оэ8 М Н!чО, э тония, извлеченного из урановых блоков. Плутоний экстрагировали из 0,8 М азотнокислого раствора 5о7о-ным раствором нитрата дидецилдиметиламмоння в бензоле.
Извлечение плутания количественное. Боуз, Фореман и Драм- монд [302) описали точный и воспроизводимый метод определения плутония в азотнокислых растворах облу- пенного урана. Четырехвалентный плутоний экстрагировали раствором «Нуапипе !622» в бензоле. «Нуапипе 1622» является хлоридом п-днизобутилфеноксиэтоксиэтилбензилдиметиламмония [599). Коэффициент распределения Рп (1У) — более 200, Рп(Ч1) — 0,2 и Рн(!П) — ниже 0,2.
Кислотность раствора, необходимая для максимального извлечения Рн(!Ч), зависит от концентрации урана В аналнзионемом продукте (табл. 54). Таблица 53 Таблица 54 2)!и!пине концентрации урана на вкстракцню плутонии н продуктов деления 10э4-ным раствором нитрата . Видецилднметиламмоннн в бензоле !65) э Водная фаэи: рисгиир урана, оулуиоаого и тииэиие гиде и имдэржэижи'О затем э теигиие При большом содер° ииети месяцев, э О,ОЗ М Ныоэ. Осгигиииия В-икгиэиисгь ирииэдлэжиг э жанни УРВНВ И ВЫСОКОЙ жиоииом ругииию, кислотности (>4 М) извлечение плутония значительно ухудшается. Некоторое количество урана экстрагируется вместе с плутонием, но при промывке органической фазы 4 М Н5)Оз основная часть урана и 5-активности удаляется.
Помещают 2 мл анализируемого раствора, содержащего до 300 мг/мл урапа, 50 — !50 мкг/мл плутония н продукты деления, з делительную воронку и устанавливают требуемую кислотность в зависимости от концентрации урана. Для переведения плутония в Рп(1Н) добавляют 0,15 мл 1 М раствора ннтрита натрия н 0,3 мл свежеприготовленного !Оэ4-ного раствора суль$амината железа, Раствор тщательно перемешивают и дважды встряхивают с равным объемом ! л)э-ного раствора амина в бензоле. Экстракты объединяют и промывают раствором 4 М НМО» Потери плутония составляют 1,5 — 2о(1 в водной фазе после 1-й экстракции, 0,)огго в водной фазе после 2-й экстракции и О,!5 — 0,2огго в промывном растворе.
Фактор очистки от урана равен !00, от продуктов деления — ! !Оз. Хеффнер, Нильссон и Хультгрен [234) изучали влияние ряда факторов на экстракцию плутония (Ч1) тетрабутиламмонийнитратом в хлороформе. Извлечение плутония находится в прямой пропорциональной зависимости от концентрации ТБАН. Так, например, с увеличением концентрации ТБАН от 0,2 до 25 мг/мл извлечение плутония повышается от 0,3 до 97,7%. Зависимость нн экстракции плутония и урана от кис- Я. лотности водной фазы показана на рис.
109. При определенных условиях экстпакпией при помощи ТБАНа Рп(И) можно отделить от большей фхр части урана. Таубе [689а] исследовал влияние. м ал концентрации азотной кислоты на экстракцию комплекса плутония (!Ч) стетрабутиламмонийнитратом смешанными растворителями. Автор устаноРнс. 109. Экстракннн Рп(Ч1) раствором тиграну. внл, что в зависимости от природна тнламмоннаннтрата а хло- растворителя коэффициент раопредероформе на н(чс1а н ления плутония достигает максимума (ЧНеЫОа (7 М) при определенной концентрации азот~ачаа тн""-еа '/"" ной кислоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
