А.П. Виноградов - Аналитическая химия Урана (1113390), страница 84
Текст из файла (страница 84)
В,ачсстве примера распределительно-хроматогрзфического отделения урана от примесей приведем метод анализа природных материалов !руд, минералов), предло'кенный В. К. Марковым п сотрудниками. Метод основан на том, что при распределении элементов между насыщенным водным раствором .'»Н,ХОы подкисленнызг Н>«0, и эфиром, численное значение коэффициента распределения К= — —" — "" ' ю»н г. .!ля урана оказьгвается в десятки, сотни и тысячи раз меныпс значений К большинства металлов.
Методика проведения анализа заключается в следующем. Навеску руды 0,5 — 1 е разлагают смесью азотной и плавиковой кислот. (! Раствор выпаривают досуха, затем выпаривание повторяют 2 — 3 раза с добавлением азот- 1! ' ной кислоты, и, иакаяец, к сухому остатку прилипают ! ыл 0,5 Л! по 1!МО» насыщенного ь раствора КН«."»О». В полученный раствор вносят 3 лгл сухого ыелкозерниста:а кр>шге»по-.
рисгогоснликагеля (сдиаыетром зерен 0,5.ч.ч). 7 Пропитанный анализир>ечым расгнороч силнкагель переносят в колонку на «очиститель. Р л ный слой» (рис. 56), состошций из 6»ы спликагеля, пропитанного 2 ль«0,5 тн по НМО, насыщенного раствора нитрата аммония (т е. неподвижным растворителем). Стенки посуды, с- Э в которой проводнлось разложение аоразца, обмывают 0,5 мл неподнижного растворителя, раствор смепшвают с 1,5 — 2 ил силик' геля и также переносят в колонку. Слой силнкагеля, Ь- пропитанный аналнзпруемым раствором„назы. вают «распределительным».
Уран вымывают диэтиловым эфнроы, приведенным предварительно в равновесие по со- 7 дергканию азотной кгеслоты с неподвижным растаарнтелеы. Элкжт собирают в стаканчик е. емкостыа 50 — 100.нл, в которыи наливают 5— Юлю воды. Кончик сливной трубка колонки 1 для немедленной реэкстракцпи урана погружают в воду.
Конец экстрагирования урана Рнс 56. Распределителю о-храопределяют по отсутствию свечения в ультра- ыатаграфическпе колонки. фиолетовом свЕте пврла ХаГ, СыочЕнного ныте- « — ете«леу»я вет»; е — опктгтел»г кающнм из колонки эфиром н прокаленного в ньщ е»еа; ' — ге(щелелн»ел(егв ел аз.
окислительноы пламенн. Экстракт выпаривагот до удаления эфира, и в водном реэкстракте определи~от уран (в зависимости от его содержания) любым аналитическим методом. Если в пробе присутствуют нитраты Т)г, Хг, Ве, Се (!'>7), кислотность подвижного и неподвижного растворителей не должна превышать 0,3 — 0,4 жо.гя/л, так как повышение кислотности ведет к вымыванию указанных элементов вместе с ураном.
Се ((Ъ') восстанавливают до трехвалентного, добавляя к анализируемому раствору 2 лгл 6",е-ной НзО, и упаривая раствор досуха. Присутствие вана- 335 дпя в пробе требует тщательной очистки эфира от перекисей. В противном случае ванадий не будет уб(ерживаться на колонке. С! -ионы спосооствуют вымыванию Ре' и Вп. РО,' — могут задерживать экстракцию урана. Поэтому нх связывают, добавляя в пробу избыток Ре(МОа)з. От мешающих анионов можно освободиться, проводя аммиачное осаждение разложенной пробы с последующим растворе.
нием осадка в минимальном количестве Н]ЧОз. При содержании урана в рудах порядка сотых долей и целых процентов ошибка определения составляет тысячные и сотые доли процента соответственно. На там же принципе основан распределительно-хроматографический метод очистки урана в целях использования последнего в качестве спектрально чистой основы для изготовления эталонов. Очистку проводят на колонке с внутренним диаметром 2 см. 1о .нл хилгически чистого крупнопористого силикагеля с диаметром зерен 0,5 льи смачивают 5 лл насыщенного раствора ]ЧН )40„0,5 М по Н]л]О„после чего силикагель переносят в колонку.
Анализируемый раствор, содержащий 10 г урана и 1Уа примесей других металлов (Со, )Ч1, Сг, Мп, Мгь Ре, Сн, А1 — по 0,)лй каждого) упаривают до образования влажных кристаллов уранилнитрата, которые растворяют затем в 20 — 25 лгл диэтилового эфира, 0,65 М по азотной кислоте. Полученный раствор медленно фильтруют через колонку.
Затем колонку промывают 100мл диэтилового эфира, 0.65 М по азотной кисчоте. При добавлении к элюату насьпценного раствора 1|лС,Ол осаждается оксалат уранила, который после отсасынания на фильтре н подсушивания под лампой переносят в платиновый тигель и прокаливают в муфеле до образования закисн-окиси. Чистота полученных проб закиси-окиси была проверена спектральным лчетодом.
В последнее время в литературе появились работы иностранных авторов по отделению урана от различных элементов методом распределительной хроматографии на силикагеле. Хефнер и Хультгрен 15551 разработали метод отделения урана от плутония, используя для этой цели либо дибутиловый эфир этиленгликоля, либо смесь его с керосином. В обоих случаях растворитель содержал азотную кислоту. Облученный уран растворяют в азотной кислоте н полученный раствор под. нергают противоточной экстракцни дибутиловым эфиром этиленгликоля. Органический слой, содержащий уран, плутоний и небольшое количество продуктов делеяня, разбавляют на ", объема керосином и затем насыщенной водой смесьюднбу.
типового эфира этиленгликоля с керосином в отношении (3:!) до достижения 0,35 М концентрации по азотной ннслоте. Полученный раствор пропускают через колонку, причем весь плутоний ззлср.кивается в колонке, а урая почти полностью переходит в фильтрат. Неболь. шое количество урана, оставшееся в колонке, извлекают 0,3 — 0,35 М растнороч азотной нисчоты в смеси дибутнлового эфира зтнленглиноля с керосином (3: 11.
Плутоний вымывают 0,5 — 1,0 М раствором азотной кислоты в органическом рзс творителе. При применении в качестве подвижного растворителя днбутилового эфира эплчеигликоля, 0,15 — 0,2 М по азотной кислоте, методика не меняется. Приведенным способом, однако, не удается добиться полной очистки урана и плутония от продуктов деления. 33н Эти же авторы [6191 описали процесс разделения урана и плутония, применяя в качестве подвижного растворителя ТБФ-ЗО, состоящий из 30'о по объему ТБФ в инертном углеводороде. Неподвижная водная фаза, удерживаемая снлнкагелеч, содержала 1 г Ее (11) на 1 л раствора, 0 3 .И по гилразинннтрату н 0,1 .И по Н лО,.
Прп пропусканин аналпэпрл.емого раствора через колонку плгтонцй переходит в трехаалентное состоякие н двнгается по колонке очень медленно, в то время кзь уран быстро переходит в элюат. Оставшийся л ран злюнруют раствором ТБФ-30, 0,02.И по Н(лОл. Плутояий удаляют из колонки раствором НКОл. Когда раствор содержит только малые концентрации урана, порядка нескольких граммов на литр,нет необходимости вводить в неподвижный растворитель восстанавливающий агент.
Плутоний в этом случае элюируют раствором ТБФ-ЗО, 0,2 .И по НЪ]О,, Цветичанин 14381 отделил Рп (ч(1), Рп (ч ч() и Г] (И]) от циркония и ниобия. Исходный раствор плутония, урана н примесей в метнлизобутилкетоне, насыщенном 2 дг НлПОл, пропускают через колонку силикагеля, приготовленного по способу Гордона, Мартана и Синджа 1550]. В процессе промывания колонки раствором метилизобутилкетона, насыщенного 2 Аг Н]л]О„уран и плутоний проходят в элюат, а хгл" и Кблл нацело удерживаются в колонке.
4. ЗЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЪ| ОТДЕЛЕНИЯ УРАНА Н. И. Гусев К настоящему времени имеется значительное число работ, посвященных электролитическим методам отделения урана от сопутствующих примесей. К таким методам относятся: 1) электролиз на ртутном катоде; 2) электроосаждение урана на платиновом катоде, а также на катоде из других металлов с внешним приложением потенциала и 3) внутренний электролиз.
Злектролиз на ртутном катоде Длительной практикой выработаны оптимальные условия электролитической очистки сернокислых растворов урана на ртутном катоде 18, стр. 3271: объем электролита равен 50 .ил; концентрация свободной серной кислоты — 1 Ж; ток ( 10 и (как правило 0,5 а); анод — платиновая спираль нли сетка, точно контактирующая с поверхностью электролита; поверхность катода 20 с,чгз; быстрое перемешивание поверхностного слоя ртути; температура 25 — 40' (достаточно охлаждение обыкновенной водопроводной водой); содержание урана ~0,25 г.
Время, необходимое для полного отделения урана от примесей, может колебаться в широких пределах в зависимости от их концентрации. Так, при силе тока 5 а и прочих оптимальных условиях требуется около 70 мин. для количественного осаждения 1 г железа в присутствии 0,25 г урана. Наличие больших количеств других осаждающихся катионов увеличивает время электролиза до 3 — 4 2 Аналнтзчечю я хнмня урана 337 часов. Полноту отделения какого-либо элемента обычно проверяют, используя специфические чувствительные реакции на данный катион. Вместо серной употребляется также хлорная кислота.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
