RU2425804C1 - Способ очистки регенерированного урана - Google Patents
Способ очистки регенерированного урана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425804C1 RU2425804C1 RU2010105099/05A RU2010105099A RU2425804C1 RU 2425804 C1 RU2425804 C1 RU 2425804C1 RU 2010105099/05 A RU2010105099/05 A RU 2010105099/05A RU 2010105099 A RU2010105099 A RU 2010105099A RU 2425804 C1 RU2425804 C1 RU 2425804C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- nitric acid
- concentration
- stage
- saturation
- Prior art date
Links
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 72
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 27
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910002007 uranyl nitrate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N technetium atom Chemical compound [Tc] GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052781 Neptunium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- LFNLGNPSGWYGGD-UHFFFAOYSA-N neptunium atom Chemical compound [Np] LFNLGNPSGWYGGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 15
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000005289 uranyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229940093635 tributyl phosphate Drugs 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 30
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 26
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- GKLVYJBZJHMRIY-OUBTZVSYSA-N Technetium-99 Chemical compound [99Tc] GKLVYJBZJHMRIY-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- LFNLGNPSGWYGGD-IGMARMGPSA-N neptunium-237 Chemical compound [237Np] LFNLGNPSGWYGGD-IGMARMGPSA-N 0.000 description 2
- ZSLUVFAKFWKJRC-AHCXROLUSA-N thorium-228 Chemical compound [228Th] ZSLUVFAKFWKJRC-AHCXROLUSA-N 0.000 description 2
- HNVACBPOIKOMQP-UHFFFAOYSA-N uranium(4+) Chemical compound [U+4] HNVACBPOIKOMQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NAYOFUASDMNEMW-UHFFFAOYSA-N [Np+5] Chemical compound [Np+5] NAYOFUASDMNEMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium atom Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 102200052313 rs9282831 Human genes 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу экстракционной очистки регенерированного урана и может быть использовано в технологических процессах при переработке облученного ядерного топлива. Способ очистки регенерированного урана от тория, технеция и нептуния включает экстракцию уранилнитрата из водного азотнокислого раствора трибутилфосфатом в органическом разбавителе. При этом в процессе многоступенчатой противоточной экстракции на ступени выдачи экстракта поддерживают степень насыщения экстрагента ураном более 92,5% от предельного насыщения и равновесную концентрацию азотной кислоты в водной фазе не более 0,7 моль/л. Причем концентрация азотной кислоты в первом потоке питающего водного азотнокислого раствора уранилнитрата, подаваемом на ступень выдачи экстракта, не более 0,6 моль/л и величина насыщения экстрагента ураном более 92,5% от предельного насыщения на третьей или последующей по ходу водной фазы ступени при подаче на нее второго потока питающего водного азотнокислого раствора уранилнитрата. Изобретение обеспечивает повышение степени очистки урана. 4 з.п. ф-лы, 5 табл.
Description
Изобретение относится к способам экстракционной очистки регенерированного урана и может быть использовано в технологических процессах при переработке облученного ядерного топлива, где необходима очистка урана от тория-228, а также от технеция-99, нептуния-237.
Известно использование комплексообразователей, гетеровольфраматов состава P2W17O61 10-, As2W17O61 10-, SiW11O39 8-, GeW11O39 8- и PW11O39 7-, для комплексования тория в экстракционном процессе PUREX для снижения коэффициентов распределения тория между органической и водной фазами в способе отделения урана по заявке №2005129985 на выдачу патента РФ, МПК G21C 19/46, опубл. 20.04.2006 [1]. Возможно загрязнение конечного продукта посторонними металлами.
Известен способ очистки регенерированного урана от технеция по патенту РФ №2184083, МПК C01G 43/00, 57/00, опубл. 27.06.2002 [2]. Способ предусматривает восстановление технеция до неэкстрагируемых форм в условиях дефицита кислоты. Способ недостаточно удобен, т.к. без дефицита кислоты требуется быстрое проведение экстракции; при любой задержке происходит частичное окисление восстановленных форм технеция и, как следствие, снижение очистки урана.
Известен способ экстракционной очистки урана от тория 30%-ным трибутилфосфатом (ТБФ) в додекане (M.Germain, D.Gourisse et М.Sougnez, Extraction en milieu nitrigue du thorium, du neptunium, du plutonium, par les solutions de phosphate de tributyle chargees en uranium // J. Inorg. Nucl. Chem., 1970, Vol.32, pp.245-253) [3]. Авторами показано, что в процессе одноступенчатой экстракции при насыщении экстрагента ураном ~92,5% от предельного (предельное составляет 120 г/л) при концентрации азотной кислоты в водном растворе (1,0-4,0) моль/л коэффициент распределения тория равен 0,025. Недостаток способа состоит в сравнительно низкой очистке урана от тория. Способ выбран за прототип.
Задачей изобретения является разработка способа, обеспечивающего повышение степени очистки урана от тория, технеция и нептуния.
Поставленную задачу решают тем, что в способе очистки регенерированного урана от тория, технеция и нептуния, включающем экстракцию уранилнитрата из водного азотнокислого раствора трибутилфосфатом в органическом разбавителе, в процессе многоступенчатой противоточной экстракции на ступени выдачи экстракта поддерживают степень насыщения экстрагента ураном более 92,5% от предельного насыщения экстрагента ураном и равновесную концентрацию азотной кислоты в водной фазе не более 0,7 моль/л при концентрации азотной кислоты в первом потоке питающего водного азотнокислого раствора уранилнитрата, подаваемом на ступень выдачи экстракта, не более 0,6 моль/л и величине насыщения экстрагента ураном более 92,5% от предельного насыщения экстрагента ураном на третьей или последующей по ходу водной фазы ступени при подаче на нее второго потока питающего водного азотнокислого раствора уранилнитрата.
Растворы уранилнитрата подают на экстракцию с концентрацией по урану 400÷500 г/л. Концентрация азотной кислоты в первом потоке, подаваемом на ступень выдачи экстракта, меньше концентрации азотной кислоты во втором потоке, подаваемом на третью или последующую ступень. Концентрация азотной кислоты в первом потоке составляет 0,03÷0,04 моль/л, а во втором потоке 0,7÷0,8 моль/л.
В раствор уранилнитрата вводят уран (IV), стабилизированный гидразином.
Способ осуществляют следующим образом.
Проводят противоточную многоступенчатую экстракцию. Питающий раствор урана (водный азотнокислый раствор уранилнитрата) подают двумя потоками: на первую ступень (нумерация ступеней приведена по ходу водной фазы) и на третью или любую последующую ступень (четвертую и т.д.). Увеличение порядкового номера ступени, на которую подают второй поток питающего раствора, ведет к увеличению общего количества ступеней экстракционного блока (приемлемое содержание урана в рафинате обеспечивается длиной экстракционного блока от ступени ввода второго потока питающего раствора до ступени вывода рафината), поэтому целесообразно подавать второй поток не далее, чем на третью ступень. С первой ступени отбирают конечный продукт - экстракт уранилнитрата в трибутилфосфате в органическом разбавителе. На последнюю ступень подают экстрагент - трибутилфосфат в органическом разбавителе, с последней же ступени отбирают рафинат. Для стабилизации технеция и нептуния в четырехвалентном слабоэкстрагируемом состоянии в питающий раствор перед подачей в экстракционный блок либо непосредственно на первую и третью ступени вводят раствор восстановителя.
Пример 1. Одноступенчатая экстракция (определение равновесных коэффициентов распределения тория).
В опытах подбирали условия для снижения коэффициента распределения тория между органической и водной фазами по сравнению с величиной 0,025, достигнутой в работе [3].
Было приготовлено две серии исходных водных растворов уранилнитрата. В каждой серии растворы имели разную концентрацию азотной кислоты, концентрации урана в опытах первой серии отличались от концентрации урана во второй серии. В опытах из каждого исходного раствора провели экстракцию урана 30%-ным ТБФ в углеводородном разбавителе при соотношении фаз O:B=1:1 и комнатной температуре. В первой серии насыщение экстрагента ураном составило ≈92,6% от предельного, во второй серии ≈94% (в зависимости от концентрации урана в исходных водных растворах).
Результаты распределения урана и тория между фазами в зависимости от насыщения экстрагента ураном и равновесной концентрации азотной кислоты в водной фазе представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Анализируемый компонент | Концентрации компонентов | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Серия №1 | |||
| [U] экстракт, г/л (насыщение экстрагента ураном, %) | 111,5 (92,9%) | 111,1 (92,6%) | 111,1 (92,6%) |
| [U] рафинат, г/л | 361,60 | 362,10 | 365,10 |
| [HNO3] рафинат, г/л | 22,5 | 48,0 | 90,5 |
| [Th] экстракт, мг/л | 1,63 | 2,67 | 2,64 |
| [Th] рафинат, мг/л | 95,0 | 100,0 | 95,0 |
| К распр. Th | 0,0172 | 0,0244 | 0,0278 |
| Серия №2 | |||
| [U] экстракт, г/л (насыщение экстрагента ураном, %) | 113,30 (94,4%) | 113,20 (94,3%) | 112,50 (93,8%) |
| [U] рафинат, г/л | 441,70 | 433,70 | 447,10 |
| [HNO3] рафинат, г/л | 19,00 | 29,00 | 46,00 |
| [Th] экстракт, мг/л | 0,99 | 1,05 | 1,95 |
| [Th] рафинат, мг/л | 85,00 | 75,00 | 80,00 |
| К распр. Th | 0,0116 | 0,0140 | 0,0227 |
Из таблицы 1 видно, что увеличение коэффициентов распределения тория, т.е. ухудшение очистки урана от тория, происходит с ростом концентрации азотной кислоты в равновесной водной фазе. При концентрации азотной кислоты в серии №1, не превышающей 48 г/л (или 0,76 моль/л) при насыщении экстрагента ураном 92,6% от предельного насыщения экстрагента ураном (120 г/л), и в серии №2, не превышающей 46 г/л (или 0,73 моль/л) при насыщении экстрагента ураном 93,8%, коэффициент распределения тория ниже величины 0,025, достигнутой в работе [3].
Авторы ограничили содержание кислоты в равновесной водной фазе величиной 0,7 моль/л, при условии насыщения экстрагента ураном более 92,5% от предельного - для повышения степени очистки урана от тория. При многоступенчатой противоточной экстракции эта концентрация ≤0,7 моль/л должна быть в равновесной водной фазе на ступени выдачи экстракта. Для этого, на практике, с учетом переноса кислоты на первую ступень с экстрактом, концентрация кислоты в потоке питающего раствора урана, подаваемом на ступень выдачи экстракта, не должна превышать 0,6 моль/л. Как показали дальнейшие эксперименты (см. пример 2), в этих же условиях достигается высокая очистка урана от технеция и нептуния.
Пример 2. Многоступенчатая противоточная экстракция.
Проведено три опыта по экстракционной очистке облученного урана от тория-228, технеция-99 и нептуния-237, два из которых - по заявленному способу.
Экстракционный блок включал шесть ступеней. На первую (нумерация ступеней приведена по ходу водной фазы) ступень подавали питающие растворы урана (водные азотнокислые растворы урана в виде уранилнитрата, содержащие торий, нептуний и технеций), из этой же ступени выводили экстракт урана, на шестую ступень подавали экстрагент - 30%-ный раствор ТБФ в углеводородном разбавителе, из этой же ступени выводили рафинат. Водная фаза двигалась по экстракционному блоку противотоком органической фазе при комнатной температуре. Насыщение экстрагента ураном регулировали концентрацией урана в питающих растворах и соотношением фаз.
В первом опыте питающий раствор - азотнокислый раствор уранилнитрата - подавали только на первую ступень, в питающем растворе уранилнитрата (раствор №1) концентрация азотной кислоты была равна 0,52 моль/л.
Во втором и третьем опытах питающий раствор подавали двумя потоками: на первую и третью ступени экстракции. Во втором опыте концентрация азотной кислоты в питающих растворах уранилнитрата (растворы №1 и №2) была одинаковой, равной 0,52 моль/л. В третьем опыте концентрация азотной кислоты в питающих растворах уранилнитрата была разной: в питающем растворе, подаваемом на первую ступень (раствор №1) - 0,03 моль/л, в питающем растворе, подаваемом на третью ступень (раствор №2) - 0,76 моль/л.
Во всех опытах для восстановления нептуния (V) и технеция (VII) до четырехвалентного состояния непосредственно перед экстракцией в исходные водные растворы урана вводили раствор восстановителя - четырехвалентного урана и гидразина. Восстановитель вводили из расчета получения концентрации урана (IV), равной 1,0 г/л, в растворе уранилнитрата.
Составы питающих водных растворов урана, перед введением восстановителей, приведен в таблице 2.
| Таблица 2 | ||||||
| № опыта | № питающего раствора | Состав питающего раствора | ||||
| U (VI), г/л | [Th (IV)], Бк/г U | [Np(V)], мкг/г U | [Tc (VII)], мкг/г U | [HNO3], моль/л | ||
| 1 | 1 | 448,5 | 1,5·10+3 | 0,45 | 8,0 | 0,52 |
| Нет р-ра №2 | - | - | - | - | - | |
| 2 | 1 | 448,5 | 1,5·10+3 | 0,45 | 8,0 | 0,52 |
| 2 | 448,5 | 1,5·10+3 | 0,45 | 8,0 | 0,52 | |
| 3 | 1 | 450,1 | 1,5·10+3 | 0,45 | 8,0 | 0,03 |
| 2 | 448,1 | 1,5·10+3 | 0,45 | 8,0 | 0,76 | |
Расходы продуктов, поданных в экстракционный блок, показаны в таблице 3
| Таблица 3 | |||
| № опыта | Расходы продуктов, объемные относительные единицы | ||
| экстрагент | питающий раствор №2 | питающий раствор №1 | |
| 1 | 24 | 0 | 6,9 |
| 2 | 24 | 4,5 | 2,4 |
| 3 | 24 | 4,5 | 2,4 |
| 4 | 24 | 4,5 | 2,4 |
Распределение урана и азотной кислоты по ступеням экстракционного блока показано в таблице 4.
| Таблица 4 | |||||||
| № опыта | № ступени | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | [U] водн. раствор, г/л | 419,1 | 312,1 | 167,2 | 27,5 | 3,2 | 0,38 |
| [HNO3] водн. раствор, моль/л | 0,92 | 0,98 | 0,83 | 0,64 | 0,56 | 0,49 | |
| [U] орг. раствор, г/л, (насыщение экстрагента ураном, %) | 116,3 (96,9) | - | 95,5 (79,6) | - | - | - | |
| 2 | [U] водн. раствор, г/л | 415,6 | 374,1 | 257,8 | 29,8 | 3,6 | 0,49 |
| [HNO3] водн. раствор, моль/л | 0,56 | 0,76 | 0,81 | 0,92 | 0,79 | 0,52 | |
| [U] орг. раствор, г/л, (насыщение экстрагента ураном, %) | 116,4 (97,0) | - | 114,8 (95,6) | - | - | - | |
| 3 | № ступени | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| [U] водн. раствор, г/л | 433,7 | 362,2 | 231,0 | 29,8 | 2,4 | 0,32 | |
| [HNO3] водн. раствор, моль/л | 0,19 | 0,44 | 0,87 | 0,92 | 0,75 | 0,49 | |
| [U] орг. раствор, г/л (насыщение экстрагента ураном, %) | 116,2 (96,8) | - | 112,0 (93,3) | - | - | - | |
Как видно из таблицы 4, в опытах 2 и 3 степень насыщения экстрагента ураном на 1-й ступени равна 97,0 и 96,8%, а на 3-й ступени - 95,6 и 93,3%, то есть на обеих ступенях насыщение больше 92,5%. В опыте 1 при степени насыщения на 1-й ступени 96,9%, т.е. практически такой же, что и в опытах 2 и 3, степень насыщения на третьей ступени составила 79,6%.
Перенос кислоты, заключающийся в том, что кислота, частично экстрагируемая органической фазой из водной фазы на ступенях экстракционного блока, переносится экстрактом обратно на первые ступени, где вследствие высокой концентрации урана в водной и органической фазах происходит ее реэкстракция, заметно меньше в опытах 2 и 3, в которых потоки питания на первую и третью ступени обеспечивают насыщение экстрагента уранам на этих ступенях более 92,5%, по сравнению с опытом 1, в котором нет второго потока питания на третью ступень, и степень насыщения на третьей ступени менее 92,5%.
Подача питания на третью (или последующую) ступень способствует благодаря созданию на ней высокой концентрации урана перераспределению кислоты по ступеням блока и уменьшению переноса кислоты на ступень выдачи экстракта.
Как видно из таблиц 2 и 4, при одинаковой концентрации азотной кислоты в питающих растворах, подаваемых на первую ступень в опытах 1 и 2 (0,52 моль/л), в опыте 1 произошло увеличение равновесной концентрации кислоты в водной фазе первой ступени на 0,4 моль/л (концентрация стала равна 0,92 моль/л), в то время как в опыте 2 увеличение концентрации кислоты в водной фазе первой ступени составило всего 0,04 моль/л (концентрация равна 0,56 моль/л). В опыте 3 концентрация кислоты в водной фазе первой ступени составила 0,19 моль/л, перенос кислоты на первую ступень также значительно меньше, чем в опыте 1.
Уменьшение переноса кислоты уменьшает концентрацию кислоты на ступени выдачи экстракта, что, в свою очередь, повышает чистоту выдаваемого экстракта, т.е. повышает очистку урана.
Таким образом, поддержание насыщения экстрагента ураном на третьей ступени более 92,5% уменьшает перенос азотной кислоты с экстрактом на первую ступень, обеспечивая на первой ступени содержание азотной кислоты в водной фазе не более 0,7 моль/л при условии содержания кислоты в питающем первую ступень растворе не более 0,6 моль/л, и при насыщении экстрагента ураном более 92,5% на первой ступени обеспечивает коэффициенты распределения тория на ступени выдачи экстракта менее 0,025.
Экстракты опытов 1, 2 и 3 анализировали на содержание тория, технеция и нептуния. Коэффициенты очистки урана от упомянутых элементов рассчитаны как отношение содержания элемента в исходном питающем растворе, приходящееся на 1 г U в исходном питающем растворе, к его содержанию в экстракте, приходящееся на 1 г U в экстракте.
Результаты опытов приведены в таблице 5.
| Таблица 5 | |||||||
| № опыта | [U] в продуктах, г/л | [HNO3] в рафинатах, моль/л | Коэффициенты очистки U от | ||||
| Экстракт 1 ступень |
Рафинат 6 ступень |
1 ступень | 6 ступень | Th | Tc | Np | |
| 1 | 116,3 | 0,38 | 0,92 | 0,49 | 22 | 60,9 | 12,3 |
| 2 | 116,4 | 0,49 | 0,56 | 0,52 | 34 | 94 | 14,1 |
| 3 | 116,2 | 0,32 | 0,19 | 0,49 | 46 | 139 | 16 |
Как видно из таблицы 5, в опыте 2 получены более высокие коэффициенты очистки урана от примесей, чем в опыте 1 с одним традиционным потоком питания, подаваемым на ступень (первую) выдачи экстракта. В опыте 3 за счет снижения концентрации азотной кислоты в водной фазе ступени выдачи экстракта по сравнению с концентрацией на той же ступени в опыте 2 коэффициенты очистки урана от примесей еще выше.
По прототипу коэффициент распределения тория становится равным 0,025 при равновесной концентрации азотной кислоты в водных растворах 1-4 моль/л и насыщении экстрагента ураном ~92,5% от предельного (120 г/л). В способе, заявленном авторами, при концентрации азотной кислоты, меньшей, чем в прототипе, и насыщении экстрагента ураном более 92,5% коэффициент распределения тория становится меньше 0,025, что позволяет увеличить очистку урана от тория, а также от нептуния и технеция.
Claims (5)
1. Способ очистки регенерированного урана от тория, технеция и нептуния, включающий экстракцию уранилнитрата из водного азотно-кислого раствора трибутилфосфатом в органическом разбавителе, отличающийся тем, что в процессе многоступенчатой противоточной экстракции на ступени выдачи экстракта поддерживают степень насыщения экстрагента ураном более 92,5% от предельного насыщения экстрагента ураном и равновесную концентрацию азотной кислоты в водной фазе не более 0,7 моль/л при концентрации азотной кислоты в первом потоке питающего водного азотно-кислого раствора уранилнитрата, подаваемом на ступень выдачи экстракта, не более 0,6 моль/л и величине насыщения экстрагента ураном более 92,5% от предельного насыщения экстрагента ураном на третьей или последующей по ходу водной фазы ступени при подаче на нее второго потока питающего водного азотно-кислого раствора уранилнитрата.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворы уранилнитрата подают на экстракцию с концентрацией по урану 400-500 г/л.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация азотной кислоты в первом потоке, подаваемом на ступень выдачи экстракта, меньше концентрации азотной кислоты во втором потоке, подаваемом на третью или последующую ступень.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что концентрация азотной кислоты в первом потоке составляет 0,03-0,04 моль/л, а во втором потоке - 0,7-0,8 моль/л.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в раствор уранилнитрата вводят уран (IV), стабилизированный гидразином.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010105099/05A RU2425804C1 (ru) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | Способ очистки регенерированного урана |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010105099/05A RU2425804C1 (ru) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | Способ очистки регенерированного урана |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2425804C1 true RU2425804C1 (ru) | 2011-08-10 |
Family
ID=44754511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010105099/05A RU2425804C1 (ru) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | Способ очистки регенерированного урана |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2425804C1 (ru) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2517651C1 (ru) * | 2013-05-07 | 2014-05-27 | Александра Валерьевна Ануфриева | Способ экстракционной очистки нитратных растворов, содержащих рзм |
| RU2576763C1 (ru) * | 2014-08-22 | 2016-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт двигателей" (ОАО "НИИД") | Способ экстракционного разделения редкоземельных металлов из азотнокислых растворов |
| RU2611001C1 (ru) * | 2016-03-04 | 2017-02-17 | Акционерное общество "Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" (АО "ВНИПИпромтехнологии") | Способ экстракционного разделения скандия и тория |
| RU2623943C1 (ru) * | 2016-02-03 | 2017-06-29 | Акционерное общество "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина" | Экстракционная смесь для извлечения тпэ и рзэ из высокоактивного рафината переработки оят аэс и способ её применения (варианты) |
| RU2626206C1 (ru) * | 2016-09-22 | 2017-07-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) | Способ выделения скандия из концентратов редкоземельных элементов |
| RU2647047C1 (ru) * | 2017-05-02 | 2018-03-13 | Акционерное общество "Далур" | Способ получения оксида скандия из концентрата скандия |
| RU2669737C1 (ru) * | 2018-01-18 | 2018-10-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ получения оксида скандия из скандийсодержащих концентратов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4528165A (en) * | 1984-06-13 | 1985-07-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Separation of uranium from technetium in recovery of spent nuclear fuel |
| RU2184083C2 (ru) * | 2000-08-25 | 2002-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" | Способ очистки урана (vi) от технеция (vii) |
| RU2352006C2 (ru) * | 2003-11-20 | 2009-04-10 | Коммиссариат А Л` Энержи Атомик | Способ отделения урана ( vi ) от актиноидов ( iv ) и/или ( vi ) и его использование |
| RU2373155C2 (ru) * | 2007-10-01 | 2009-11-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат"(ОАО "СХК") | Способ экстракционной очистки регенерированного урана |
-
2010
- 2010-02-12 RU RU2010105099/05A patent/RU2425804C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4528165A (en) * | 1984-06-13 | 1985-07-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Separation of uranium from technetium in recovery of spent nuclear fuel |
| RU2184083C2 (ru) * | 2000-08-25 | 2002-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" | Способ очистки урана (vi) от технеция (vii) |
| RU2352006C2 (ru) * | 2003-11-20 | 2009-04-10 | Коммиссариат А Л` Энержи Атомик | Способ отделения урана ( vi ) от актиноидов ( iv ) и/или ( vi ) и его использование |
| RU2373155C2 (ru) * | 2007-10-01 | 2009-11-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат"(ОАО "СХК") | Способ экстракционной очистки регенерированного урана |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2517651C1 (ru) * | 2013-05-07 | 2014-05-27 | Александра Валерьевна Ануфриева | Способ экстракционной очистки нитратных растворов, содержащих рзм |
| RU2576763C1 (ru) * | 2014-08-22 | 2016-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт двигателей" (ОАО "НИИД") | Способ экстракционного разделения редкоземельных металлов из азотнокислых растворов |
| RU2623943C1 (ru) * | 2016-02-03 | 2017-06-29 | Акционерное общество "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина" | Экстракционная смесь для извлечения тпэ и рзэ из высокоактивного рафината переработки оят аэс и способ её применения (варианты) |
| RU2611001C1 (ru) * | 2016-03-04 | 2017-02-17 | Акционерное общество "Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" (АО "ВНИПИпромтехнологии") | Способ экстракционного разделения скандия и тория |
| RU2626206C1 (ru) * | 2016-09-22 | 2017-07-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) | Способ выделения скандия из концентратов редкоземельных элементов |
| RU2647047C1 (ru) * | 2017-05-02 | 2018-03-13 | Акционерное общество "Далур" | Способ получения оксида скандия из концентрата скандия |
| RU2669737C1 (ru) * | 2018-01-18 | 2018-10-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ получения оксида скандия из скандийсодержащих концентратов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2425804C1 (ru) | Способ очистки регенерированного урана | |
| JP5325098B2 (ja) | 使用済み核燃料を再処理しウラン・プルトニウム混合酸化物を調製する方法 | |
| RU2517651C1 (ru) | Способ экстракционной очистки нитратных растворов, содержащих рзм | |
| CN107851470B (zh) | 处理由溶解废核燃料产生的硝酸水溶液的方法 | |
| CN102473467A (zh) | 用于处理废弃核燃料的改进方法 | |
| US10210958B2 (en) | Method for processing spent nuclear fuel comprising a step for decontaminating uranium (VI) from at least one actinide (IV) by complexing this actinide (IV) | |
| CN101484226B (zh) | 在铀的萃取循环中，由硝酸水相开始将化学元素与铀(ⅵ)分离的方法 | |
| CN102753711A (zh) | 用于从天然铀浓缩物中纯化铀的方法 | |
| RU2373155C2 (ru) | Способ экстракционной очистки регенерированного урана | |
| RU2249267C2 (ru) | Способ переработки облученного ядерного топлива (варианты) | |
| US3962401A (en) | Method of recovering neptunium from spent nuclear fuel | |
| JPH01276098A (ja) | ウラン、プルトニウム並びに核分裂生成物を分離するための方法および装置 | |
| CN114574698B (zh) | 一种乏燃料后处理铀纯化方法 | |
| RU2454741C1 (ru) | Способ переработки облученного ядерного топлива атомных электростанций | |
| RU2490348C1 (ru) | Способ переработки химического концентрата природного урана | |
| RU2727140C1 (ru) | Способ экстракционной переработки облученного ядерного топлива | |
| RU2765790C1 (ru) | Способ разделения нептуния и плутония в азотнокислых растворах (варианты) | |
| RU2545953C2 (ru) | Способ извлечения молибдена-99 из раствора облученных урановых мишеней | |
| RU2184083C2 (ru) | Способ очистки урана (vi) от технеция (vii) | |
| RU2454740C1 (ru) | Способ выведения нептуния при фракционировании долгоживущих радионуклидов | |
| Menzies et al. | Separation of thorium from uranium and rare‐earth elements by solvent extraction with tri‐n‐butyl phosphate‐xylene | |
| Volk et al. | New technology and hardware for reprocessing spent nuclear fuel from thermal reactors | |
| Shishkin et al. | On the possibility of extractive fractionation of REEs and TPUs from weakly acid raffinate produced of irradiated fuel elements with a mixture of ChCD and D2EHPA in polar solvent | |
| Andropov et al. | Extraction of rare earth elements from hydrate-phosphate precipitates of apatite processing | |
| Bugrov et al. | The development and testing of the new flowsheets for the plutonium purification cycle of the Purex process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120213 |