RU2430175C1 - Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана с очисткой от технеция (варианты) - Google Patents
Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана с очисткой от технеция (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2430175C1 RU2430175C1 RU2009149404/02A RU2009149404A RU2430175C1 RU 2430175 C1 RU2430175 C1 RU 2430175C1 RU 2009149404/02 A RU2009149404/02 A RU 2009149404/02A RU 2009149404 A RU2009149404 A RU 2009149404A RU 2430175 C1 RU2430175 C1 RU 2430175C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- technetium
- extraction
- extract
- nitric acid
- Prior art date
Links
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 74
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 71
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 67
- GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N technetium atom Chemical compound [Tc] GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 229940074355 nitric acid Drugs 0.000 title abstract 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title abstract 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims abstract description 21
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- XEVRDFDBXJMZFG-UHFFFAOYSA-N carbonyl dihydrazine Chemical compound NNC(=O)NN XEVRDFDBXJMZFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- AAORDHMTTHGXCV-UHFFFAOYSA-N uranium(6+) Chemical compound [U+6] AAORDHMTTHGXCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 25
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 19
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 17
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 15
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 3
- 239000010857 liquid radioactive waste Substances 0.000 claims description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 abstract 6
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 52
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- HNVACBPOIKOMQP-UHFFFAOYSA-N uranium(4+) Chemical compound [U+4] HNVACBPOIKOMQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910002007 uranyl nitrate Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- KUKDDTFBSTXDTC-UHFFFAOYSA-N uranium;hexanitrate Chemical compound [U].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KUKDDTFBSTXDTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- IJURHEULXOSBQA-UHFFFAOYSA-N technetium(4+) Chemical compound [Tc+4] IJURHEULXOSBQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 102200052313 rs9282831 Human genes 0.000 description 2
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 2
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L Oxalate Chemical compound [O-]C(=O)C([O-])=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GKLVYJBZJHMRIY-OUBTZVSYSA-N Technetium-99 Chemical compound [99Tc] GKLVYJBZJHMRIY-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- LJTFFORYSFGNCT-UHFFFAOYSA-N Thiocarbohydrazide Chemical compound NNC(=S)NN LJTFFORYSFGNCT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- RAESLDWEUUSRLO-UHFFFAOYSA-O aminoazanium;nitrate Chemical compound [NH3+]N.[O-][N+]([O-])=O RAESLDWEUUSRLO-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003701 inert diluent Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 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
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- -1 oxocations Chemical class 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 150000003671 uranium compounds Chemical class 0.000 description 1
- CRDOZBYSWAMMCX-UHFFFAOYSA-B uranium(4+);tetraphosphate Chemical class [U+4].[U+4].[U+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O CRDOZBYSWAMMCX-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам экстракционной переработки регенерированного урана, его очистке от бета-активного технеция-99 и может быть использовано в атомной промышленности при проведении аффинажа урана. Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана включает экстракцию урана (VI) трибутилфосфатом в органическом разбавителе, промывку экстракта азотнокислым раствором и реэкстракцию урана. При этом очистку урана от технеция осуществляют путем перевода технеция (VII) в неэкстрагируемое четырехвалентное состояние в промывной зоне экстракционного каскада, используя промывной раствор, содержащий 0,1-0,2 моль/л карбогидразида и 0,05-0,15 моль/л азотной кислоты. Промывку экстракта проводят при соотношении потоков органической и водной фаз, равном 10-15. Способ может быть осуществлен в двух вариантах. В первом варианте отработавший промывной раствор направляют в питающую ступень экстракционного каскада и технеций выводят в рафинат. Во втором варианте отработавший промывной раствор выводят в отдельный поток, извлекают из него уран контактированием с потоком свежего экстрагента, органическую фазу подсоединяют к исходному экстракту урана перед подачей в промывную зону, а технеций выводят в отдельный продукт, объем которого в 5 раз меньше объема рафината. Техническим результатом является повышение эффективности разделения урана и технеция. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к способам экстракционной переработки регенерированного урана с целью очистки от технеция-99, являющегося бета-активным излучателем, в которых в качестве экстрагента используется трибутилфосфат (ТБФ) в органическом разбавителе.
При экстракции урана из азотнокислых растворов технеций, находящийся в семивалентном состоянии, соэкстрагируется трибутилфосфатом вместе с ураном в виде анионного комплекса:
UO2(NО3)2(ТБФ)2+ТсO4 -=UО2(NО3)ТсO4)(ТБФ)2+NO3 -
Во всех известных процессах экстракционной очистки урана от технеция используют принцип перевода технеция из семивалентного состояния, в котором он соэкстрагируется с ураном, в четырехвалентное - слабо экстрагируемое состояние. Эффективность очистки урана от технеция определяется полнотой восстановления технеция (VII) до технеция (IV).
Известны различные способы восстановления технеция (VII). В технологии переработки урана в качестве восстановителей технеция (VII) в азотнокислых растворах уранил нитрата могут быть использованы гидразин и четырехвалентный уран.
Известен способ очистки урана от технеция, в котором технеций (VII) в исходном азотнокислом растворе уранил нитрата перед экстракцией 30%-ным ТБФ в инертном разбавителе восстанавливают гидразином (патент США 4443413, МПК С01G 43/00; C01G 57/00, опубл. 17.04.1984). При этом технеций, находящийся в восстановленной форме, выводится в рафинат. Недостатком данного способа является низкая степень извлечения урана в процессе его экстракции из-за необходимости поддерживать низкую концентрацию азотной кислоты в водном растворе (0,01-0,1 моль/л) для стабилизации технеция в восстановленном состоянии.
Известен способ экстракционной очистки урана (VI) от технеция, в котором технеций (VII) в азотнокислом растворе UO2(NO3)2 перед экстракцией урана 30%-ным ТБФ в органическом разбавителе восстанавливают гидразином и восстановленный технеций закомплексовывают щавелевой кислотой, то есть переводят технеций в неэкстрагируемую форму (патент США 4528165, МПК С01G 43/00; C01G 57/00, опубл. 09.07.1985). Недостатком данного способа является снижение степени извлечения урана (VI) в процессе экстракции и поступление оксалат-иона в рафинат.
Известен способ очистки урана от технеция (патент RU №2184083, МПК C01G 43/00, C01G 57/00, опубл. 27.06.2002), включающий восстановление в водном растворе уранил нитрата технеция (VII) гидразином, экстракцию урана (VI) трибутилфосфатом в органическом разбавителе, промывку экстракта урана (VI), отличающийся тем, что восстановление технеция (VII) проводят в растворе урана (VI) при мольном отношении [NO3 -]/[U(VI)] в соединении урана менее двух, то есть в условиях дефицита азотной кислоты.
Восстановление технеция (VII) проводят в присутствии урана (IV). Недостаток способа состоит в том, что при введении в исходный раствор урана (VI) с дефицитом азотной кислоты раствора урана (IV) в локальных зонах с большой концентрацией урана (IV) наблюдается образование осадков гидролизованного урана (IV). При недостаточно полном перемешивании растворов осадки могут сохраняться (это наблюдается в производственных условиях, когда готовятся большие объемы растворов), что приводит к нарушению технологического процесса вплоть до обратного окисления технеция (IV) до семивалентного состояния и прекращения очистки урана (VI) от технеция на операции экстракции. Кроме того, уран (IV) в растворах с дефицитом азотной кислоты достаточно быстро окисляется, происходит значительное снижение концентрации урана (IV) вплоть до его полного окисления. Поэтому в раствор вводят заведомо большее количество урана (IV). Это приводит к повышенным сбросам урана (IV) с рафинатом в начальный период подачи питающего раствора на экстракцию и невозможности достижения сбросных по урану концентраций в рафинате.
Известен способ очистки урана от технеция (патент RU №2354728, МПК С22В 60/02, C01G 43/00, G21C 19/46, B01D 11/04, опубл. 10.05.2009), включающий восстановление технеция (VII) в водном растворе уранил нитрата азотнокислым раствором гидразина в присутствии урана (IV), отличающийся тем, что восстановление технеция ведут не более 20 минут при величине избытка нитрат-иона по отношению к его количеству в уранил нитрате 0,15-0,94 моль/л. В зависимом пункте формулы указано, что восстановление технеция (VII) ведут при одновременной подаче раствора нитрата урана (VI), содержащего технеций (VII), и раствора урана (IV) в экстракционный аппарат.
Недостаток способа заключается в том, что подача урана (IV) в питающую ступень при заявленном интервале концентрации азотной кислоты и соотношении потоков органической и водной фаз, равном 2 и более, приведет к извлечению его в органическую фазу и дальнейшему транспорту в зону промывки экстракта, тем самым исключая дальнейшее взаимодействие урана (IV) с технецием (VII) в зоне экстракции. Движение водной фазы от ступени питания к выводной ступени при малых концентрациях гидразина и с учетом окисления технеция (IV) в технеций (VII) приведет к экстрагированию окисленной формы технеция в органическую фазу и поступлению технеция в питающую ступень, т.е. возможен внутрицикловой рефлакс технеция по линии органической фазы. Это потребует дополнительной подачи восстановителя либо в поток питания, что малоэффективно, либо в ступени зоны экстракции урана. При реализации данного способа следует учитывать, что одним из продуктов каталитического (в присутствии технеция) окисления гидразина является азотистоводородная кислота, которая мигрирует как с водным, так и органическим потоками. При ограниченной длительности операции восстановления технеция с учетом минимизации расходования восстанавливающих агентов к аппаратурному оформлению предъявляются повышенные требования в части дозирующего оборудования, т.к. требуется согласование расходов раствора уранил нитрата, содержащего технеций, и раствора восстановителя.
Известен способ очистки регенерированного урана с очисткой от технеция (патент RU 2373155 С2 (МПК C01G 43/00, опубл. 20.11.2009), включающий экстракцию урана (VI) трибутилфосфатом в органическом разбавителе, очистку урана азотнокислым раствором, содержащим восстановитель, и реэкстракцию урана. В качестве восстановителя используют уран (IV), стабилизированный гидразином.
По технической сущности и достигаемому положительному эффекту этот способ является наиболее близким к заявляемому способу и выбран в качестве прототипа.
Недостаток прототипа заключается в том, что очистку урана от технеция в противоточном каскаде проводят в два приема с использованием трех реагентов:
- гидразин (восстановитель технеция (VII) до технеция (IV)) и гексаметафосфат натрия (комплексон технеция (IV)) подают отдельными потоками в исходный азотнокислый раствор урана (VI); при этом для предотвращения образования осадков фосфатов урана (IV) и технеция концентрацию гексаметафосфата натрия поддерживают на уровне не более 0,02 моль/л;
- вытеснительно-восстановительный раствор, содержащий уран (VI) до 110-115 г/л, уран (IV) и стабилизатор - гидразин подают на операцию промывки экстракта урана от технеция.
Применение урана (IV) и гидразина в малых концентрациях (не более 2 г/л) в промывных ступенях каскада при соотношении объемов органической и водной фаз, равном 2 и более, малоэффективно, т.к. концентрация урана (IV), экстрагируемого в органическую фазу, существенно уменьшается и не обеспечит эффективного восстановления технеция в органической фазе. Возникнут условия обратного окисления технеция в высшее валентное состояние. Увеличение концентрации восстанавливающих агентов приведет к накоплению азотистоводородной кислоты в технологических растворах.
Использование уранил нитрата в составе промывного раствора неизбежно приводит к его рециклу в схеме и снижению прямого выхода урана в конечный продукт.
Наличие фосфат-иона в рафинате после экстракции потребует специального обращения с указанным раствором и исключает проведение операции упаривания рафината с целью рекуперации азотной кислоты.
Задачей изобретения является повышение эффективности разделения урана и технеция, устранение условий обратного окисления технеция (IV) до семивалентного состояния и образования азотистоводородной кислоты, уменьшение объема жидких радиоактивных отходов, снижение эксплуатационных затрат, связанных с получением урана (IV).
В первом варианте заявляемого способа поставленная задача решается тем, что в способе экстракционной переработки регенерированного урана, включающем экстракцию урана (из азотнокислого раствора уранил нитрата) трибутилфосфатом в органическом разбавителе, промывку экстракта урана азотнокислым раствором, содержащим восстановитель, и реэкстракцию урана, очистку экстракта урана от технеция (восстановление технеция (VII) и перевод его из органической фазы в водную) осуществляют в промывной зоне экстракционного каскада азотнокислым раствором, содержащим в качестве восстановителя карбогидразид (КГ). Состав раствора: 0,1-0,2 моль/л КГ и 0,05-0,15 моль/л азотной кислоты. Соотношение потоков органической и водной фаз в промывной зоне составляет 10-15. Отработавший промывной раствор направляют в питающую ступень экстракционного каскада.
Карбогидразид (синонимы: карбодигидразид; дигидразид угольной кислоты; 1,3-диаминомочевина) - белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и растворах азотной кислоты. КГ вводят в состав промывного азотнокислого раствора. Реагент обладает восстановительными и комплексообразующими свойствами по отношению к многозарядным катионам, в том числе и к оксокатионам, особенно в нейтральной и слабокислотных средах (F.Kurzer, М.Wilkinson. Chemistry of carbohydrazide and thiocarbohydrazide. Chem. Rev., 1970, 70 (1), pp 111-149).
Известно, что карбогидразид в окислительно-восстановительных реакциях с поливалентными металлами в азотнокислых растворах не образует азотистоводородной кислоты (патент RU №2410774, МПК G21C 19/46, опубл. 27.01.2011).
Предварительно изучили кинетику окисления КГ и гидразина в растворах с различной концентрацией азотной кислоты при разных температурах.
Установлено, что константа скорости реакции окисления КГ в 3-4 раза меньше константы скорости окисления гидразина в интервалах температуры 20-90°С и концентрации азотной кислоты 0,05-7 моль/л.
Заявляемый вариант способа проверен на лабораторном экстракционном стенде, аппаратурно-технологическая схема которого представлена на фиг.1.
В качестве экстрагента использовали 30% раствор ТБФ в разбавителе РЭД- 1, предварительно отмытый от продуктов деструкции растворами карбоната и гидроксида натрия. Водные растворы имели следующий состав:
Исходный азотнокислый раствор:
- уран - 300 г/л;
- технеций - 10 мг/л;
- азотная кислота - 63 г/л.
Промывной раствор:
- карбогидразид - 0,17 моль/л;
- азотная кислота - 0,08 моль/л.
Эксперимент проводили при следующих условиях:
- соотношение потоков органической и водной фаз в зоне экстракции (1-6 ступени) составляло 2,33;
- соотношение потоков органической и водной фаз в зоне промывки экстракта (7-10 ступени) составляло 14;
- температура растворов в экстракционных ступенях - 30-32°С.
Продолжительность эксперимента составила 12 часов.
В ходе эксперимента через каждые 4 часа отбирали пробы рафината и экстракта урана на выходе из каскада (10 ступень) для определения их состава. Средние концентрации компонентов в выходящих растворах составили:
Рафинат:
- уран - менее 5 мг/л;
- технеций - 8,5±0,5 мг/л;
- азотная кислота - 54±1 г/л.
Экстракт урана после промывки:
- уран - 107±2 г/л;
- технеций - менее 0,1 мг/л.
Полученные результаты показывают высокую эффективность экстракционной очистки урана от технеция с использованием карбогидразида в составе промывного азотнокислого раствора.
Во втором варианте заявляемого способа поставленная задача решается тем, что в способе экстракционной переработки регенерированного урана, включающем экстракцию урана (из азотнокислого раствора уранил нитрата) трибутилфосфатом в органическом разбавителе, промывку экстракта азотнокислым раствором, содержащим восстановитель, и реэкстракцию урана, промывку экстракта урана азотнокислым раствором, содержащим восстановитель, и реэкстракцию урана, очистку экстракта урана от технеция (восстановление технеция (VII) и перевод его из органической фазы в водную) осуществляют в промывной зоне экстракционного каскада азотнокислым раствором, содержащим в качестве восстановителя карбогидразид. Состав раствора: 0,1-0,2 моль/л КГ и 0,05-0,15 моль/л азотной кислоты. Соотношение потоков органической и водной фаз в промывной зоне составляет 10-15. Отработавший промывной раствор для извлечения урана контактируют в противотоке с потоком свежего экстрагента при соотношении потоков органической и водной фаз, равном 1-1,2, и далее направляют на операцию кондиционирования жидких радиоактивных отходов, а полученный экстракт подсоединяют к основному урановому экстракту перед подачей в промывную зону. Рафинат, существенно обедненный по технецию по сравнению с исходным раствором, направляют на операцию рекуперации азотной кислоты.
Заявляемый вариант способа проверен на лабораторном экстракционном стенде, аппаратурно-технологическая схема которого представлена на фиг.2.
В качестве экстрагента использовали 30% раствор ТБФ в разбавителе РЭД-1, предварительно отмытый от продуктов деструкции растворами карбоната и гидроксида натрия. Водные растворы имели следующий состав:
Исходный азотнокислый раствор:
- уран - 300 г/л;
- технеций - 10 мг/л;
- азотная кислота - 63 г/л.
Промывной раствор:
- карбогидразид - 0,17 моль/л;
- азотная кислота - 0,08 моль/л.
Эксперимент проводили при следующих условиях:
- соотношение потоков органической и водной фаз в зоне экстракции (1-6 ступени) составляло 2,8;
- соотношение потоков органической и водной фаз в зоне извлечения урана из отработавшего промывного раствора (7-10 ступени) составляло 1,12;
- соотношение потоков органической и водной фаз в зоне промывки объединенного экстракта (11-14 ступени) составляло 15;
- температура растворов в экстракционных ступенях - 30-32°С.
Продолжительность эксперимента составила 12 часов.
В ходе эксперимента через каждые 4 часа отбирали пробы рафината и экстракта урана на выходе из каскада (14 ступень) для определения их состава. Средние концентрации компонентов в выходящих растворах составили:
Рафинат:
- уран - менее 5 мг/л;
- технеций - менее 0,5 мг/л;
- азотная кислота - 50±2 г/л.
Экстракт урана на выходе из 14 ступени:
- уран - 100±2 г/л;
- технеций - менее 0,1 мг/л.
Отработавший промывной раствор после операции извлечения урана:
- уран - менее 5 мг/л;
- технеций - 49,5±1 мг/л;
- азотная кислота - 60±2 г/л.
Полученные результаты показывают высокую эффективность экстракционного разделения урана и технеция с использованием азотнокислого промывного раствора, содержащего карбогидразид. Продемонстрирована возможность фракционного вывода технеция в поток в 5 раз меньший, чем основной поток питания. Рафинат после операции экстракции направляют на операцию рекуперации азотной кислоты методом упаривания.
Claims (9)
1. Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана с очисткой от технеция, включающий экстракцию урана (VI) трибутилфосфатом в органическом разбавителе, очистку экстракта азотнокислым раствором, содержащим восстановитель, и реэкстракцию урана, отличающийся тем, что очистку экстракта урана от технеция путем перевода технеция в неэкстрагируемое состояние осуществляют в промывной зоне экстракционного каскада азотнокислым раствором, содержащим в качестве восстановителя карбогидразид.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывку экстракта урана проводят раствором, содержащим 0,1-0,2 моль/л карбогидразида и 0,05-0,15 моль/л азотной кислоты.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывку экстракта урана проводят при соотношении потоков органической и водной фаз, равном 10-15.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработавший промывной раствор направляют в питающую ступень экстракционного каскада.
5. Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана с очисткой от технеция, включающий экстракцию урана (VI) трибутилфосфатом в органическом разбавителе, очистку экстракта азотнокислым раствором, содержащим восстановитель, и реэкстракцию урана, отличающийся тем, что очистку экстракта урана от технеция путем перевода технеция в неэкстрагируемое состояние осуществляют в промывной зоне экстракционного каскада азотнокислым раствором, содержащим в качестве восстановителя карбогидразид, отработавший после промывки промывной раствор контактируют в противотоке с потоком свежего экстрагента для извлечения урана и далее направляют на операцию кондиционирования жидких радиоактивных отходов, а полученный экстракт присоединяют к исходному экстракту урана перед подачей в промывную зону.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что промывку экстракта урана проводят раствором, содержащим 0,1-0,2 моль/л карбогидразида и 0,05-0,15 моль/л азотной кислоты.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что промывку экстракта урана проводят при соотношении потоков органической и водной фаз, равном 10-15.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что отработавший промывной раствор контактируют в противотоке с потоком свежего экстрагента при соотношении потоков органической и водной фаз, равном 1-1,2.
9. Способ по п.5, отличающийся тем, что рафинат от операции экстракции урана направляют на операцию упаривания для рекуперации азотной кислоты и доследующего ее использования в технологической схеме.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009149404/02A RU2430175C1 (ru) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана с очисткой от технеция (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009149404/02A RU2430175C1 (ru) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана с очисткой от технеция (варианты) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009149404A RU2009149404A (ru) | 2011-07-10 |
| RU2430175C1 true RU2430175C1 (ru) | 2011-09-27 |
Family
ID=44740032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009149404/02A RU2430175C1 (ru) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана с очисткой от технеция (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2430175C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447523C2 (ru) * | 2010-06-11 | 2012-04-10 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ очистки регенерированного урана |
| RU2490210C1 (ru) * | 2011-12-20 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана с очисткой от технеция |
| RU2657272C1 (ru) * | 2017-05-16 | 2018-06-09 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Горно - Химический Комбинат" (Фгуп "Гхк") | Способ очистки азотнокислых актиноидсодержащих растворов от серебра |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4443413A (en) * | 1983-08-31 | 1984-04-17 | 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 |
| 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 |
| EP0270453A1 (fr) * | 1986-12-03 | 1988-06-08 | Commissariat A L'energie Atomique | Procédé pour séparer le technetium présent dans un solvant organique avec du zirconium et au moins un autre métal tel que l'uranium ou le plutonium, utilisable notamment pour le retraitement des combustibles nucléaires irradiés |
| US5057289A (en) * | 1988-03-18 | 1991-10-15 | Deutsche Gesellschaft Fur Wideraufarbeitung Von Kernbrennstoffen Mbh | Process for the separation of uranium from a radioactive feed solution containing technetium |
| FR2717001A1 (fr) * | 1994-03-04 | 1995-09-08 | Japan Atomic Energy Res Inst | Procédé de décontamination du technétium dans le retraitement d'un combustible nucléaire épuisé. |
| RU2373155C2 (ru) * | 2007-10-01 | 2009-11-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат"(ОАО "СХК") | Способ экстракционной очистки регенерированного урана |
-
2009
- 2009-12-29 RU RU2009149404/02A patent/RU2430175C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4443413A (en) * | 1983-08-31 | 1984-04-17 | 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 |
| 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 |
| EP0270453A1 (fr) * | 1986-12-03 | 1988-06-08 | Commissariat A L'energie Atomique | Procédé pour séparer le technetium présent dans un solvant organique avec du zirconium et au moins un autre métal tel que l'uranium ou le plutonium, utilisable notamment pour le retraitement des combustibles nucléaires irradiés |
| US5057289A (en) * | 1988-03-18 | 1991-10-15 | Deutsche Gesellschaft Fur Wideraufarbeitung Von Kernbrennstoffen Mbh | Process for the separation of uranium from a radioactive feed solution containing technetium |
| FR2717001A1 (fr) * | 1994-03-04 | 1995-09-08 | Japan Atomic Energy Res Inst | Procédé de décontamination du technétium dans le retraitement d'un combustible nucléaire épuisé. |
| RU2373155C2 (ru) * | 2007-10-01 | 2009-11-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат"(ОАО "СХК") | Способ экстракционной очистки регенерированного урана |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447523C2 (ru) * | 2010-06-11 | 2012-04-10 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ очистки регенерированного урана |
| RU2490210C1 (ru) * | 2011-12-20 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана с очисткой от технеция |
| RU2657272C1 (ru) * | 2017-05-16 | 2018-06-09 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Горно - Химический Комбинат" (Фгуп "Гхк") | Способ очистки азотнокислых актиноидсодержащих растворов от серебра |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009149404A (ru) | 2011-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9102999B2 (en) | Methods of recovering scandium from titanium residue streams | |
| US4599221A (en) | Recovery of uranium from wet process phosphoric acid by liquid-solid ion exchange | |
| CN107937734B (zh) | 基于混合澄清槽的从含锂碱性卤水中提取锂的工艺 | |
| CN101076868B (zh) | 将铀ⅵ与锕系元素ⅳ和/或锕系元素ⅵ分离的方法及其应用 | |
| RU2542868C2 (ru) | Способ очистки урана из природного уранового концентрата | |
| CN110312702B (zh) | 尤其用于分离铀(vi)和钚(iv)的不对称n,n-二烷基酰胺，其合成及用途 | |
| JPH0280530A (ja) | 希土類元素の分離方法 | |
| RU2430175C1 (ru) | Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана с очисткой от технеция (варианты) | |
| US4241027A (en) | Reductive stripping process for the recovery of either or both uranium and vanadium | |
| US2951740A (en) | Processing of neutron-irradiated uranium | |
| RU2229178C2 (ru) | Способ переработки отработанного ядерного топлива (варианты), восстановитель np(vi) | |
| RU2490210C1 (ru) | Способ переработки азотнокислого раствора регенерированного урана с очисткой от технеция | |
| JP5643745B2 (ja) | 核燃料の連続的な再処理およびそのシステムでの使用に適した洗浄液 | |
| RU2373155C2 (ru) | Способ экстракционной очистки регенерированного урана | |
| Govindan et al. | Partitioning of uranium and plutonium by acetohydroxamic acid | |
| RU2514947C2 (ru) | Способ реэкстракции плутония из органического раствора трибутилфосфата | |
| CN114574698B (zh) | 一种乏燃料后处理铀纯化方法 | |
| JPH0514013B2 (ru) | ||
| FI120943B (fi) | Menetelmä sinkin, raudan, kalsiumin, kuparin ja mangaanin erottamiseksi koboltin ja/tai nikkelin vesiliuoksista | |
| RU2727140C1 (ru) | Способ экстракционной переработки облученного ядерного топлива | |
| Gotfryd et al. | The selective recovery of cadmium (II) from sulfate solutions by a counter-current extraction–stripping process using a mixture of diisopropylsalicylic acid and Cyanex® 471X | |
| RU2354728C2 (ru) | Способ экстракционной переработки регенерированного урана | |
| RU2767931C1 (ru) | Способ экстракционной очистки экстракта урана от технеция | |
| JP2019015533A (ja) | マイナーアクチノイドの分離方法 | |
| RU2642851C2 (ru) | Способ выделения и разделения плутония и нептуния |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MZ4A | Patent is void |
Effective date: 20200819 |