Экстракция разнолигандных (CO32-, F-, O22-, OH-) комплексов U(VI) солями ЧАО из карбонатных растворов

• Автор: Сан Тун
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Химия водных карбонатных растворов урана(Ч)

1.2. Химия смешанных пероксидно-карбонатных соединений урана(Ч)

1.3. Химия смешанных карбонатно-гидроксидных и пероксидно-

гидроксидных соединений урана(ЛЧ)

1.4. Химия смешанных фторидно-карбонатных соединении урана(Ч)

1.5. Химия экстракции урана(Ч) из карбонатных растворов солями ЧАО

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Исходные вещества и реагенты
2.2. Методика приготовления карбоната и фторида МТОА
2.3. Методика определения групп в органических растворов
2.4. Методика определения С032' групп в водных и органических
растворов
2.5. Методика определения ОО2" групп в растворах
2.6. Методика определения Г" групп в водных и органических растворах
2.7. Методика определения содержания урана(У1) в карбонатных
растворах
2.8. Методика определения содержания РЗЭ в водных растворах
2.9. Методика получения УФ-спектров поглощения водных и
органических растворов
2.10. Методика получения ЯМР-,3С и ЯМР-19Р спектров поглощения
карбонатных и фторидно-карбонатных растворов урана(УГ)
2.11. Методика проведения экстракции
Глава 3. Химия водных карбонатно-фторидных растворов урана(У1)
3.1. Производная электронная спектроскопия водных карбонатно-
фторидных растворов урана(УТ)
3.2. ЯМР-19Р и ЯМР-13С спектроскопия карбонатных и фторидно-
карбонатных соединений урана(У1)
Глава 4. Экстракция урана(У1) из фторидно-карбонатных
растворов солями МТОА
4.1.1. Изотерма экстракции урана(У1) из карбонатно-фторидных растворов
карбонатом МТОА
4.1.2. Математическое моделирование изотерм экстракции
4.1.3. Физико-химический анализ изотерм экстракции

4.1.4. Определение составов экстрагируемых комплексов урана(УІ) методом
математического моделирования изотерм экстракции
4.2. Экстракция урана(УІ) из карбонатно-фторидных растворов фторидом

4.2.1. Кинетика экстракции урана(УІ) из карбонатно-фторидных растворов фторидом МТОА
4.2.2. Изотермы экстракции урана(УГ) из карбонатно-фторидных растворов толуольными растворами фторида МТОА
4.2.3. ЯМР-19Р спектроскопия органических экстрактов урана(УТ)
4.2.4. Физико-химический анализ изотерм экстракции
Глава 5. Разработка КАРБОФТОРЭКС-процесса
5.1.1. Карбонатное выщелачивание урана(VI) из шихты имитатора фторидного огарка водным раствором Ма2С
5.1.2. Экстракция урана(УІ) из фторидно-карбонатных растворов имитатора фторидного огарка карбонатом МТОА
5.1.3. Реэкстракция урана(УІ) из насыщенных экстрактов с
карбонатом МТОА
5.1.4. Экстракция урана(УІ) из фторидно-карбонатных растворов
карбонатом МТОА в противоточных каскадах
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение.
Актуальность работы.
УранОЛ) в водных карбонатных растворах образует анионные комплексы, среди которых наиболее известный М4[иОг(СОз)з], где М -одновалентный металл. При введении в карбонатные растворы Б', 022" или ОН' лигандов и(У1) способен образовывать смешанные разнолигандные комплексы за счет обмена с С032' группами. Аналогичная ситуация наблюдается при введении С032' лиганда во фторидные растворы урана(У1) или при растворении 1Ю2О2 в карбонатных растворах. Лигандный обмен с карбонатными группами используют в технологии урана при переработке минерального или техногенного сырья, в том числе отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).
В настоящее время в РХТУ им. Д.И. Менделеева проводится разработка нового водно-химического метода переработки ОЯТ в карбонатных средах -КАРБЭКС-процесса. Его основной стадией является экстракционный карбонатный аффинаж и(Т) с участием пероксидно-карбонатных комплексов уранила. Актуальность и практическая важность проводимых исследований в области карбонатной переработки ОЯТ обусловлена, прежде всего, необходимостью разработки технологии нового поколения, с высоким уровнем пожаро-, взрывобезопасности экстракционного передела, комплексностью переработки ОЯТ и другими преимуществами по сравнению с известным методом - ПУРЭКС-процессом. В этой связи начата разработка варианта КАРБЭКС-процесса, КАРБОФТОРЭКС-процесса, пригодного для переработки так называемого фторидного огарка - отхода газофторидной технологии (ГФТ) переработки ОЯТ, содержащего недоизвлеченные уран и плутоний в форме нелетучих фторидов, а также фториды продуктов деления (ПД). Это потребовало разработки химии экстракции фторидно-карбонатных соединений и(Т) из карбонатных растворов, так как в литературе практически отсутствуют сведения об экстракции в этих системах. При переводе фторидного огарка в карбонатный раствор растворимые фториды металлов не проявляют коррозионных свойств по отношению к материалам аппаратуры и экстрагенту, а также не оказывают агрессивного биологического воздействия на человека. Переработка фторидного огарка в карбонатных средах позволяет уже на стадии перевода и(У1) в раствор

Продолжение таблицы
1 2 3 4
3 3,79 3,77 35-0571 и0202*2Н
4 3,53 3,52 35-0571 и0202*2Н
5 3,25 3,23 35-0571 и0202*2Н
6 2,75 2,73 35-0571 и0202*2Н
7 2,66 2,64 35-0571 и0202*2Н
8 2,47 2,45 35-0571 и0202*2Н
9 2,39 2,38 35-0571 и0202*2Н
10 2,10 2,09 35-0571 и0202*2Н
11 1,95 1,94 35-0571 и0202*2Н
12 1,92 1,90 35-0571 и0202*2Н
13 1,77 1,75 35-0571 и0202*2Н
И02У2-2Н
Рис. 10. Рентгенограмма 1Ю2Р2»2Н20 полученного из насыщенного раствора 1Ю2(1ЧОз)2 при высаливании ацетоном в присутствии N11^.
Таблица 9.
Отнесение рефлексов с данными, представленными в литературе ______________(электронная база данных 1СРР8).
№ 20 (Данные РФА) 20 (1СРБ8) № карты (1СРП)8) Отнесение
1 2 3 4
1 11,4 11,417 47-0577 и02Р2*2Н
2 12,5 12,502 47-0577 и02Р2*2Н
3 13,3 13,274 47-0577 и02Р2*2Н
4 16,7 16,695 47-0577 и02Р2*2Н
5 22,0 22,001 47-0577 и02Р2*2Н
6 22,3 22,280 47-0577 и02Р2*2Н
7 23,0 23,041 47-0577 и02Р2*2Н