Поведение актинидов и осколочных элементов в экстракционных системах с моно- и бидентатными фосфорорганическими соединениями в процессах фракционирования высокоактивных отходов

• Автор: Дрожко, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 02.00.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Выделение актинидных элементов из ВАО Экстракционные смеси на основе нейтральных монодентатных фосфорорганических соединений Экстракционные смеси на основе бидентатных нейтральных фосфорорганических соединений. Т1ШБХ процесс Экстракция актинидов диамидами

Экстракция актинидов фосфорорганическими кислотами и их солями

1.2 Разделение ТПЭ и РЗЭ

1.3 Основные экстракционные свойства карбамоилметилфосфин оксидов

Состав экстрагируемых комплексов

карбамоилмстилфосфорильных реагентов с азотной кислотой и катионами металлов в органических растворах Характер связи протонов и катионов металла в их комплексах с бидентатными нейтральными фосфорорганическими соединениями
Экстракция металлов из азотно и хлорнокислых растворов растворами карбамоилметилфосфин оксидов в органических разбавителях

Растворимость карбамоилметилфосфин оксидов в органических и водных растворах

1.4 Экстракция актинидов монодентатными нейтральными фосфорорганическими реагентами

ГЛАВА И. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
.1 Исходные вещества
.2 Методика эксперимента
Н.З Измерения и аппаратура
ГЛАВА III. ПОИСК ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ЭКСТРАКЦИОННОГО ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ЩУ1, ТУЭ И РЗЭ РАСТВОРАМИ РЬ2Ви2 В МНТБФ ИЗ РАСТВОРОВ ВАО
III. 1 Экстракция актинидов из модельного раствора ВАО
Выбор оптимального содержания реагента в экстракционной системе
Зависимость коэффициентов распределения АшШ при экстракции РЬ2Ви2 в МНБТФ из модельного раствора ВАО от соотношения УУв и степени разбавления ВАО Экстракция 1ДУ1, Ри1У, АшШ и гг1У
Ш.2 Реэкстракция целевых и сопутствующих элементов из фазы РЬ2Ви
Реэкстракция Ри1У, 1ДУ1, АшШ и гг1У растворами смеси азотной и фтористоводородной кислот Рсэкстракция Ри1У, У1, АшШ растворами смеси щавелевой и азотной кислот
Реэкстракция иУ1, Ри1У, АтШ растворами ОЭДФК Ш.З Способ извлечения 1У1, ТУЭ и РЗЭ из рафината ВАО ФГУП ПО МАЯК
ГЛАВА IV. ЭКСТРАКЦИЯ АКТИНИДОВ И ЛАНТАНИДОВ РАСТВОРАМИ ДИАЛКИЛМЕТИЛФОСФОНАТОВ
IV.1 Исследование влияния различных условий на экстракционную способность реагентов
1У.2 Экстракция америцияШ моноалкилметилфосфоновыми кислотами в МНБТФ
ГЛАВА V. ИЗУЧЕНИЕ ЭКСТРАКЦИИ НЕКОТОРЫХ АКТИНИДОВ И ЛАНТАНИДОВ ПРОИЗВОДНЫМИ ФОСФИИОВОЙ кислоты
У.1 Исследование влияния различных условий на экстракционную способность реагентов У.2 Изучение экстракции У1, Ри1У, АшШ, ЕиШ и ТсУН ЭГДКМФФ в ДХЭ из растворов Н1Ч в зависимости от различных параметров У.З О характере связи металла в его комплекса с АДФФ
4 Экстракционное разделение актинидов, лантанидов и технеция при использовании фосфинатов из растворов азотной кислоты
У.5 Изучение реэкстракции актинидов, лантанидов и технецняУН из органических экстрактов
У.6 Изучение экстракции АшШ кислым реагентом
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Бидентатные соединения, напротив, обладают высокими комплексообразующими свойствами по отношению к долгоживущим радионуклидам, но имеют высокую стоимость изза сложности синтеза. Для выбора тех или иных ФОС для конкретных практических радиохимических задач необходимо провести систематические исследования их экстракционных свойств на примере наиболее перспективных экстрагентов с целью определения оптимальных условий в технологии. На этой основе представляется возможным предложить ряд структур оригинальных недорогих и эффективных ФОС, не имеющих недостатков известных соединений, синтезировать и исследовать их экстракционные свойства. Цели работы На примере известных ранее фосфорорганических бидентатного дифенилдибутилкарбамоилметилфосфин оксида РЬ2Ви2 и ряда монодентатных диалкилметилфосфонатов провести систематическое исследование экстракционных свойств уранаУ1, трансурановых ТУЭ, редкоземельных элементов РЗЭ и технецияУН из модельных и реальных растворов ВАО. В сравнении с полученными выше данными предложить не исследованный ранее класс ФОС на основе производных фосфиновой кислоты алкилдиэтилкарбамоилметилфенилфосфинатов в качестве альтернативных известным соединениям. По результатам исследований разработать реальные схемы извлечения актинидов, лантанидов и технеция из реальных растворов ВАО на стендовой установке для практического применения на ФГУП ПО Маяк. Впервые изучены экстракционные свойства раствора Рй2Ви2 для экстракции иУ1, ТУЭ и РЗЭ из модельных растворов ВАО в зависимости от соотношения объема органической и водной фаз, концентрации реагента и азотной кислоты, содержания радиоактивных элементов, а также их реэкстракция выбранными комплексообразующими соединениями. Исследована экстракция осадкообразующих элементов 2г, 6, Ре, Мо растворами РЬ2Ви2 в выбранном разбавителе из модельного и реального растворов ВАО в оптимальных условиях и их реэкстракция с целью разработки методов селективного разделения целевых компонентов ОЯТ и сопутствующих нуклидов. Изучена экстракция 1ДУ1, ТУЭ, РЗЭ и ТсУН растворами диалкилметилфосфонатов в различных разбавителях из азотнокислых сред, а также из модельных растворов ВАО в зависимости от строения соединений, концентрации азотной кислоты и реагента, а также типа разбавителя. Определены составы экстрагируемых комплексов и факторы разделения. Изучена реэкстракция указанных выше элементов с применением комплексообразующих соединений. Исследованы экстракционные способности алкилдиэтилкарбамоилметил фенилфосфинатов по отношению к иУ1, ТУЭ, РЗЭ и ТсУП при их извлечении из растворов азотной кислоты или из реальных ВАО. Установлен бидентатный тип связи металлов с указанными реагентами в комплексе, состав образующихся экстрагируемых комплексов, факторы разделения элементов, влияние природы радикала на эффективность экстракции элементов, концентрации азотной кислоты и реагента. Изучена экстракционная способность исследуемых фосфорорганических соединений на примере экстракции АшШ в одинаковых условиях из азотнокислых растворов. Показано, что диалкилметилфосфонаты уступают по эффективности экстракции производными карбамоилметилфосфин оксидов, но их недостаточная экстракционная способность может быть компенсирована использованием более концентрированных растворов экстрагентов за счет их невысокой стоимости. Определены оптимальные условия селективного экстракционного извлечения иУ1, ТУЭ и РЗЭ растворами Рй2Ви2 в выбранном разбавителе из ВАО с переводом в рафинат осадкообразующих элементов Ъх, 6, Ре, Мо. Разработан способ и предложена техническая схема селективной реэкстракции 1ДУ1, Ри1У, АшШ, ЕиШ единым реэкстрагентом из реальных растворов ВАО. Разработана и апробирована на модельных растворах ВАО ФГУП ПО Маяк эффективная схема извлечения АшШ с применением диизооктилметилфосфоната в метанитробензотрифториде МНБТФ из 2 мольл НИОз. Разработана и апробирована на реальных растворах ВАО ФГУП ПО Маяк схема фракционирования иУ1, ТУЭ и РЗЭ с использованием 2этилгексилдиэтилкарбамоилметилфенилфосфината в МНБТФ из 3 мольл НШ3.