Экстракция нитратов тория(IV),уранила(VI) и редкоземельных металлов(III) в системах, содержащих углеводородные растворители, три-н.-бутилфосфат и полимерные композиционные материалы с экстрагентами различных классов

• Автор: Лищук, Виталий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 223 с. : ил.

1 Обзор литературы

1.1 Экстракция нитратов тория1У, уранилаУ1 и редкоземельных мегалловШ трин.бутилфосфатом и другими нейтральными фосфорорганическими соединениями
1.2 Фазовые равновесия жидкость жидкость в системах, содержащих координационные сольваты лантаноидовШ и актиноидов с трин.бутилфосфатом
1.3 Экстракция нитратов тория1У, ураиилаVI и редкоземельных металловШ композиционными материалами на основе полимерных носителей и экстрагентов различных классов

2 Экспериментальная часть

3 Результаты и их обсуждение

3.1 Экстракция нитратов тория1У, уранилаУ1 и редкоземельных металловШ растворами трин.бутилфосфата в растворителях РЭД1 и Эксайд
3.2 Фазовые равновесия жидкостьжидкость в бинарных и тройных системах, содержащих координационные сольваты тория1У, уранилаУ1 и редкоземельных метапловШ, при различных температурах
3.2.1 Расслоение в тройных жидких системах ТЬКЮТБФ2н.октанол оксилол декан изооктан, пентадекан при различных температурах
3.2.2 Расслоение в тройных жидких системах ТЬМОз4ТБФ2 1иМ0з2ТБФ2 изооктан тетрадекан, растворитель Эксайд

0 при различных температурах

3.2.3 Расслоение в тройных жидких системах ТЬЫОз4ТБФ2
ЬпМОззТБФ3 изооктан при различных температурах
3.2.4 Расслоение в тройных жидких системах растворитель РЭД1
ЬпЫзТБФз растворитель Эксайд0 при различных температурах
3.2.5 Расслоение в тройных жидких системах ЬпЫ3ТБФ3
иЫ0з2ТБФ2 С4Н3о при различных температурах
3.3 Экстракция нитратов уранилаУ1, торияГУ и редкоземельных металловШ растворами трин.бутилфосфата в растворителях
РЭД1, Эксайд0 в присутствии н.октанола
3.4 Экстракция нитратов ураиилаУ1, торияГУ и лантаноидовШ из растворов сложного солевого состава растворами трин.бутилфосфата в и.октаноле
3.5 Математическое моделирование экстракционной технологии очистки РЗМ от естественных радиоактивных, балластных примесей
и принципиальная аппаратурнотехнологическая схема процесса
3.6 Экстракция нитратов уранилаУ1, тория1У и редкоземельных металловШ композиционными материалами на основе полимерных носителей и экстрагентов различных классов
3.6.1 Экстракция нитратов уранилаУ1, тория1У и лантанаШ композиционным материалом на основе полимерного носителя
и триизо.бутилфосфиносульфида
3.6.2 Экстракция нитратов уранилаУ1, тория1У, иттрия и 4 лантанаШ композиционными материалами на основе полимерного носителя и трин.бутилфосфата
3.6.3 Экстракция нитратов уранилаУ1, лантана и иттрияШ 0 композиционным материалом на основе полимерного носителя и
нитрата фиалкилметиламмония
3.6.4 Экстракция нитратов тория1У, лантанаШ и иттрияШ 6 композиционным материалом на основе полимерного носителя
и нитрата триалкилметиламмония
3.6.5 Экстракция нитратов торияГУ, лантанаШ и иттрияШ 9 композиционным материалом на основе полимерного носителя
и нитрата триалкиламмония
3.6.6 Экстракция нитратов уранилаУ1, лантанаШ, иттрияШ 3 композиционным материалом на основе полимерного носителя
и нитрата триалкиламмония
3.7 Кинетика экстракции и реэкстракции нитратов уранилаУ1,
тория1У и редкоземельных металловШ композиционными материалами на основе полимерных носителей и экстрагентов различных классов
3.7.1 Кинетика экстракции и реэкстракции нитратов уранилаУ1 6 и тория1У из водносолевых растворов композиционным
материалом на основе полимерного носителя и триизо.бутилфосфиносульфида при различных температурах
3.7.2 Кинетика экстракции нитратов тория1У, уранилаУ1 и 5 лантанаШ из водносолевых растворов композиционным
материалом на основе полимерного носителя и нитрата триалкиламмония при различных температурах
3.7.3 Кинетика экстракции и реэкстракции нитратов празеодима 8 и неодимаШ из водносолевых растворов композиционным материалом на основе полимерного носителя и трин.
бутилфосфата при различных температурах
3.7.4 Кинетика экстракции нитратов лантанаШ, уранилаУТ и 3 тория1У из водносолевых растворов композиционными
материалами на основе полимерных носителей и трин.бутилфосфата при различных температурах
3.7.5 Кинетика экстракции нитрата уранилаУ1, тория1У и 8 лантанаШ из водносолевых растворов композиционным
материалом на основе полимерного носителя и нитрата триалкилметиламмония при различных температурах
3.8 Динамика экстракции и реэкстракции нитратов уранилаУ1,
тория1У и редкоземельных металловШ из водносолевых растворов композиционными материалами на основе полимерных носителей и экстрагентов различных классов 4 Выводы
Список использованных источников


В ряде случаев, как и при экстракции нитрата тория1У в углеводородных растворителях ТБФ, так и при экстракции нитрата уранилаУ1 и определенной концентрации нитрата уранилаУ1, азотной кислоты в органической фазе наблюдается расслоение последней и образование третьей фазы. При введении нитратов тория1У и уранилаУ1 в водные растворы нитратов РЗМШ, экстракция последних подавляется. Нитраты РЗМШ оказывают на экстракцию нитратов тория1У и уранилаУ1 высаливающее действие, аналогично нитратам аммония, алюминия и кальция. При изучении совместной экстракции нитратов РЗМШ и нитратов тория1У, уранилаУ1 растворами ТБФ в углеводородных растворителях керосин, декан, РЭД1 наблюдалось расслоение органической фазы с ростом концентрации в ней нитратов металлов . В работе представлены данные по экстракции и1У и иУ1 из азотнокислых растворов ТБФ в до декане с учетом образования второй органической фазы. Путем сопоставления экстракции этих элементов для аналогичных условий при использовании нерасслаивающейся экстракционной системы ТБФ в гексахлорбутадиене показано, что при извлечении урана из водной фазы для обеих систем наблюдается заметные отличия. На основании исследования электронных спектров легкой и тяжелой органических фаз выдвинуто предложение о том, что сольватные формы в обеих органических фазах различны как для и1У, так и для 1ДУ1. В работе проведены расчеты экстракционных равновесий в системах с нитратом и галогенацетатами уранила с кислородосодержащими органическими растворителями. На основании расчетных данных проведен многофакторный анализ влияния аниона и экстрагента на коэффициент распределения солей уранила между водной и органической фазами. Редкоземельное сырье Российской Федерации, представителями которого являются лонарит, монацит, ортит, радиоактивно. Редким землям сопутствуют уран, торий и продукты их радиоактивного распада. Подлежащие переработке концентраты РЗМ требуют дезактивации на стадии производства редкоземельной продукции, а полученная продукция подвергается радиометрическому контролю . Выделенные из указанного сырья концентраты урана и тория являются дополнительными источниками для получения ядерных сырьевых материалов. Содержание урана и тория в исходных концентратах РЗМ находится в пределах 0. К3. Радиотоксичность продуктов определяется, главным образом, не самими ураном и торием, а продуктами их радиоактивного распада, из всех радионуклидов ториевого и уранового рядом наибольшие времена полураспада и радиотоксичность имеют 8ТЬ, 8Яа, ,Ра, 1а, 7Ас. РЗМ от тория, урана, радия и актиния. При переработке РЗМ сырья получается достаточно сложный по химическому составу исходный раствор, подлежащий дезактивации. В первую очередь, это растворы, содержащие исходные неорганические кислоты, используемые при вскрытии концентрата, например азотная, а также нередкоземельные компоненты соли щелочных, щелочноземельных металлов, цветных металлов, кремниевая кислота и другие ,. Очистка РЗМ концентратов от радионуклидов, в первую очередь от долгоживущих, может быть произведена осадительными, экстракционными, ионообменными и электрохимическими способами. Экстракционный способ очистки РЗМ от тория, урана, радия и других дает возможность не только получать очищенные от радиоактивности концентраты РЗМ, но и отделять торий и уран в виде концентратов, а также обладает наибольшей производительность и наименьшими экономическими и материальными затратами. Среди экстрагентов, используемых для экстракционной технологии, следует упомянуть трин. Учитывая, что исходный раствор, подлежащий дезактивации имеет сложный химический состав экстракционное поведение РЗМ, урана, тория существенно зависит от наличия других экстрагируемых или неэкстрагируемых компонентов системы, при этом изменяются как коэффициенты распределения элементов, так и факторы разделения , . В работе рассмотрена технология выделения концентрата РЗМ из технологических растворов, содержащих балластные и радиоактивные примеси. На стадии отделения радия и балластных примесей от РЗМ, урана и тория используется 0 ТБФ, затем проводится промывка органической фазы и реэкстракция РЗМ. Авторы работы считают, что в этом случае достигается очистка РЗМ от радиоактивных примесей на уровне НРБ.