Извлечение нептуния и плутония из щелочных растворов соосаждением с гидроксидами металлов

• Автор: Гелис, Артем Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение
2. Литературный обзор
2.1 Формы существования и окислительные потенциалы актинидов в водно-щелочных средах
2.2 Растворимость гидроксидов ТУЭ
2.3 Методы выделения актинидов из щелочной среды без раскиления
2.3.1 Сорбция
2.3.2 Экстракция
2.3.3 Электроосаждение
2.3.4 Соосаждение
3. Экспериментальная часть
3.1 Изотопы и реагенты
3.2 Оборудование и методика экспериментов.:: .ЕлЕЕЕ
4. Поведение гидроксидов Ри(1У,У,У1) и Ыр(У,У1) в присутствии оксидов или гидроксидов й-элементов, а также в присутствии некоторых
анионов
4.1 Поведение гидроксидов Ри(1У,У,У1) и Ур(У,У1) в присутствии
гидроксида марганца
4.2 Поведение гидроксидов Ри(1У,У,У1) и Кр(У,У1) в присутствии
диоксида марганца
4.3 Поведение гидроксидов Ри(1У,У,У1) и Т4р(У,У1) в присутствии
гидроксида железа(Ш)
4.4 Поведение гидроксидов Ри(1У,У,VI) и 1Мр(У, VI) в присутствии
гидроксидов кобальта
4.5 Поведение гидроксидов Ри(1У,У,У1) и Ыр(У,У1) в присутствии
гидроксида хрома(Ш)
5. Восстановление Ыр(У) до Ыр(1У) и соосаждение Ыр(ГУ)
5.1 Восстановление Ер(У) до Ер(1У) гидразином
5.2 Восстановление Мр(У) до Кр(1 V) сульфатом ванадила

5.3 Каталитическое восстановление (У) до Кр(1У) гидразином в присутствии палладия
5.4 Каталитическое восстановление Ыр(У) до Кр(1У) формиат-ионами в присутствии палладия и платины
5.5 Соосаждение Кр(1У)
6. Изучение взаимодействия гидроксидов Мр(1У,У,У1) и Ре(Ш) с помощью эффекта Мёссбауэра
7. Заключение
8. Выводы
9. Список литературы

Введение
Актуальность темы. В ходе производства оружейного плутония и утилизации облучённых ТВЭЛов на радиохимических предприятиях накоплено большое количество щелочных жидких радиоактивных отходов, хранение которых небезопасно из-за возможности попадания радионуклидов в окружающую среду. В связи с этим возникла задача выделения радионуклидов из щелочных растворов с последующим их инкорпорированием в твёрдые нерастворимые матрицы, пригодные для длительного безопасного хранения.
Важным аспектом переработки щелочных радиоактивных отходов является перевод высокоактивных отходов в разряд низкоактивных за счёт выделения долгоживущих радионуклидов, в том числе трансурановых элементов (ТУЭ). Применение таких методов переработки радиоактивных отходов как экстракция или сорбция на современном этапе малоэффективно из-за того, что Ри и находясь в щелочных растворах преимущественно в пяти- и шестивалентном состоянии, плохо удаляются при использовании этих методов.
Эффективным методом очистки щелочных отходов может являться соосаждение Ри и Ыр с гидроксидными (оксидными) носителями, полученными по методу возникающих реагентов (МВР). Суть метода возникающих реагентов, известного в химии с середины 50-х годов, состоит в том, что в раствор вносится растворимое соединение металла, которое затем путём гидролиза или реакции восстановления переводится в малорастворимый гидроксид или оксид металла, при этом соосаждение микрокомпонента происходит из всего объёма раствора, что позволяет достичь высоких степеней очистки при малом расходе реагентов.
Цель работы:
1. детальное изучение поведения нептуния и плутония в щелочных растворах при осаждении гидроксидов или оксидов б-элементов, полученных по МВР;
2. изучение влияния различных анионов, содержащихся в щелочных отходах, на процесс соосаждения в широком диапазоне концентрации щёлочи;

Результаты по соосаждению плутония в присутствии Н2С>2 и Ма2803 представлены в табл. 4.2.1 и 4.2.2 соответственно.
Таблица 4.2.1 Коэффициенты очистки (Ка) растворов М14ОН или N3014 от Ри(У1) при осаждении диоксида марганца , полученного восстановлением Мп04~ пероксидом водорода . [Ри(У1)]о=1.38 10"7 моль/л, [Ы202]=8 103 моль/л, [Мп04']=0.002 моль/л, 1=25 °С, т=1 ч.
[ОН], моль/л рН= 9.3* рН= 10.5** 0.02 0.05 0.1 0
К4 40 25 18 11
*0,1 моль/л N114014+ 1,0 моль/л ЫНдО ** 0,2 моль/л N114014
Таблица 4.2.2 Коэффициенты очистки (К4) растворов N144011 или МаОН от Ри(У1) при осаждении диоксида марганца , полученного восстановлением Мп04' ионами 8032". [Ри(У4)]0=1.38 10"7 моль/л.
[ОН], моль/л [Мп04] 103, моль/л [8032 ] 10 , моль/л Условия осаждения 1 °С время, ч Ка
рН=9.3* 2 4
рН=10.5** 2 4
0.02 2 4
0.05 2 1
0.05 2 2
0.05 2 4
0.1 2 4
0.2 2 4
0.4 2 4
рН=9.3* 4 4
рН=10.5** 4 4
0.02 4 4
0.05 4 4