Предлагаемое изобретение относится к способам растворения урана и может быть использовано для извлечения урана из отработанного ядерного топлива, а также отходов металлургических и механических операций производства урана, его сплавов и изделий.
Известен способ растворения материалов, содержащих металлический уран, включающий окисление металлического урана смесью трибутилфосфат-керосин, содержащей азотную кислоту [Патент США №3288568, 1966 г.].
Недостатки данного способа связаны с повышенным разрушением органического растворителя из-за использования азотной кислоты и повышенной пожароопасностью системы за счет использования керосина.
Одним из наиболее близких способов растворения металлического урана является способ, включающий окисление металлического урана раствором брома в этилацетате при нагревании [Larsen R.P. Dissolution of uranium metal and its alloys. Analit. chem. V.31, №4, p.545-549].
Недостатками данного способа является использование летучего пожароопасного растворителя, бромирующегося при используемых температуpax (70-80°C). Также к недостаткам можно отнести использование в качестве окислителя достаточно дорогого брома.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в быстроте растворения урансодержащих материалов, отсутствии выделения взрывоопасных газов, использовании в качестве окислителя дешевых газов - хлора, оксидов азота, диоксида серы в пожаробезопасных условиях.
Технический результат достигается тем, что способ неводного растворения урана и урансодержащих материалов включает окисление урана в растворителе, где в качестве окислителя используются газы, растворенные в растворителе, а в качестве растворителя - диполярный апротонный растворитель или смесь диполярного апротонного растворителя и хлорсодержащего разбавителя. В качестве окислителя используются хлор, оксиды азота, диоксид серы, при этом растворение ведется при 10-90°С. В качестве диполярного апротонного растворителя используют триалкилфосфаты, диалкилфосфонаты, триалкилфосфиноксиды, амиды органических кислот, диалкилсульфоксиды, нитрилы, эфиры. В качестве хлорсодержащего разбавителя используют тетрахлорэтилен, в области концентраций 0-90 об.%.
Использование триалкилфосфатов, диалкилфосфонатов, триалкилфосфиноксидов, амидов органических кислот, диалкилсульфоксидов, нитрилов, эфиров позволяет резко повысить концентрацию в жидкой фазе окислителя - хлора, оксидов азота, диоксида серы, что увеличивает скорость растворения урана. Использование в качестве окислителя таких отходов производства как хлор, оксиды азота, диоксид серы позволяет использовать дешевые окислители для растворения урана. Использование в качестве разбавителя тетрахлорэтилена позволяет повысить пожаробезопасность системы, облегчает проведение разделительных процессов, процессов осветления и фильтрации.
Нижний температурный предел обработки металлического урана, равный 10°С, обусловлен тем, что при меньшей температуре растворение урана и урансодержащих материалов протекает медленно. Верхний температурный предел обусловлен большой интенсивностью удаления газообразного окислителя из реакционной смеси.
Согласно изобретению способ осуществляют следующим образом.
В обогреваемый реактор, снабженный обратным холодильником, помещают смесь органического растворителя и разбавителя, производят насыщение органического растворителя газообразным окислителем до определенной концентрации, после чего прибавляют урансодержащее сырье и смесь перемешивают в течение определенного времени.
Пример 1.
10.2 г отходов металлического урана в виде стружки обрабатывали в течение 60 минут 100 мл 1.2 М раствора хлора в смеси ДМФА (30 об.%) - ТХЭ (70 об.%) в реакторе с мешалкой и обогревом при 40°С. Стружка растворилась полностью.
Результаты остальных примеров сведены в таблицу.
Изобретение позволяет быстро и полно растворять металлический уран и урансодержащие материалы в отсутствие воды с использованием дешевых окислителей в пожаробезопасных условиях.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИДОВ УРАНА | 2003 |
|
RU2257351C2 |
СПОСОБ РАСТВОРЕНИЯ ДИОКСИДА УРАНА | 2007 |
|
RU2339100C1 |
СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННОГО АФФИНАЖА УРАНА | 2005 |
|
RU2295168C1 |
СПОСОБ РАСТВОРЕНИЯ НЕКОНДИЦИОННОГО И/ИЛИ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА | 2009 |
|
RU2400846C1 |
СПОСОБ РЕКУПЕРАЦИИ НИТРАТ-ИОНОВ В ВИДЕ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ СТОКОВ ЯДЕРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ | 1996 |
|
RU2179761C2 |
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА ИЗ ФОСФОРНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ | 2013 |
|
RU2536312C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОБЛУЧЕННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА | 2007 |
|
RU2366012C2 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНСОДЕРЖАЩЕЙ КОМПОЗИЦИИ | 2007 |
|
RU2343119C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНОСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИЦИЙ | 2008 |
|
RU2379775C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНСОДЕРЖАЩЕЙ КОМПОЗИЦИИ | 2009 |
|
RU2396211C1 |
Изобретение относится к способам неводного растворения урана и урансодержащих материалов и может быть использовано для извлечения урана из отработанного ядерного топлива, отходов металлургического производства урана, его сплавов и изделий. Способ включает окисление урана в растворителе. В качестве окислителя используют растворенные газы, например хлор, оксиды азота, диоксид серы. В качестве растворителя используют диполярный апротонный растворитель или смесь его с хлорсодержащим соединением. Диполярным апротонным растворителем могут служить триалкилфосфаты, диалкилфосфаты, триалкилфосфиноксиды, амиды органических кислот, диалкилсульфоксиды, нитрилы, эфиры. В качестве хлорсодержащего соединения используют тетрахлорэтилен в концентрации 0-90%. Растворение ведут при 10-90°С. Изобретение позволяет быстро и полно растворять металлический уран и урансодержащие материалы в отсутствие воды с использованием дешевых окислителей в пожаробезопасных условиях. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.
LARSEN R.P | |||
Dissolution of uranium metal and its alloys | |||
Analit | |||
chem | |||
Способ очистки нефти и нефтяных продуктов и уничтожения их флюоресценции | 1921 |
|
SU31A1 |
Музыкальный инструмент со звучащими металлическими пластинками и ручной клавиатурой | 1922 |
|
SU545A1 |
Авторы
Даты
2004-10-20—Публикация
2002-08-19—Подача