СПОСОБ ОЧИСТКИ НИКЕЛЯ-63 ОТ МЕДИ Российский патент 2008 года по МПК C01G53/00 C01G3/00 G21G4/00 

Описание патента на изобретение RU2323885C2

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано для очистки препарата радионуклида никеля-63 от меди при выделении никеля-63 из облученных медных мишеней, а также в аналитической химии.

Наиболее близким аналогом является способ осаждения иодида одновалентной меди (ИОМ) смесью иодида щелочного металла и сульфита щелочного металла при pH 5-7 [Kodak N.V., Neth.Appl., 6701808 (08.08.1967). Целью способа является получение чистого ИОМ без примеси иода. Восстановительно-осадительная смесь добавляется в количестве, немного превышающем стехиометрическое по отношению к меди. Выход меди в осадок составляет 98.2%, остаточная концентрация меди в маточном растворе, соответственно, 0.4 г/л.

Применительно к задаче очистки никеля-63 от меди метод имеет следующие недостатки.

В интервале pH 5-7 может иметь место частичное гидролитическое осаждение никеля [Металлургия меди, никеля, кобальта, стр.319].

Высокая остаточная концентрация меди в маточном растворе, содержащем никель, при субстехиометрической дозировке восстановительно-осадительной смеси не позволяет достигнуть высокой степени очистки никеля-63 от меди.

Вышеуказанные недостатки устраняются тем, что в способе очистки никеля-63 от меди осаждают иодид одновалентной меди из азотнокислого раствора, содержащего медь и никель-63, в интервале кислотности 1 10-5-3 моль/л добавлением избытка смеси иодида и сульфита щелочного металла, отделяют осадок от маточного раствора, промывают осадок, маточный и промывной растворы объединяют, к объединенному раствору добавляют аммиак и осаждают никель из аммиачного раствора добавлением в него иодида щелочных металлов или аммония.

Объединяют маточный и промывочные растворы, который переводят в аммиачный, барботируя в раствор газообразный аммиак до его насыщения и осаждают никель.

В заявляемом способе осаждение ИОМ осуществляется в кислой среде при избытке восстановительно-осадительной смеси. При этом никель-63 полностью остается в маточном растворе, а остаточная концентрация меди снижается в несколько раз. Восстановительно-осадительная смесь, состоит из смеси эквивалентных количеств иодида и сульфита натрия (2:1)

В таблице 1 представлены данные по влиянию мольного отношения n, иодид-ионов (в восстановительно-осадительной смеси) к меди на величину остаточной концентрации меди в маточном растворе после осаждения иодида одновалентной меди, [Cu]исх=1 г/л, кислотность - 0.2 моль/л.

Таблица 1n, моль/моль1235102070100[Cu]мат, мг/л14444525142210

Как видно, при мольном отношении более 10 остаточная концентрация меди в маточном растворе резко возрастает.

В технологии получения препарата радионуклида никеля-63 облученные медные мишени растворяют в азотной кислоте, которая является окислителем ионов I-, SO32- и Cu+. Окислительные свойства азотной кислоты зависят от ее концентрации. В таблице 2 приведены данные по осаждению ИОМ в растворах азотной кислоты при n=10 моль/моль и исходной концентрации меди 1 г/л.

Таблица 2HNO3, моль/л1.563.1245[Cu]мат, мг/л8.71010001000

Как следует из приведенных результатов, при концентрации азотной кислоты более 3 моль/л осаждения иодида одновалентной меди не происходит по причине окисления ионов Cu+, I-, SO32- азотной кислотой. При этом растворы окрашиваются в коричневый цвет и происходит выделение фиолетовых паров иода. Следует отметить, что в 4 моль/л азотной кислоте реакция окисления начинается приблизительно через 1 час после введения реагентов в азотнокислый раствор меди.

В отличие от азотной кислоты концентрация нитрат-ионов не оказывает существенного влияния на полноту осаждения меди. Так, при концентрации нитрата натрия 4.5 моль/л и кислотности 0.2 моль/л концентрация меди в маточном растворе равна 19 мг/л.

Заявляемый способ позволяет количественно осадить медь в виде иодида одновалентной меди из азотнокислых растворов в интервале кислотности 1·10-5-3 моль/л. При этом минимальная остаточная концентрация меди в маточном растворе равна 10-20 мг/л.

После осаждения меди к раствору добавляют избыток аммиака и иодида щелочного металла или аммония и осаждают никель в виде гексааминиондида никеля Ni(NH3)6I2 (ГАИН).

Количества аммиака должно быть достаточным для образования комплексного иона [Ni(NH3)6]2+ и чем больше избыток аммиака, тем ниже растворимость ГАИН. Очевидно, аммиак можно вводить в систему как в виде водного раствора, так и виде газа.

Избыток иодид-ионов способствует более полному осаждению никеля. В таблице 3 показано влияние мольного отношения иодид-ионов к никелю, m, на полноту осаждения никеля в виде гексааминиодида никеля, при [Ni]исх=5 г/л, [NH4OH]=12 моль/л.

Таблица 3[NaI], моль/л0.170.260.390.81.32.0m, моль/моль246122030[Ni]мат., мг/л5906132101110

Как следует из данных таблицы 3, наименьшая остаточная концентрация никеля достигается при значениях m более 12 моль/моль.

Установлено, что при осаждении ГАИН происходит дополнительная очистка от меди в 3-4 раза.

Далее гексааминиодид никеля можно легко превратить в любую другую соль никеля путем термического разложения ГАИН при 400°С до оксида никеля и и растворения оксида в соответствующей кислоте.

К 1 л раствора 1 г никеля и 1 г меди в 2 моль/л азотной кислоте добавляют 150 мл восстановительно-осадительного раствора (1 моль/л NaI и 0.5 моль/л Na2SO3), перемешивают и через 4-5 часов отделяют белый осадок иодида одновалентной меди от маточного раствора, промывают осадок 2 раза по 100 мл водой. Маточный раствор и промывки объединяют. К объединенному раствору добавляют 300 мл 5 моль/л NaI и барботируют в раствор газообразый аммиак до насыщения раствора. Через 2-3 часа отделяют сиреневый кристаллический осадок гексааминиодида никеля, промывают 2 раза по 100 мл этиловым спиртом.

Результаты разделения:

1. Осаждение ИОМ.

Фракциясодерж. меди, мгосадок ИОМ987мат. раствор+промывки13коэффициент очистки от меди76.9

2. Осаждение ГАИН.

Фракциясодерж. меди, мгсодерж. никеля, мгосадок ГАИН3.6970мат. раствор+промывки 9.430

коэффициент очистки от меди3.5Суммарный коэффициент очистки никеля от меди269

Похожие патенты RU2323885C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПАРАТА РАДИОНУКЛИДА НИКЕЛЯ-63 2007
  • Андреев Олег Иванович
  • Корнилов Александр Степанович
RU2344084C1
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ АММИАЧНЫХ РАСТВОРОВ 2006
  • Андреев Олег Иванович
  • Корнилов Александр Степанович
RU2327644C2
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КОБАЛЬТСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ 2012
  • Коцарь Михаил Леонидович
  • Матясова Валентина Ефимовна
  • Алекберов Заур Мирзагусейнович
  • Быков Андрей Дмитриевич
  • Никонов Валериян Иванович
  • Татаринов Александр Сергеевич
RU2489509C1
СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ ПЛАТИНОИДОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА 1998
  • Смелов В.С.
  • Чубуков В.В.
RU2147619C1
Способ выделения Ni-63 из облученной мишени и очистки его от примесей 2019
  • Буткалюк Павел Сергеевич
  • Буткалюк Ирина Львовна
  • Корнилов Александр Степанович
  • Черноокая Евгения Валерьевна
  • Дитяткин Валерий Алексеевич
RU2720703C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АМЕРИЦИЯ ИЗ ОТХОДОВ 2012
  • Селявский Вадим Юрьевич
  • Герасименко Максим Николаевич
  • Евстафьев Алексей Алексеевич
  • Житков Сергей Александрович
  • Скрипников Владимир Васильевич
  • Шиманский Сергей Анатольевич
RU2508413C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНЕЦИЕВЫХ РАСТВОРОВ 2012
  • Бойцова Татьяна Александровна
  • Мурзин Андрей Анатольевич
  • Бабаин Василий Александрович
  • Шадрин Андрей Юрьевич
RU2513724C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕШАННОГО УРАН-ПЛУТОНИЕВОГО ОКСИДА 2017
  • Меркулов Игорь Александрович
  • Тихомиров Денис Валерьевич
  • Жабин Андрей Юрьевич
  • Апальков Глеб Алексеевич
  • Смирнов Сергей Иванович
  • Дьяченко Антон Сергеевич
  • Малышева Виктория Андреевна
  • Алексеенко Владимир Николаевич
  • Волк Владимир Иванович
RU2638543C1
ОСАЖДЕНИЕ МЕДИ СПОСОБОМ ДИСПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ БЕЗ УЧАСТИЯ АММИАКА 1994
  • Джозеф Солтис
RU2118568C1
Способ получения висмут-калий-аммоний цитрата 2018
  • Юхин Юрий Михайлович
  • Щербаков Владимир Петрович
  • Мосман Анатолий Александрович
  • Найденко Екатерина Сергеевна
  • Кудряшова Александра Валерьевна
RU2675869C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ОЧИСТКИ НИКЕЛЯ-63 ОТ МЕДИ

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано для очистки препарата радионуклида никеля-63 от меди при выделении никеля-63 из облученных медных мишеней, а также в аналитической химии. Способ заключается в том, что осаждают иодид одновалентной меди из азотнокислого раствора, содержащего медь и никель-63, в интервале кислотности 1·10-5-3 моль/л, добавлением избытка смеси иодида и сульфита щелочного металла. Отделяют осадок от маточного раствора, промывают осадок, маточный и промывной растворы объединяют, к объединенному раствору добавляют аммиак и осаждают никель из аммиачного раствора добавлением в него иодида щелочных металлов или аммония. Технический результат: увеличение степени очистки никеля-63 от меди. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 323 885 C2

Способ очистки никеля-63 от меди, заключающийся в том, что осаждают иодид одновалентной меди из азотнокислого раствора, содержащего медь и никель-63, в интервале кислотности 1·10-5-3 моль/л, добавлением избытка смеси иодида и сульфита щелочного металла, отделяют осадок от маточного раствора, промывают осадок, маточный и промывной растворы объединяют, к объединенному раствору добавляют аммиак и осаждают никель из аммиачного раствора добавлением в него иодида щелочных металлов или аммония.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2323885C2

US 3384450 A1, 21.05.1968
Способ переработки медно-никелевых руд 1982
  • Муравин Константин Анатольевич
  • Грань Николай Иванович
  • Серебряков Вячеслав Федорович
  • Огородникова Лина Абрамовна
SU1122727A1
СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ СОЛЕЙ НИКЕЛЯ И ХРОМА ОТ ПРИМЕСЕЙ 0
SU183725A1
ХУДЯКОВ И.О., ТИХОНОВ А.И
и др., Металлургия меди никеля и кобальта, Москва, Металлургия, 1977, т.2, с.69-95.

RU 2 323 885 C2

Авторы

Андреев Олег Иванович

Корнилов Александр Степанович

Даты

2008-05-10Публикация

2006-06-19Подача