СПОСОБ РАСТВОРЕНИЯ СПЛАВОВ Tc-Ru Российский патент 2010 года по МПК C22B61/00 C22B11/00 C22B3/06 G21F9/28 

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в радиохимии, в аналитической и препаративной химии.

Долгоживущий изотоп Тс-99 накапливается в значительных количествах в отработанном топливе атомных электростанций. Технеций является одним из наиболее проблемных компонентов радиоактивных отходов, обладающим опасно высокими миграционными способностями в атмосфере и природных водах. Наиболее перспективным способом переработки технеция является трансмутация (сжигание в ядерных реакторах), приводящая к получению ценного продукта - стабильного платиноида рутения. Основными потребителями рутения являются электронная и электротехническая промышленность. Крупномасштабная трансмутация Тс в сочетании с промышленной очисткой получаемого рутения от невыгоревшего Тс могла бы полностью удовлетворить современные запросы на этот платиноид.

Для трансмутации технеция используются мишени из металлического Тс, который в процессе облучения превращается в сплав Tc-Ru. Для разделения этих элементов необходимо предварительное растворение сплава Tc-Ru.

Известен способ растворения сплавов Tc-Ru в щелочных растворах в присутствии избытка окислителя (метапериодатов щелочных металлов) при температуре 70-80°С [Патент РФ №2249632. Бюл. №10, 2005 г.].

Избыток метапериодата щелочных металлов (в пределах растворимости) способствует ускорению процесса растворения сплавов Tc-Ru.

Недостатком данного метода является каталитическое разложение окислителя, вследствие чего требуется периодическое внесение в раствор свежих порций метапериодата, несмотря на большой избыток его в начале процесса. В результате образуются большие количества осадка (продукты разложения метапериодата). Осадок необходимо отделять от раствора, содержащего растворенные Тс и Ru, и промывать, что значительно усложняет работу и увеличивает количество отходов.

В настоящем изобретении предлагается способ окислительного растворения сплавов Tc-Ru, исключающий образование каких-либо осадков в процессе растворения.

Для этого в способе растворения сплавов Tc-Ru для их разделения растворение с окислением компонентов сплава ведут кислотными растворами, содержащими соли серебра (I), с барботированием кислотного раствора озоносодержащим газом.

В качестве кислотных растворов используют азотнокислые или хлорнокислые растворы.

В качестве озоносодержащего газа используют озонокислородную или озоновоздушную смесь.

Озоносодержащий газ, барботируемый в азотнокислые или хлорнокислые растворы серебра, окисляет серебро Ag(I) до Ag(II).

Образующееся при действии озона Ag(II) окисляет компоненты сплава - металлические Тс и Ru, переводя их в раствор. Продукты окисления сплава НТсO₄ и RuO₄, а также образующиеся при восстановлении Ag(II) соли Ag(I) хорошо растворимы в HNO₃ и НСlO₄, поэтому в условиях данного процесса образования осадков не происходит.

Образец сплава Tc-19% Ru, представляющий собой металлический диск диаметром 6 мм, толщиной 0,3 мм и массой 84,1 мг, помещали в барботажный аппарат. Аппарат содержал 10 мл 6 моль/л раствора HNO₃ с Ag(I); концентрация Ag(I) составляла 3 моль/л. Озонокислородную смесь (содержание O₃ в смеси 4,1±0,3 об.%) пропускали через раствор со скоростью 10-12 л/час в течение всего процесса растворения. За 2,5 часа растворилось 1,6 мг сплава.

Образец сплава Tc-19% Ru, представляющий собой металлический диск диаметром 6 мм, толщиной 0,3 мм и массой 82,3 мг, поместили в барботажный аппарат. Аппарат содержал 10 мл 6 моль/л раствора НСlO₄ с Ag(I); концентрация Ag(I) составляла 3 моль/л. Озонокислородную смесь (содержание О₃ в смеси 4,1±0,3 об.%) пропускали со скоростью 10-12 л/час в течение всего процесса растворения. За 7,5 ч растворилось 1,7 мг сплава.

Изобретение относится к области радиохимии, аналитической и препаративной химии, в частности к способу растворения сплавов Tc-Ru для их разделения. Способ включает растворение сплава с окислением компонентов сплава. При этом растворение ведут кислотными растворами, содержащими соли серебра(I) с барботированием кислотного раствора озоносодержащим газом. В качестве кислотных растворов используют азотнокислые или хлорнокислые растворы. В качестве озоносодержащего газа используют озонокислородную или озоновоздушную смесь. Техническим результатом является исключение образования осадков при растворении. 2 з.п. ф-лы

1. Способ растворения сплавов Tc-Ru для их разделения, включающий растворение с окислением компонентов сплава, отличающийся тем, что растворение ведут кислотными растворами, содержащими соли серебра (1), с барботированием кислотного раствора озоносодержащим газом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислотных растворов используют азотно-кислые или хлорно-кислые растворы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве озоносодержащего газа используют озонокислородную или озоновоздушную смесь.