СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ Советский патент 1994 года по МПК B01D11/04 G21F9/04 

Изобретение относится к радиохимической технологии, в частности к выделению радионуклидов из жидких радиоактивных отходов. Может быть также использовано для аналитического выделения и(или) разделения цезия и стронция.

Целью изобретения является упрощение процесса, а также снижение расхода гидразиннитрата для реэкстракции стронция.

В способе переработки жидких радиоактивных отходов, включающем экстракционную обработку исходного водного азотнокислого раствора органическим раствором хлорированного дикарболлида кобальта и полиэтиленгликоля в разбавителе, промывку экстракта раствором азотной кислоты, реэкстракцию стронция раствором азотной кислоты и гидразиннитрата и реэкстракцию цезия, в качестве разбавителя для карборанового комплекса используют мета-нитробензотрифторид (НБТФ).

НБТФ представляет собой жидкость с температурой кипения 203^оС, d₄¹⁵= 1,4356; n_D²⁰=1,4719. Он известен как продукт в органическом синтезе. Ранее известные физико-химические свойства НБТФ не позволяют решить вопрос о возможности его использования в качестве разбавителя карборанового комплекса.

Сравнение растворимости НБТФ в водных растворах при 20^оС и нитробензоле (НБ) приведено в табл.1.

Растворимость НБТФ в водных растворах в 3-5 раз меньше, чем у нитробензола.

Скорость коррозии нержавеющей стали Х18Н10Т в контакте с системой НБТФ -- 3 моль/л азотная кислота не превышает 0,06 г/(м²˙ч) при поглощенной дозе до 9˙10²¹ ЭВ/мл. При облучении смеси четыреххлористый углерод (ЧХУ) - 3 моль/л азотная кислота скорость коррозии превышает 0,4 г/(м²˙ч), при этом наблюдается язвенная и питтинговая коррозия.

Карборановый комплекс растворяется в НБТФ до концентрации 0,2 моль/л (140 г/л).

П р и м е р 1. Органическую фазу - хлорированный дикарболлид кобальта (ХДК) + словафол в НБТФ контактируют с водной фазой состава, г/л:
Азотная кислота 100
Натрий 25
Алюминий 10,0
Хром 1,5
Кальций 1,0
Барий 0,08
Стронций 0,06
Цезий 0,3
Никель 1,5 при соотношении объемов 1:1 фазы разделяют, радиометрически определяют коэффициенты распределения цезия и стронция. В качестве полиэтиленгликоля используют пара-нонилфенилнонаэтиленгликоль - словафол-909. Данные коэффициентов распределения цезия и стронция приведены в табл.2.

В этих же условиях по прототипу, при содержании в органической фазе 0,06 моль/л ХДК + 1 об.% словафола + 60% НБ + 39% ЧХУ коэффициент распределения цезия составляет 6,0, стронция - 2,5.

П р и м е р 2. Органическую фазу ХДК + словафол + НБТФ контактируют с водной фазой - 3 моль/л азотной кислоты + нитрат цезия (1,0 г/л) или нитрат стронция (1,0 г/л) при соотношении фаз 1:1, коэффициенты распределения определяют радиометрически. Данные приведены в табл.3.

П р и м е р 3. Органическую фазу насыщают металлом (цезием или стронцием) и затем контактируют реэкстрагирующим раствором при соотношении фаз 1: 1. Коэффициенты распределения стронция при реэкстракции в системе 0,045 моль/л ХДК + 2% словафола + НБТФ - азотная кислота - гидразиннитрат даны в табл.4.

Коэффициенты распределения цезия при реэкстракции 89 моль/л азотной кислоты + 20 г/л гидразиннитрата приведены в табл.5.

При реэкстракции цезия коэффициент распределения практически совпадет с таковым для способа-прототипа, а стронций возможно реэкстрагировать при меньших концентрациях гидразиннитрата, что приводит к экономии гидразиннитрата.

П р и м е р 4. Из раствора по примеру 1 экстрагируют цезий и стронций на 5 ступенях экстрагентом состава 0,06 моль/л ХДК + 1 об.% словафола в НБТФ при соотношении О:В=1:1, промывают 1 моль/л азотной кислоты на 2 ступенях при соотношении О:В=10:1, далее реэкстрагируют стронций на 6 ступенях раствором 2 моль/л азотной кислоты +30 г/л гидразиннитрата при соотношении О: В= 6: 1, а затем реэкстрагируют цезий раствором 8 моль/л азотной кислоты +20 г/л гидразиннитрата, после этого экстрагент регенерируют 2 моль/л азотной кислотой на 5 ступенях при соотношении О:В=5:1. Реэкстракт стронция промывают оборотным экстрагентом на 10 ступенях при соотношении О:В=1:10. Извлечение цезия составляет 99,6%, стронция 99,5%.

Коэффициенты очистки от железа, хрома, кальция совпадают с показателями прототипа.

Изобретение относится к переработке жидких радиоактивных отходов, в частности к выделению из них радионуклидов. Может быть также использовано для аналитического выделения и(или) разделения цезия и стронция. Целью изобретения является упрощение процесса, а также снижение расхода гидразиннитрата для реэкстракции стронция. В способе переработки жидких радиоактивных отходов, включающем экстракционную обработку исходного водного азотнокислого раствора органическим раствором хлорированного дикарболлида кобальта и полиэтиленгликоля в разбавителе, промывку экстракта раствором азотной кислоты, реэкстракцию стронция раствором азотной кислоты и гидразиннитрата и реэкстракцию цезия, в качестве разбавителя для карборанового комплекса используют мета-нитробензотрифторид (НБТФ). В качестве органического раствора используют следующий: хлорированный дикарболлид кобальта 20 - 60 г/л, полиэтиленгликоль 5 - 30 г/л, метанитробензотрифторид до литра. При реэкстракции стронция используют раствор 2 моль/л азотной кислоты, 20 - 50 г/л гидразиннитрата и воду до литра. 2 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ, включающий экстракционную обработку исходного водного азотнокислого раствора органическим раствором хлорированного дикарболлида кобальта и полиэтиленгликоля в разбавителе, промывку экстракта раствором азотной кислоты, реэкстракцию стронция раствором азотной кислоты и гидразиннитрата и реэкстракцию цезия, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве разбавителя используют мета-нитробензотрифторид. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют органический раствор хлорированного дикарболлида кобальта и полиэтиленгликоля в мета-нитробензотрифториде при следующем соотношении компонентов, г/л:
Хлорированный дикарболлид кобальта 20 - 60
Полиэтиленгликоль 5 - 30
мета-Нитробензотрифторид До литра
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода гидразиннитрата для реэкстракции стронция, используют раствор 2 моль/л азотной кислоты, 20 - 50 г/л гидразиннитрата, вода - остальное.