Способ экстракционного извлечения стронция Советский патент 1992 года по МПК B01D11/04 C01F11/00 

Изобретение относится х экстракционной технологии извлечения, концентриро- вания и очистки стронция из азотнокислых раствороо и может найти применение для извлечения стронция из жидких отходов атомной энергетики.

Цель изобретения - снижение потерь разбавителя с водными рзстссргми. исключение возможности образования осадков в органической фазе, улучшение условий труда и экологической обстановки при обеспечении максимального извлечения при минимальном времени достижения зксфа- кционного равновесия.

Пример 1. Водный раствор (А,А ыель/л) азотной кислоту, содзрхги;0 1.4 г/л стронция, контактируют с экстрзгентом (0,15 моль/л)дициклогексил- 18-кран-6 (ДДГ-6) в 1,1.7-тригидрододекафторгеита- ноле-1 и 2/(-диэтилоктаноле (ДЭО), концентрация которого варьируется в интернала 0-90 об.%. Соотношение фзз 0:3 1:1, ED-J- мя контакта 3 мин.

Зависимость коэффициентов распределения СТРОНЦИЯ от содержг-пия 2,4-диэгп- г.октансла :: экстезк.цнонной системе 0.15 моль/л ДЦГ-6 з 1,1.7-тригидрододекаф- тср/спирт-тсломсре пз дана п табл. 1.

Пример 2. Водный раствор (-1.4 моль/л) азотной кислоты, содорж.нцей 1,4 г/л стронция, контактируют (0:3 - 1:1) при разных временах контакта с экстр ген- том (0.15 оль/п ДЦГ-G в гпирге-тсломсрс пз и 2,4-дмэтилоктанолеХ

.Л

I ееггь

О

v

f,

, -Ъ

Кинетика экстракции стронция о системе 0,13 моль/л ДЦГ-6, спирт-теломер и 2,4- диэтилоктанол показана в табл. 2.

Из приведенных в табл. 1 и 2 результатов видно, что содержание в экстракционной системе 2,4-диэтилоктаноле от 20 до 40 об.% обеспечивает получение достаточно высоких коэффициентов распределения стронция, но с точки зрения времени достижения экстракционного рапновесия более предпочтительным является содержание 2,4-диэтилоктанола 35-40 об.%.

Пример 3. Водные растворы, содержащие стронций, контактируют с экстраген- том, содержащим разные количества ДЦГ-6 (0:6; О: В- 1:1).

Зависимость коэффициента распределения стронция от содержания ДЦГ-6 в смеси спирта-теломера пз (60 об.%) и ДЭО (40 об.%) показана в табл. 3.

Коэффициент распределения стронция возрастает с ростом содержания ДЦГ-6 в экстрагенте от 0,05 до 0.2 моль/л, особенно сильно из растворов с небольшим содержанием стронция (80 мг/л). Оптимальной является концентрация 0,1-0,2 моль/л ДЦГ-6 в экстрагенте, дальнейшее увеличение содержания ДЦГ-6 не приводит к росту коэффициентов распределения стронция.

Пример 4. Азотнокислые растворы, содержащие стронций, свинец, барий и кальций, контактируют с 0.1 моль/л раствора ДЦГ-6 в смеси 60 об.% спирт-теломера пз и 40 об.% 2,4-диэтилоктанол. 0:В 1:1. время контакта 5 мин.

Зависимость коэффициентов распределения стронция свинца, бария и кальция от концентрации азотной кислоты дана в табл. 4.

Из данных, приведенных в табл. 4, следует, что кальций практически не экстрагирует. Очистить стронций от бария возможно путем регулирования содержания кислоты в исходном и промывном растворах. Значительные трудности возникают при очистке стронция от свинца, который количественно экстрагируется в широком интервале кис- лотностей азотной кислоты (0,2-7,5 моль/л), Пример 5. Азотнокислые растворы различного солевого состава контактируют в течение 5 мин с экстракционными системами 0:В 1:1. После отстаивания фаз в течение 6 ч проводят визуальные наблюдения образования осадков,

Для приготовления водных растворов используют соответствующие азотнокислые соли металлов марки ч.д.а., имеющие следующая состав, г/л:

Тип 1 Тип 2 Тип 3 Азотная кислота 350.0 350.0 350,0

10

15

Различие солевого состава разных типов растворов состоит в концентрациях стронция, свинца и бария, т.е. тех элемен- тов, которые экстрагируются ДЦГ-6 и отвечает за осадкообразование.

Полученные результаты приведены в табл. 5.

Полученный осадок при использовании 0,1-0,2 моль/л растворов ДЦГ-6 в тетрахло- рэтане, представляющий собой вазелино- образную массу, после промывки его хлороформом исследуют на содержание металлов методом спектроскопии. Результаты анализа осадков на содержание металлов приведены в табл. 6.

Пример 6. Исходный раствор, состав которого приведен в табл. 7, контактируют с экстракционным системами на основе ДЦГ-6 в непрерывном противоточном режиме на установке центробежных экстракторов.

Экстракционная схема включает пять ступеней экстракции, одну ступень промын- ки и шесть ступеней реэкстракции.

Составы и расходы продуктов приведены в табл. 8.

В процессе работы контролируют содержание стронция, бария, свинца и кэль- ция в рафинатах и реэкстратах и растворимость в них компонентов экстракционных систем.

Технологические показатели процесса и растворимость компонентов экстрак.цион- ной системы приведены в табл. 9 и 10 соответственно.

Таким образом, обе экстракционные си- стемы:ДЦГ-6 в смеси спирг-теломср пз и 2.4-диэтилоктэнол и ДЦГ-6 в тетрачлорэти- лене (прототип) обеспечивают извлечение стронция в присутствии свинца, барич и других примесей,концентрировзние стронция и очистку от бария и кальция. Однако в случае использования предлагаемого способа значительно (в 5-10 рлз) снижаемся |.;icтвзримость разбавителя в водных растеоpsx, а также исключается возможность образования осадков, позволяет перерабатывать раствори с высоким (2,5 г/л) содержанием стронция, свинца и бария. Кроме того.использование экстракционной системы ДЦГ-б в смеси спирт-теломер пз + ДЭО по сравнению с прототипом улучшает условия труда и экологическую обстановку окружающей срэды за счет применения ме- нее токсичных соединений.

Предельно-допустимые концентрации (ПДК) компонентов экстракционных систем в воздухе приведены в табл. 11.

Формула изобретения 1. Способ экстракционного извлечения стронция из жидких азотнокислых отходов атомной энергетики, включающий экстракцию стронция раствором дициклогексил-

18-краун-б в органическом рпзбпвителе. промиску экстракта и резкстрлцию стром- цил дистил .-:; тканной содой, о т л и ч a сд и и с к тем, что, с целью снижеии.- потери разбавителя с полными растворами, исключения ВОЗМОЖНОСТИ ОбрЗЗОЕ13НИЯ ОСЛДКОВ П

органической фазе, улучшения условий тру да и экологической обстановки, п качестве органического разбавителя используют смесь 1,1.7-тригидрододекафторгелтанола- 1 и 2,4-диэтилоктанола.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения максимального извлечения стронция при минимальном времени достижения экстракционного равновесия, используют экстрагент, содержащий 0,1-0,2 моль/л дициклогексил-18-краун-о в смеси 60-65 об.% 1,1,7-тригидрододекафторгепта- нола-1 и 35-40 об.% 2,4-диэтилоктанола.

Таблица 1

Изобретение относится к экстракционной технологии извлечения, концентрированна и очистки стронция из азотнокислых растворов и может найти применение для извлечения стронция из жидких отходов атомной энергетики. Способ экстракционного извлечения стронция, включающий j.- стракцию стронция 0,1-0.2 моль/л раствором дициклогексил-18-храун-б в сме-и 60-65 об.% 1,1,7-тригидрсдодекэфторгег. -а- нола-1 и об.% 2,4-диэтилоктанола, промывку экстракта и реэкстракцию стронция дистиллированной водой, позволяет по сравнению с прототипом в 5-10 раз снизить растворимость разбавителя в водных растворах, исключить обоазование осадкой, улучшить условия трудэ-и экологические обстановку при обеспечении максимального извлечения стронций при минимальном времени достижения экстракционного равновесия. 1 з.п.ф-лы, 11 табл. k Л

Таблица 2

Таблица 3

Прототип

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Продукт

Исходный раствор Оборотный экстрагент

Промывной раствор Резкстрагирующий раствор

Прототип

Прототип

Таблица 7

Таблица 8

Расход, мл/ч

Состав

См.табл. 3

0,1 моль/л ДЦГ-6 в разбавителе

Дистиллированная вода То же

Таблица 9

Таблица 10

11

Компонент

ДЦГ-6

Спирт-толомер пз

2,4 -Диэтилоктанол

Прототип

1700GG1

12 Таблица 11

12

20

50

1