Способ очистки америция от кюрия Советский патент 1992 года по МПК C01G56/00 

Изобретение относится к радиохимии и может быть использовано в препаративной химии, в технологии разделения Am и Cm.

Известен способ очистки америция от кюрия путем окисления америция в растворе карбоната калия персульфатом калия, взятом в количестве (1,6-2,7) по отношению к карбонату калия при нагревании, выдержки раствора при комнатной температуре и отделении кюрийсодержащего осадка от америцийсодержащего раствора.

Недостатком способа является низкий выход америция 80,5-89% при высокой степени очистки его от кюрия. Наиболее близким аналогом, совпадающим с заявляемым изобретением по наибольшему количеству существенных признаков является способ, включающий в себя следующие операции:

окисление Am (III) до Am (V) персульфатом аммония в 3-5 моль/л и осаждение ДКАК:

отделение осадка ДКАК от маточного раствора;

контактирование осадка ДКАК с 0,5-0,7 моль/л раствором К2СОз при температуре не менее 80°С с последующим удалением жидкой фазы.

Данный способ позволяет достичь коэффициентов очистки Аш от Cm 20-25. Например, из смеси с содержанием Cm 17-18 % можно выделить америций, содержащий 0,8-1 %.

Недостаток прототипа - низкие коэффициента очистки америция от кюрия.

Целью изобретения является увеличение степени очистки.

Поставленная цель достигается тем, что Am (III) окисляют до Am (V) персульфатом аммония в 3-5 моль/л КаСОз, отделяют осадок от маточного раствора; контактируют осадок ДКАК при нагревании с раствором К2С204 в течение не менее 15 мин; отделяют осадок от жидкой фазы.

При окислении Am (ill) до Am (V) последНИИ образует малорастворимое соединение ДКАК и выделяется в осадок. Кюрий при этом остается в маточном растворе в виде

карбонатного комплекса. Часть кюрия захватывается осадком ДКАК и остается в твердой фазе. Причин загрязнения осадка ДКАК кюрием может быть несколько; окклюзия маточного раствора, адсорбция ионов Сгп на поверхности осадка, образование химического соединения с Am (V).

Для удаления Cm загрязненный осадок ДКАК контактируют с разбавленным раствором осадителя или с другой жидкой фазой. Новым существенным признаком по сравнению с прототипом является контактирование осадка с горячим раствором К2С20 в течение не менее 15 мин.

Кюрий, остающийся в осадке ДКАК, после его обработки раствором К2СОз по способу-прототипу, находится предположительно в химически связанном состоянии в воде соединения с Am (V), устойчивого в карбонатной среде. При контактировании твердой фазы с горячим раствором К2С204 в течение 15 мин, ДКАК остается неименным, а Cm переходит в раствор в виде растворимого оксалатного комплекса. Вероятно, при этом происходит разрушение предлагаемого соединения с Am (V).

В предлагаемом решении оксалат калия используется не для осаждения трехвалентных актиноидов, в данном случав кюрия, а напротив - для их растворения. Напомним, что оптимальный для осаждения кюрия равен рН 1-2, а рН 1 моль/л раствора К2С204 равен 7-8. В этих условиях растворимость кюрия, составляющая 5-10 ммоль/л, вполне достаточна для обеспечения хорошего отделения кюрия от америция.

П р и м 6 р 1, Из карбонатных растворов, содержащих 25 мг Cm и 25 мг Am, осаждают при нагревании ДКАК, отделяют от маточного раствора, контактируют с раствором оксалата калия, отделяют осадок от раствора.

Известно, что чем выше концентрация комплексообразователя в растворе, тем выше растворяющая способность раствора.

В данном случае, поскольку содержание Cm в Am составляет после осаждения ДКАК 2--3 % в применении крепких растворов комплексообразователя нет необходимости.

В табл. 1 показано влияние концентрации оксалата калия на эффективность очистки америция от К10рия.

Как видно из данных табл. 1, максимальная очистка Am от Cm достигается при применении растворов К2С204 концентрацией более 0,3 моль/л.

0 Влияние времени контактирования 0,5 моль/л раствора КаСаО с осадком ДКАК на эффективность очистки Am от Cm представлено в табл.2.

Как видно из табл. 2 наибольшая эффективность очистки Am от Cm достигается при времени контактирования в 15 мин. При дальнейшем увеличении время контактирования осадка ДКАК с 0,5 моль/л раствором КаСаО коэффициент очистки Am от Cm не

0 изменяется.

П р и м е р 2. Из карбонатных растворов, содержащих 25 мг Am и различные количества Cm, осаждают при нагревании ДКАК, отделяют осадок от маточного раствора.

5 Часть осадка контактируют 2 раза с 6 мл 0,5 моль/л раствора КаСОз при 100°С (по прототипу), другую часть - с б мл 1 моль/л раствора оксалата калия при90-120°С. Время каждого контакта 30 мин.

0 Результаты сравнения приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, применение предлагаемого способа позволяет снизить остаточное содержание Cm в Am о 8-10 раз.

Формула изобретения Способ очистки америци;я от кюрия, включающий обработку исходного карбонатного раствора раствором пероксиди0 сульфата аммония, отделение полученного америцийсодержащего осадка от кюрийсодержащего раствора и промывку америцийсодержащего осадка раствором соединения калия, отличающийся тем, что, с целью

5 повышения степени очистки, в качестве соединения калия используют оксалат калия с концентрацией не менее 0,3 моль/л и промывку ведут в течение не менее 15 мин.

Таблица 1

Использование: радиохимия, препаративная химия, технология разделения америция и кюрия. Сущность изобретения; из карбонатных растворов, содержащий 25 мг америция и 25 мг кюрия, осаждают при нагревании двойной карбонат америция с калием. Осадок 'отделяют от раствора и контактируют с раствором оксалата калия с концентрацией 0,5 моль/л в течение 20 мин. Коэффициент очистки америция от кюрия 275, выход америция 93%. 3 табл.

Таблица 2

Таблица 3