Способ получения четырехвалентных америция и кюрия в водных растворах Советский патент 1977 года по МПК C01G56/00 

Изобретение относится к технике получения трансурановых элементов и может быть использовано для выделения их в чистом виде.

Сложность процесса выделения трансурановых элементов в виде индивидуальных соединений, где элемент имеет ту или другую степень окисления, состоит из нестабильности ряда степеней окисления; известно, что четырехвалентные америций и кюрий являются сильными окислителями и не могут существовать в водных растворах в виде ионов .

Таким образом, процесс получения четырехвалентных америция и кюрия должен включать стабилизацию с помощью реагентов, образующих прочные комплексы с четырехзарядными катионами.

Известен способ получения америция (IV) с помощью оксалат-ионов 1. Недостаток способа состоит в том, что полученная таким образом валентная форма америция (IV) быстро диспропорционирует на америций (III) и (V).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения четырехвалентных америция и кюрия в водных растворах путем окисления их трехвалентных форм гипохлоритом в щелочной среде с последующей стабилизацией фторидом аммония (15М) 2.

К недостаткам этого способа относится агрессивность среды и низкая стабильность полученных соединений.

Для иовыщения стабильности полученных соединений и снижения агрессивности среды

в известном способе получения четырехвалентный америция и кюрия в водных растворах путем окисления их трехвалентных форм, в качестве стаоилизатора используют соли ненасыщенных фосфорьольфрамовых кислот и

процесс ведут при мольном соотношении америция или кюрия и стабилизатора, равном 1:2-1 : iU. Предпочтительно, в качестве стабилизатора используют Kri WiiOag-ПНаО или

lVloi 2Wi7O61-7H2O.

Устойчивость америция (IV) и кюрия (IV), стабилизированных предложенным способом, зависит or удельной активности растворов. Четырехвалентный америций (изотоп-243 с иримесью 6 вес. % изотопа-241) за счет радиолитических эффектов восстанавливается до трехвалентного состояния со скоростью 2-37оУсут. Кюрий (iV) (изотоп-244) восстанавливается полностью за 90 мин, причем реакция имеет нулевой порядок по металлу.

Пример 1. К 3,6-10-4 раствору америция (III) (рН 3-5) добавляют насыщенный раствор KioP2Wi.7O6i-7H2O из расчета 7,210- моля на образование комплекса М : адденд 1 : 2 и избыток Ю- моля сверх стехиометрического количества. Затем добавляют

0,15-0,20 моля персульфата калия и реакционную смесь выдерживают в течение 10 мин при температуре 90°С. Цвет раствора изменяется от светло-желтого до оранжево-красного. Четырехвалентный америций определяют спектрофотометрическим титрованием нептунием (V). (Нептуний (V) быстро и количественно окисляется америцием (IV) до шестивалентного). Выход составляет практически 100%.

Пример 2. 5-10 М раствор кюрия (IV) готовят так же, как в случае америция в примере 1. Раствор кюрия (IV) имеет красновишневую окраску. Контроль за процессом окисления кюрия осуш,ествляют спектрофотометрически. Выход кюрия (IV) составляет практически 100%.

Способ стабилизации неустойчивых четырехвалентных состояний америция и кюрия может быть использован для стабилизации также неустойчивых четырехвалентных состояний некоторых лантанидных элементов (тербия и празеодима).

Пример 3. Для окисления берут 3-10- М раствор тербия (IV). Порядок сливания реагентов такой, как в примерах 1 и 2. Окисление проводят при 90°С в течение 10 мин (продолжительность реакции окисления резко зависит от температуры). Раствор тербия (IV) имеет красно-коричневую окраску. Выход тербия (IV), определенный спектрофотометрическим титрованием раствором оксалата натрия, составляет 85-95%.

Формула изобретения

1.Способ получения четырехвалентных америция и кюрия в водных растворах путем окисления их трехвалентных форм с введением стабилизатора, отличаюшийся тем, что, с целью повышения стабильности полученных соединений и снижения агрессивности среды, в качестве стабилизатора используют соли ненасыш,енных фосфорвольфрамовых кислот и процесс ведут при мольном соотношении америция или кюрия и стабилизатора равном 1 : : 10.

2.Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что в качестве стабилизатора используют

KyPWuOsg-llHzO.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве стабилизатора используют

KloP2W,7061-7H20.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Аналитическая химия трансплутониевых элементов. Изд. «Наука, М., 1972, стр. 70, 71.

2.L. В. Asprey, R. А. Penneman, J. am, chem. Soc., 83, 2200 (1961).