Способ извлечения берклия Советский патент 1982 года по МПК C01G56/00 

1

Изобретение относится к области неорганической химии и может быть использовано для извлечения и очистки берклия при получении трансплутониевых элементов (ТПЭ) из облученных тяжелых изотопов плутония, америция, и кюрия, а также для аналитического определения берклия в растворах и образцах, содержащих ТПЭ и продукты деления.

Методы выделения и очистки берклия обычно основаны на экстракции или сорбции Вк в четырехвалентном состоянии. При этом достигается очистка от остальных ТПЭ и большинства продуктов деления, за исключением церия, для отделения которого требуется дополнительная стадия. Известны способы, позволяющие разделять берклий и церий в четырехвалентном состоянии: сорбционный - с использованием анионообменной смолы 1 и экстракционный - с использованием четвертичного аммониевого основания в органическом разбавителе 2.

Прототипом заявляемого способа является способ 3, который заключается в экстракции берклия 0,15 М,раствором ди-2этилгексилфосфорной кислоты в гептане из 10 М раствора азотной кислоты, содержащей окислитель (бромат калия) с последующей реэкстракцией 8 М раствором

азотной кислоты, содерл ащей восстановитель (перекись водорода или др.).

Педостатком этого метода является невозможность отделения от церия, для чего 5 требуется дополнительная стадия.

Целью изобретения является обеспечение возможности отделения от церия одновременно с высокой степенью очистки от остальных примесей.

10 Цель достигается тем, что в способе извлечения берклия из растворов азотной кислоты с концентрацией 8-10 М, включающем окисление берклия до четырехвалентного состояния с последующим контактированием раствора с ди-2-этилгексилфосфорной кислотой, исходный раствор контактируют с ди-2-этилгексилфосфорной кислотой, нанесенной на инертный носитель в весовом соотношении 1 : 500-800.

20 Механизм экстракции Вк (IV) отличается от механизма экстракции других четырехвалентных катионов). Практически это приводит к тому, что с увеличением концентрации азотной кислоты коэффициент

25 расиределения Вк (IV) резко возрастает, тогда как коэффициенты распределения Се (IV) и PU (IV) уменьшаются, а циркония - почти не изменяется. В результате аВк (IV) в концентрированных растворах

30 азотной кислоты (начиная с 8 М) оказывается более чем в 100 раз выше аСе (IV) и других катионов. С другой стороны, низкие зиачеиия аВк (IV) в области малых концентраций HNOa позволяют иснользовать это обстоятельство для реэкстракции берклия и отказаться от применения восстановителя. Эти данные позволяют разработать предлагаемый экстракционно-хроматографический способ селективного извлече)1ия берклия, осуп;ествляемый следующим образом.

В раствор 8-10 М азотиой кислоты, содержащий берклий и другие трансурановые элементы и продукты деления, добавляют бромат калия до концентрации примерно 0,3 М (если в растворе не содержится восстановителей, то окисление проводится при комнатной температуре в течение 5 мин). После этого раствор пропускают через экстракционно-хроматографическую колонку, заполненную мелким порощком (100-200 мещ) фторопласта, гидрофобизированного силикагеля или другого инертного носителя органической фазы, с предварительно нанесенным на него Д2ЭГФК в соотношении: 1 вес. ч. Д2ЭГФК на 500-800 вес. ч. инертного носителя. Затем колонка промывается 8 М азотиой кислотой, содержащей 0,3 М КВгОз (4-10 колоночных объемов). При этом берклий (IV) селективно и количественно сорбируется и удерживается на колонке, а с элюатом полностью вымываются все остальные трансурановые элементы (включая плутоний), редкоземельные элементы, включая церий, и многие другие продукты деления и коррозии, включая цирконий. Смыв берклия с колонки производится разбавленной азотной кислотой (0,5-2 М) без добавления восстановителей, часто мешающих проведению последующих операций с берклием. Очистка полученного таким методом берклия составляет: от трехвалентных ТПЭ и редкоземельных нродуктов деления - более 10°, от церия - не менее 10, от плутония и циркония - более 10. При этом весь процесс экстракционно-хроматографического выделения и очистки берклия осуществляется за одну стадию на одной колонке.

Предлагаемый способ позволяет сократпть в два раза число операций и приносит выигрыщ во времени, оборудовании, расходе реагентов и занимаемой площади, что особенно важно при проведении работ в условиях «горячих камер.

Формула изобретения

Способ извлечения берклия из растворов азотной кислоты с концеЕ1трацпей 8-10 М, включающий окисление берклия до четырехвалеитного состояния с последующим контактированием раствора с ди-2-этилгексилфосфорной кислотой, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности отделения от церия, исходный раствор контактируют с ди-2-этилгексилфосфорной кислотой, нанесенной на инертный носитель в весовом соотнощении 1 : 500-800.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мооге F. L. Anal. Chem., 39, 1874 (1967).

2.Moore F. L. Anal. Chem., 41, 1658 (1969).

3.Peppard D. P., et al. J. Inorg. Nud. Chem., 4, 344 (1957) (прототип).