Способ извлечения актинидов Советский патент 1982 года по МПК B01D11/04 C01G43/00 C01G56/00 

Эта цель достигается тем, что извлечение актинидов из азотнокислых растворов проводят экстракцией индивидуальными эфирами фосфорной кислоты с числом углеродных атомов 14-21, содержащими от одной до трех разветвленных углеводородных цепочек при числе углеродных атомов в одном радикале не менее четырех, или их смесями в разбавителе с последующей промывкой и реэкстракцией. Предпочтительно экстракцию проводить 5-40%-ными растворами изобутилдиизоамилфосфата (иБДиАФ), диизоб тилизооктилфосфата (ДиБиОФ), триизогексилфосфата (ТиГФ). Использование в качестве экстрагентов эфиров с числом углеродных атомов менее 14 приводит к образованию третьей фазы и значительной растворимости в воде (например, при растворимость составляет 150 мг/л, тогда как при - около 40 мг/л, т. е. в 10 раз меньше, чем для ТБФ и ТиБФ). При увеличении длин углеводородных цепочек свыше SC 21 затрудняется отмывка образующихся в процессе экстракции продуктов гидролиза - диалкилфосфорных кислот (например, при использовании триизооктилфосфата образующиеся при экстракции примеси диизооктилфосфорной кислоты за одну промывку отмываются менее чем на 3%). Радикалы, содержащие менее четырех атомов углерода, повышают растворимость экстрагентов в воде. Разветвленная структура позволяет по высить химическую и радиационную стой кость экстрагентов, снижая скорость гидролиза на 30-45% и радиолиза на 15-20%. Применение смесей экстрагентов позволяет упростить синтез разноцепочечных эфиров, используя в качестве сьфья смеси спиртов. Процесс осуществляется следуюищм образом. Водный раствор, содержащий актиниды, подвергают противоточной экстракции раствором эфира фосфорной кислоты в разбавителе. Полнота извлечения актинидов достигается благодаря многократному противоточному контакту. Полученную органическую фазу (экстракт), содержащую актиниды, промывают на нескольких ступенях раствором кислоты с целью удаления продуктов деления и других нежелательных примесей. Промывка может быть одно- или многосекциоиной. Отмытый экстракт контактируют с водным восстановительным раствором с целью отделения плутония и нептуния от урана; перешедший при этом в водную фазу уран извлекается на нескольких ступенях дополнительным потоком экстрагента, присоединяемым к экстракту. Далее органический раствор поступает иа многоступенчатую противоточную реэкстракцию урана, проводящуюся подкисленной водой, а водный раствор направляется на разделение, очистку и выделение плутония и нептуния. Освобожденный от урана экстрагент промывают содой, водой и кислотой и вновь направляют на экстракцию. Пример. Осуществляют многоступенчатую экстракцию нитратов уранила и плутония 1,09М. растворами иБДиАФ, триизоамилфосфата (ТиАФ), ТиГФ и смеси ТиАФ : : иБДиАФ (1:1)- в предельных углеводородах, а также (для сравнения) ТБФ с последующей промывкой. Кислотность водного раствора составляет ЗМ. Число экстракционных ступеней равно пяти, промывных - трем. Исходная концентрация урана составляет 300 г/л, плутония - 300 мг/л. Отношение потоков экстрагента и исходного О : В 3,3; в промывной секции 0:В 10. Опыты осуществляются путем имитации противотока по Альдерсу. Полученные результаты даны в табл. 1. Таблица 1

Проводят четырехступенчатую реэкстракщию урана из полученной органической фазы подкисленной (до 0.05М) водой при соотношении потоков 1:1 и температуре 30° С. Результаты приведены в табл. 2.

Таблица 2