Способ извлечения стронция из водных растворов Советский патент 1985 года по МПК B01D13/02 C01F11/00 

;о кэ

Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к способам Извлечения соединений эле.ктродиализом.

Известен способ извлечения стронци из водных растворов,по которому раствор, содержащий стронций, обрабатывают избытком (20-40%) слабощелочного комплексообразователя и доводят рН до 3,5-5, затем раствор пропускают через слой катионита в медной форме, затем смолу промывают Oj1 моль/л раствором N-оксиэтилендиаминтетрауксусной кислоты, 5 моль/л раствором NH)NOi и 3-8 моль/л раствором HNO, При этом стронций удаляется в раствор реэкстрагента. Степень .извлечения стронция не превышает 70% l .

Известен способ извлечения строиция из водных растворов путем экстракции с использованием экстрагента класса алкилфосфорн 1х соединений 2J „

Недостатками способа - прототипа является сложность и многостадийностЪ процесса извлечения стронция, строгое соблюдение рН исходных растворов, недостаточная полнота извлечения стронция (не вьше 80% ) и недостаточная чистота конечного продукта по отношению к органическим примесям

Целью изобретения является увеличение степени извлечения стронция, ускорение и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается в способе извлечения стронция из йодных растворов путем экстракции, причем экстракцию ведут путем электродиализ с использованием жидкой мембраны, со держащей изооктиловьй эфир метнлфосфо новой кислоты, таннин и изоамиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Изооктиловый эфир

метилфосфоновой .

кислоты25-70

Таннин0,1-3

Изоамиловый спчрт Остальное в качестве анолита используют водный раствор стронция, а в качестве католита - раствор серной кислоты концентрацией 0,01-0,001 моль/л„

Извлечение стронция из растворов ведут следующим образом В анодное пространство злектродиализатора помещают исходный раствор,сод«.ржащий стронций, в катодное пространство помещают раствор реэкстрагента 10 -10 моль/л серной кислоты Межд ними помещают жидкую мембрану состава, мас,%: ИЗООКТИЛОВЫЙ эфир метилфосфоновой кислоты 25-75, таннин Ojl-3,0, остальное - изоамиловый спирт. Кидкую мембрану с двух сторо ограничивают полупроницаемыми перегродками из целлофанао Процесс ведут при плотности тока Ю-ЗО мА/см, в качестве катода и анода используют пластины платинированного титана

При наложении на систему постоянного электрического тока катионы стронция путем электромиграции через полупроницаемую перегородку с последующей жидкостной экстракцией в электрическом поле поступают в жидкую мембрану, далее путем диффузии и электромиграции катионы стронция поступают к границе жидкая мембрана - раствор реэкстрагента в катодной камере и с учетом состава реэкстрагента происходит реэкстракция стронция.

Приме р.Извлечение стронция из водного раствора. 0,1 л водного раствора с рН 1, содержащего 0,250 мг стронция и 18,5 г посторонних примесей (кальций, магний, железо,калий, хлоридионы), помещают в анодную камеру электродиализатора В катодную камеру помещают 0,05 л 0,01 моль/л серной кислоты. В камеру заливают жидкую мембрану состава, маСо%: изооктиловый эфир метилфосфоновой кислоты 75, таннин в изоамиловом спирте 3,0о После 30 мин электродиализа при плотности тока 20 мА/см в анодной камере остаются следы стронция, степень извлчения стронция составляет 99,9%.

Оптимальное содержание.изооктилового эфира метилфосфоновой кислоты (25-75%) было найдено экспериментальным путем. Снижение концентра1ДИИ экстрагента ниже 25% приводит к резкому снижению (на 28-42%) ионной емкости жидкой мембраны по отношению к стронцию, что приводит как к снижению степени извлечения стронция, так и к снижению проиводительности всего процесса. Верхний предел концентрации экстрагента около 75% обусловлен пределом его растворимости в жидкой мембране (вьше 75% в жидкой мембране образуся новая фаза, приводящая к резкому

увеличению ее омического сопротивления) о Добавление в жидкую мембрану, содержащую изоамиловый спи.рт и изооктштовый эфир метилфосфоновой кислоты, таннина связано с обнаруженным впервые синергетическим эффектом извлечения стронция, когда эффект и степень извлечения стронция увеличиваются при совместном присутствии этих реагентов в жидкой мембране. Синергетический эффект проявляется начиная с концентрации тан-т Нина, равной 0,1-3%, выше этого значения таннин в жидкой мембране не растворяется.

В табл.1 приведены данные, доказывающие, что вне указанных пределов изоамилового спирта и изооктиЭкспериментальные данные по способу извлечения

стронция из водных растворов (условия примера)

лового эфира метилфосфоновой кислоты степень извлечения стронция падает.

Высокий процент извлечения стронция из водных растворов достигается только в том случае, если в качестве католита используется раствор серной кислоты концентрации 0,010,001 моль/л.

Для сравнения эффективности предлагаемого способа с известньот бьши проведены сравнительные эксперименты по извлечению стронция,результаты которых приведены в табл.2

Таким образом, проведение процесса по предлагаемому способу протекает в одну стад1по достаточно быстро, стоимость удаления 1 г стронция из жидких радиоактивных стоков по затратам электроэнергии составляет 0,112 коп.

Таблица 1

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СТРОНЦИЯ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ путем экстракции отличающийся тем, что, с целью увеличения степени извлечения стронция, ускорения и зшрощения процесса, экстракцию ведут путем электродиалиэа с использованием жидкой мембраны, содержащей изооктиловый эфир метилфосфоновой кислоты, таинин и изоамиловый спирт при следующем соотношении компонентов,мас„%: Изооктиловый эфир метилфосфоновой кислоты 25-75 Таниин0,1-3 Изоамиловый спирт Остальное в качестве анолита используют водный (Л раствор стронция, а в сачестве католита - раствор серной кислоты концентрацией 0,01-0,001 моль/л.

20 RKf3 таннин, 77

20 изоамиловый спирт

80 RK,3 таннин, 17 RK 30

100

67,3 изооктиловый эфир метилфосфоновой кислоты. „Таблица2 Качественные и количественные показатели процесса извлечения стронция (условия примера)