Способ извлечения берклия (1у) из растворов минеральных кислот

 

1.СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЕРКЛИЯ . (IV)H3 РАСТВОРОВ МИНЕРАЛЬНЫХ КИСЛОТ окислением берклия (III)c последующей экстракцией растворами высокомолеку:лярных аминов, отличающийс я тем, что, с целью снижения расхода экстрагента, в исходный раствор вводят фосфорвольфрамат калия. 2. Способ по П.1, о т л и ч a ю щ и и с я тем, что фосфорвольфрамат. калия берут в количестве не менее 2 моль на 1 моль берклия.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COINMNО

РЕСПУБЛИН

gag G 01 С 56/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3333382/23-26 (22) 31. 08. 81 (46) 30. 06. 84, Бюл. М 24 (72) М.С. Милюкова, Д.А. Маликов, Б.Ф. Иясоедов и Е.В. Кузовкийа . (71) Ордена Ленина институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (53) 546.799.7(088.8) (56) 1. Милюкова И.С., Мясоедов Б.Ф.

Зкстракция берклия (IU) и церия (IV) триалкиламинами из растворов азот ной кислоты. Радиохимия, т. 20. Н- 3, 1976, с. 378"384.

2. Милюкова М.С., Маликов Д.А., Мясоедов Б.Ф. Экстракция четырехвалентных берклия. и церия четвертичной аимониевой солью аликват-336-SNO .

Радиохимия, т. 22, И 3, 1980, 352-357,,„SU„„1028009 Д (54) (57) 1.СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЕРКЛИЯ (IU) ИЗ РАСТВОРОВ МИБЕРАПЬНЫХ КИСЛОТ окислением берклия (II I) с последующей экстракцией раствораии высокомолекулярных аминов, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью снижения расхода экстрагента, в исходный раствор вводят фосфорвольфраиат калия.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся теи, что фосфорвольфрамат.. калия берут в кэличестве не менее

2 моль на 1 моль берклия. 1028009 2 коземельных элементов, а также некоторых осколочных эгементов. Эффективность извлечения берклия (ЕЧ) 0,4 М

ТОА в СС14 из растворов 10 М HNO u

30%-ным раствором Аликвата-336-S-NO

3 в CCl из 12 М HNO за одну ступень экстракции составляет 95 .

К недостаткам известного способа можно отнести значительный расход экстрагента за счет необходимости использования высоких концентраций его (до 30% и вьппе), что .объясняется жесткими условиями окисления, которые не позволяют, в свою очередь, использовать в качестве экстрагентов первичных и вторичных алкиламинов. Кроме того, необходимо проводить дополнительную очистку берклия от хрома, который сопутствует берклию на всех стадиях экстракции и реэкстракции.

Целью изобретения является снижение расхода экстраген а.

Поставленная цель достигается тем, что при извлечении берклия.(IV) из растворов минеральных кислот путем окисления берклия (III) и экстракции растворами высокомолекулярных аминов, в исходный раствор вводят фосфорвольф рамат калия (ФВК).

Обычно ФВК берут в количестве .не менее 2 моль на 1 моль берклия.

Сущность способа заключается в том, что азотнокислые и сернокислые растворы берклия, окисленного 0,5 М броматом калия, в присутствии

К@Р, Vä06 (ФВК) после 15 минутной выдержки встряхивают в течение 3 мин с равным объемом алкиламина. ФВК повышает устойчивость берклия (IV) и

40 образует с ним комплекс, количественно экстрагирующийся аминами. Наилучшими из исследуемых нами растворителей, B которых экстракционная способность амина максимальна, является хлофЯ роформ для н-дециламина, дихлорэтандля н-диоктиламина и четыреххлористый углерод — для н-триоктиламина и аликвата-336-S-МОз . Экстракционное равновесие устанавливается менее, чем ва

3 мин.

Изобретение относится к химии радиоактивных элементов, в частности к экстракционному извлечению четырехвалентного берклия, и может быть ис пользовано .для его выделения и очистки от трехвалентных трансплутониевых редкоземельных и осколочных элементов

Известен способ экстракционного выделения берклия (IU) из растворов азотной кислоты растворами триоктиламина в четыреххлористом углероде, содержащих в качестве окислителя бихромат калия f 1

Недостатком указанного способа является необходимость использования высоких концентраций экстрагента (до 20 и вьппе). Более того, поскольку экстракция идет в жестких условиях окисления, многократное использование экстрагента невозможно.

Из известных способов экстракционного извлечения берклия (IV) наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения берклия (IV) из растворов минеральных кислот окислением берклия (III) с последующей экстракцией высокомолекулярными аминамн,в качестве которых используют третичные амины и четвертичные аммониевпе основания Г2)..

Согласно этому способу извлечение берклия (IV) осуществляют ЗО -ными растворами аликвата-336-S-NO> в СС1 или дихлорэтане из 10-12 N НЮ . В ка честве окислителя исполь уют 0,2 М раствор бихромата калия в азотной кислоте. При использовании других окислителей, например KBrOЗ, смесь

AgN05 и (NH4)2 S20g, эффектйвность извлечения берклия (IV) в этой экстракционной системе существенно снижается за счет восстановления берклия (IV) до берклия (III) при контакте с амином. Высокая эффективность экстракции берклия при использовании в качестве окислителя бихромата калия объясняется тем, что бихромат-ионы сами экстрагируются аминами и тем самым стабилизируют высшее валентное состояние берклия в органической фазе.

I.ñïoëüçîâàíèå в качестве окислителя бихромата калия позволяет использовать третичные алкиламины и соли четвертичных аммониевых оснований для экстракционного выделения и отделения четырехвалентного берклия ат трехвалентных трансплутониевых и редПри экстракции весовых ксщрФчеств берклия в растворе необходимо иметь не менее, чем двухкратный избыток ФВК по отношению к металлу, так как установлено, что берклий (IV) образует с

ФВК комплекс состава 1:2. о

Дециламин количественно экстрагирует берклий (ЕЧ) в более широком о

102

I

249 241 243 144 152- 154 137 106 90

Вк Аш Cm Се Еи Сз Ви $г (IV) (IV) Элемент Экстракция.

1,7 98,0 0,6 0,7 5,2

99,9 1,4 э интервале концентраций азотной кислоты (0,5-6 М HNO ), чем диоктиламин, триоктиламин (0,5-1 И НИО,) и аликват-336-Я-ФО, (О, 1-2 МНМО, ) .

Вторичные и третичные амины, а также сульфаты четвертичных аммониевых оснований количественно извлекают берклий, окисленный броматом калия в присутствии ФВК, из растворов серной кислоты. Первичные амины неэффек-1р тивно экстрагируют берклий, окисленный броматом калия в серной кислоте в присутствии ФВК, и не могут использоваться для экстракционного извлече ния берклия из сернокислых растворов,15 содержащих ФВК.

Минимальная концентрация амина, при которой наблюдается количественное извлечение берклия (IV) зависит от концентрации ФВК в водной фазе.

Чем выше концентрация ФВК, тем большая концентрация амина необходима для количественного извлечения берклия.

Количественная реэкстракция берк- 25 лия из органической фазы осуществляется 12-16 М раствором HJVO, .

Приведенные ниже примеры иллюстрируют экстракцию берклия (IV) и некоторых ТПЭ, РЗЭ.и осколочных элементов различными аминами из растворов азотной и серной кислот, содержащих в качестве окислителя 0,5 М

KBrO и 4 10 М ФВК. Растворы перед экстракцией выдерживают в течение

15 мин. Время контакта фаз при экстракции составляет 3 мин.

Пример 4. Экстракция из раствора 1 M HNO, содержащего 0,5 М

КВЮ и 4° . 10- И ФВК.

Экстрагируют Вк.-249, Аш-241, Сш-243, Еи-152-154, Cs-137, Ru-106, и Sr-90 из раствора 1 И HNO>, содер8009 4

Пример 1. Экстракция Br(IV) из растворов НМО, .

Экстрагируют Br(IV) из растворов

0,1; 1,2; 3, 4, 5, 6 М НЙО,, содержащих 0,5 KBrO и 4.10 И фосфорвольфрамат калия, ЗЖ-ным раствором н-дециламина в хлороформе при соотношении водной и органической фаз 1:1 в течение 3 мин. Радиометрическим методом установлено, что во всех случаях берклий (IV) экстрагируется на

99, 97..

Пример 2. Экстракция Ba(IV) з растворов Н ЯО, Экстрагируют Вк (IV) из растворов

0,5, 1, 2, 3, 4 М Н ЯО+, содержащих

0,5 М KBr03 и 4 10 5М фосфорвольфрамат калия, ЗЖ-ным раствором й-диоктиламина в дихлорэтане при соотношении водной и органической фаз 1:1 в течение 3 мин °

Радиометрическим методом установ" лено, что во всех случаях .Вк (IV) экстрагируется на > 99,97.

Пример 3. Экстракция из раствора 6 M HNO>, содержащего 0,5 М КВгО и 4 10 И ФВК.

Экстрагируют Вк-249, Am-241

Cm-24З, Се-144, Еи-152-154, (;s-137, Ru-106 и Sr-90 иэ раствора 6 М HNO

" Э содержащего 0,5 M KBrO и 4- 10 М ФВК 3%-ным раствором Н-дециламина в хлороформе при соотношении водной и органической фаз 1: 1 в течение 3 мин.

Содержание элементов в водной и орга нической фазах определено радиометрически. жащего 0,5 И KBr0 и 4-10 5М ФВК, 20Х-ным три-н-октйламином в СС1 при .

4 соотношении водной и органической фаз

1:1 в течение 3 мин. Содержание эле-, ментов в водной и органической фазах определено радиометрическш.

1028009

249 241 243 144 . 152-154 .137 106 90

Вк Аш m Се .Eu, Cs Ru Sr (EU) (EV) Элемент

4 ,. Экстракция, Ж

99 8 0 4 1 4 81 ф

0,6

0,2 4,2 0,3

249 241 243 144 152-154

Вк Аш Ст Се и (IU) (IV) С К

Сз Ки Бг

Элемент

Экстракция, %

43, 0,2

0,3 6,0 0,3

0,4 0,5

99,8

Составитель

Редактор П. Горькова Техред Т.Фанта Корректор А. Ильин

Заказ 4039/4 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 5. Экстракция из раствора 1 M HNO>, содержащего 0,5 M

KHr0 и 4 10 5Ì ФВК.

Эк стра гируют Вк-249, Am-24 1, Cm-243, Еи-152-154, Cs-137, Ru-106 и Sr-90 из раствора 1 М НИО, содержащего

0,5 М KBrO и 4- 10 М ФВК, 5Х-ным

H p и м е р 6. Реэкстрация.

Органическую фазу, содержащую берклий (примеры 1-6), обрабатывают в, течение 3 мнн равным объемом 12-

16 M HNO>. Радиометрическим методом 35 доказано, что Вк реэкстрагируется количественно. раствором Аликвата-336-S-NO. в CCE+ при соотношении водной и органической фаз 1: 1 в течение 3 мин.

Содержание элементов в водной и ,органической фазах определено радиометрически

Технико-экономический эффект спо соба заключается в снижении расхода реагента, расширении рабочего диапа зона концентрации кислоты и ассорти-, мента экстрагентов, а также в упро-. щении процесса реэкстракции.