Способ разделения изотопов магния

 

Изобретение относится к разделению стабильных изотопов методом химического изотопного обмена в экстракционных системах на основе краун-соединений. С целью повышения коэффициента разделения изотопов магния и концентрации магния в органической фазе, процесс проводят в химобменной системе: водный раствор роданида магния - раствор комплекса роданида магния с бензо-15-краун-5 вхлористом метилене. Концентрация магния в водном растворе составляет 1,0-2,2 моль/л, а краунэфира в хлористом метилене 1,2 - 1,6 моль/л. Коэффициент разделения изотопов магния составляет 1,0044 (для масс 24 и 26), в органической фазе достигаются концентрации магния 0,30 - 0,54 моль/л. При реализации процесса в варианте экстракционной хроматографии получены степени разделения изотопов 1,31 - 1,39 1 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s В 01 D 59/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4832542/26 (22) 31.05.90 (46) 15.09.92. Бюл, ¹ 34 (71) Институт общей и неорганической химии им. Н,С.Курнакова (72) А.B Ëåâêèí, В.В.Басманов, С.B.Äåìèí и

А.Ю. Цивадзе (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1673176, кл, В 01 D 59/22, 07.09.89, (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ

МАГНИЯ (57) Изобретение относится к разделению. стабильных изотопов методом химического изотопного обмена в экстракционных системах на основе краун-соединений. С целью

Изобретение относится к разделению стабильных изотопов химическим обменом в экстракционных системах и может быть использовано для получения препаратов, обогащенных стабильными изотопами магния с массовыми числами 24, 25 и 26.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ разделения изотопов магния, при котором контактируют раствор соли магния, фиксированный на инертном носителе, и вторая жидкая фаза, при этом в качестве раствора соли магния используют раствор роданида магния концентрацией 1,0—

2,2 моль/л, а в качестве второй фазы используют раствор комплекса роданида магния с бензо-15-краун-5 в хлороформе, содержащий 1,2-1,6 моль/л краун-эфира.

Получены степени разделения изотопов магния Q(24 Mg/26Mg) = 1,19 — 1,27,, ЫЛ,„, 1761237 А1 повышения коэффициента разделения изотопов магния и концентрации магния в органической фазе, процесс проводят в химобменной системе: водный раствор роданида магния — раствор комплекса роданида магния с бензо-15-краун-5 вхлористом метилене. Концентрация магния в водном растворе составляет 1,0 — 2,2 моль/л, а краунэфира в хлористом метилене 1,2 — 1,6 моль/л.

Коэффициент разделения изотопов магния составляет 1,0044 (для масс 24 и 26), в органической фазе достигаются концентрации магния 0,30 — 0,54 моль/л. При реализации процесса в варианте экстракционной хроматографии получены степени разделения изотопов 1,31 — 1,39, 1 табл.

Недостатками способа являются невысокое значение коэффициента разделения изотопов а в данной системе, составляющее 1,0033 для масс 24 и 26, и, как следствие, невысокое значение степени разделения изотопов, незначительные концентрации магния в органической фазе, составляющие 0,09 — 0,27 моль/л, что не позволяет реализовать существенные материальные потоки в разделительном каскаде и имеет следствием низкую производительность процесса.

Целью предполагаемого изобретения является повышение коэффициента разделения изотопов магния и концентрации магния в органической фазе.

Указанная цель достигается тем, что контактируют водный раствор роданида магния с концентрацией 1,0 — 2,2 моль/л и раствор комплекса роданида магния с бен1761237 зо-15-краун-5 в хлористом метилене, содержащий 1,2 — 1,6 моль/л краун-эфира.

Отличительным признаком предлагаемого способа является использование в качестве органического растворителя хлористого метилена, Несмотря на химическое подобие

СНС!з и CHzClz, эти растворители в процессах экстракции проявляют существенные различия, например, экстракция натрия из пикратных растворов 15-краун-5 (0,01 моль/л) в CH2Clz протекает количественно, в то время как в СНС!з экстрагируется только 60;4 натрия.

Химобменная система Mg(SCN)z(ag)бензо-15-краун-5 (CH@Clz) характеризуется величиной и(Mg/ Mg) = 1,0044, что существенно превышает значение а в способе-прототипе, в котором а= 1,0033.

Концентрация магния в органической фазе составляет 0,30 — 0,54 моль/л (см, примеры), что в 1,5- 2 раза выше, чем в способе-прототипе.

Концентрационные пределы обусловлены теми же факторами, что и в способе-прототипе. При концентрациях ниже указанных интервалов значительно уменьшается содержание магния в органической фазе и, следовател ьно, и роизводител ьн ость fl pQцесса, а также возрастает его длительность.

Выше указанных концентрационных интервалов образуется твердая фаза.

Пример 1, Разделение ведут при 20 С в стеклянной колонне высотой 250 см и внутренним диаметром 0,77 см, которая заполнена силикагелем (100 — 250 мкм). Сили* образование твердой фазы кагель насыщают водой, после чего снизу в колонну подают раствор комплекса роданида магния с бензо-15-краун-5 в хлористом метилене, содержащий 1,6 моль/л краун5 эфира, предварительно уравновешенный с водным раствором роданида магния концентрацией 2,2 моль/л. При контакте органического раствора с водой происходит обращение потоков за счет реэкстракции, 10 формируется переходная зона, на передней гоанице которой концентрируется изотоп Mg. По выходе из колонны зону

4 изотопного обогащения подвергают фракционному отбору и масс — спектрометриче15 скомуанализу. Получено значение Q = 1,34 (для масс 24 и 26). Коэффициент разделения а(Мя/ Мд) = 1,0044, концентрация магния в органической фазе 0,54 моль/л.

Пример ы 2 — 14. Проводят аналогично

20 примеру 1, используя разные концентрации водного раствора роданида магния и его комплекса с краун-эфиром. Данные сведены в таблицу.

Формула изобретения

25 Способ разделения изотопов магния методом химического изотопного обмена между водным раствором роданида магния концентрацией 1,0 — 2,2 моль/л и раствором комплекса роданида магния с бензо-15-кра30 ун-5 в органическом растворителе, содержащем 1,2 — 1,6 моль/л краун-эфира, о тл и ч,а ю шийся тем, что, с целью повышения коэффициента разделения изотопов магния и концентрации магния в органиче35 ской фазе, в качестве органического растворителя используют хлористый метилен.