Способ экстракционного извлечения цезия

 

Использование: для извлечения цезия как в технологических, так и в аналитических целях. Сущность изобретения: в качестве бензозамещенного краун-эфира используют бис-(мета,мета -дифенилфосфинил)-дибензо-21-краун-7. В органическую фазу дополнительно вводят дициклогексил- 18-краун-6. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740485/26 (22) 27.09.89 (46) 15,10.92, Бюл. № 38 (72) И.B. Смирнов, В.А. Бабаин, А.И. Бардов, Л.Н. Марковский, В.И. Кальченко и Л,И,Атамась (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1695547, кл, В 01 D 11/04, С 01 F 17/00, 1988.

Предлагаемое изобретение относится к области экстракционной технологии и может быть использовано для извлечения цезия как в технологических, так и в аналитических целях.

Известен способ экстракционного извлечения цезия из азотнокислых растворов с использованием смеси краун-эфира и дин о н ил нафтал и нсул ьфо кислоты. Недостатком этого способа являются малая емкость органической фазы по цезию и сложность реэкстракции.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ извлечения цезия из кислых или щелочных сред с помощью растворов бензозамещенных краун-эфиров в полифторзамещенных спиртах. По этому способу водные растворы, содержащие цезий, контактируют с раствором бензозамещенного краун-эфира в полифторзамещенном спирте, фазы разделяют и проводят реэкстракцию цезия водой, Недостатками прототипа являются невысокая емкость органической фазы по цезию (менее 0,11 моль/л), невозможность извлечения цезия из сильнокислых сред и недостаточная эффективность реэкстракции (Dcs = 0,4). Ы„„1768216А1 (sl)s В 01 D 11/04, С 01 F 17/00 (54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦЕЗИЯ (57) Использование: для извлечения цезия как в технологических, так и в аналитических целях. Сущность изобретения: в качестве бензозамещенного краун-эфира используют бис-(мета, мета -дифенилфосфинил)-дибензо-21-краун-7. В органическую фазу дополнительно вводят дициклогексил18-краун-6. 1 з.п.ф-лы, 3 табл, Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет повышения степени извлечения цезия из щелочных и сильнокислых сред, увеличения емкости органической фазы и упрощения реэкстракции.

Поставленная цель достигается за счет использования в качестве бензозамещенного краун-эфира бис-(мета, мета -дифенилфосфинил)-дибензо-21-краун-7 (условное наименование ДФДБ21К7). Цезий экстрагируют из водных растворов кислоты или щелочи раствором ДФДБ21К7 в полифторзамещенном спирте. После разделения фаз проводят реэкстракцию цезия водой.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается использованием в качестве экстрагента бис-(мета, мета -дифенилфосфинил)-дибензо-21-краун-7. Использование этого краун-эфира позволяет повысить емкость экстракционной смеси и степень извлечения из щелочных и сильнокислых сред, а также обеспечивает более эффективную реэкстракцию цезия водой.

Ранее ДФДБ21К7 для экстрэкции цезия не применялся.

1768216 фаз, встояхивают в течение 15 мин при (22г 40

При изучении экстракционных свойств замещенных дибензо-краун-эфиров было установлено, что введение любого заместителя в большинство краун-эфиров снижает их экстракционные свойства и ухудшает реэкстракцию цезия водой, Только

ДФДБ21К7 по экстракционным свойствам оказался лучше незамещенного ДБ21К7, При сохранении высоких экстракционных характеристик значительно облегчилась реэкстракция цезия водой, возросла емкость экстракционной смеси.

Эти свойства ДФДБ21К7 не могли быть предсказаны заранее и привели к существенному положительному эффекту, т.е. предлагаемое изобретение удовлетворяет критерию "существенные отличия".

При использовании по заявленному способу экстрагента, содержащего дополнительно второй краун-эфир — дициклогексил 18 краун-6 (ДЦГ18К6) одновременно с цезием из водных сред извлекается и стронций. Высокая емкость органической фазы по цезию и возможность реэкстракции водой при этом сохраняются. Использование другого краун-эфира вместо ДФДБ21К7 в смеси с ДЦГ18К6 затруднено, т,к. совместная растворимость всех краун-эфиров с

ДЦГ18К6 очень низка. Так., например, растворимость ДБ18К6 в полифторзамещенном спирте в присутствии ДЦГ18К6 падает ниже 0,05 моль/л, что приводит к сушественному снижению емкости органической фазы по цезию.

Таким образом только заявляемый способ позволяет одновременно извлекать цезий и стронций из водных растворов.

Пример 1. В центрифужной пробирке смешивают по 2,0 мл органической и водной

2) С, разделяют фазы центрифугированием и определяют концентрации элементов радиометрически, по у-изучению изотопа цезия-137. В качестве экстрагента используют растворы краун-эфиров: бис-(мета, мета -дифенилфосфонил) дибензо-21-краун-7 (ДФДБ21К7), дибензо-18-краун-6 (ДБ18К6) и дициклогексил-18-краун-6 (ДЦГ18К6) в

1,1,7-тригидрододекафторгептиловом спирте(ФГС). Полученные результаты представлены в табл.1.

Как видно из представленных данных заявляемый способ позволяет более чем в

20 раз увеличить коэффициент распределе5

35 ния цезия из щелочных сред и в 3,7 раза из сильнокислых, повысить емкость органической фазы по цезию в 2,5 — 1,3 раза.

Пример 2. Условия как в примере 1, но в качестве органической фазы используют раствор 0,1 моль/л ДФДБ21К7 и 0,1 моль/л ДЦГ18К6 в ФГС. Результаты представлены в табл,2, Как видно из представленных данных, заявляемый способ обеспечивает при необходимости одновременное извлечение цезия и стронция. По способу-прототипу получить раствор, содержащий по 0,1 моль/л ДБ18К6 и ДЦГ18К6 не удалось, т,к. в присутствии ДЦГ18К6 растворимость

ДБ18К6 в ФГС сильно понижается, Пример 3. Органическую Фазу насыщают цезием до концентрации 10 з моль/л, а затем проводят реэкстракцию в условиях примера 1. Результаты представлены в табл,3, Приведенные данные свидетельствуют о том, что для реэкстракции 99 цезия по заявляемому способу достаточно 2 ступеней на реэкстракции, а по способу-прототипу 4, Таким образом, представленные примеры показывают, гго по сравнению с прототипом заявляемый способ позволяет более чем в 20 раз повысить коэффициенты распределения цезия при экстракции из щелочных сред, в 2,5 — 1,3 раза повысить емкость органической фазы по цeçèþ, обеспечивает при необходимости, одновременное извлечение цезия и стронция и упрощает процесс реэкстракции.

Формула и з о б р е . е н и я

1. Способ экстракционного извлечения цезия раствором бензозамещенного краунэфира в полифторзамещенном спирте с последующей реэкстракцией водой, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения степени извлечения цезия из щелочных и азотнокислых сред, увеличения емкости органической фазы и упрощения реэкстракции, в качестве бензозамещенного краун-эфира используют бис-(мета, мета -дифенилфосфинил)-дибензо-21-краун-7, 2, Способ поп 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью совместного извлечения цезия и стронция, в органическую фазу дополнительно вводят дициклогексил-18-краун-6.

1768216

Таблица1

Органическая фаза

Водная фаза

0,1 моль/л

ДФДБ21К7 в

ФГС

5,2

5,6

3.3

380

0,23 моль/л

ДФД621K7 в

0,17

Таблица2

ТаблицаЗ

10 моль/и цезия, азотная кислота:

1 моль/л

3 моль/л

6 моль/л

Гидроокись натрия:

0,2 моль/

1 моль/л азотной кислоты 0,2 моль/л гидЕмкость органической фазы по цезию, моль/л