Способ очистки никеля-63 от меди

Авторы патента:

G21G4 - Радиоактивные источники (получение нейтронов или других внутриатомных частиц, рентгеновских или гамма-излучений в термоядерных реакторах G21B, в ядерных реакторах G21C, с помощью космического излучения G21H 7/00 в ускорителях H05H; рентгеновские трубки H01J 35/00; гамма-мазеры H01S 4/00)

C01G53 - Соединения никеля

C01G3 - Соединения меди

Владельцы патента RU 2323885:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации Научно-исследовательский институт атомных реакторов" (RU)

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано для очистки препарата радионуклида никеля-63 от меди при выделении никеля-63 из облученных медных мишеней, а также в аналитической химии. Способ заключается в том, что осаждают иодид одновалентной меди из азотнокислого раствора, содержащего медь и никель-63, в интервале кислотности 1·10^-5-3 моль/л, добавлением избытка смеси иодида и сульфита щелочного металла. Отделяют осадок от маточного раствора, промывают осадок, маточный и промывной растворы объединяют, к объединенному раствору добавляют аммиак и осаждают никель из аммиачного раствора добавлением в него иодида щелочных металлов или аммония. Технический результат: увеличение степени очистки никеля-63 от меди. 3 табл.

Наиболее близким аналогом является способ осаждения иодида одновалентной меди (ИОМ) смесью иодида щелочного металла и сульфита щелочного металла при pH 5-7 [Kodak N.V., Neth.Appl., 6701808 (08.08.1967). Целью способа является получение чистого ИОМ без примеси иода. Восстановительно-осадительная смесь добавляется в количестве, немного превышающем стехиометрическое по отношению к меди. Выход меди в осадок составляет 98.2%, остаточная концентрация меди в маточном растворе, соответственно, 0.4 г/л.

Применительно к задаче очистки никеля-63 от меди метод имеет следующие недостатки.

В интервале pH 5-7 может иметь место частичное гидролитическое осаждение никеля [Металлургия меди, никеля, кобальта, стр.319].

Высокая остаточная концентрация меди в маточном растворе, содержащем никель, при субстехиометрической дозировке восстановительно-осадительной смеси не позволяет достигнуть высокой степени очистки никеля-63 от меди.

Вышеуказанные недостатки устраняются тем, что в способе очистки никеля-63 от меди осаждают иодид одновалентной меди из азотнокислого раствора, содержащего медь и никель-63, в интервале кислотности 1 10^-5-3 моль/л добавлением избытка смеси иодида и сульфита щелочного металла, отделяют осадок от маточного раствора, промывают осадок, маточный и промывной растворы объединяют, к объединенному раствору добавляют аммиак и осаждают никель из аммиачного раствора добавлением в него иодида щелочных металлов или аммония.

Объединяют маточный и промывочные растворы, который переводят в аммиачный, барботируя в раствор газообразный аммиак до его насыщения и осаждают никель.

В заявляемом способе осаждение ИОМ осуществляется в кислой среде при избытке восстановительно-осадительной смеси. При этом никель-63 полностью остается в маточном растворе, а остаточная концентрация меди снижается в несколько раз. Восстановительно-осадительная смесь, состоит из смеси эквивалентных количеств иодида и сульфита натрия (2:1)

В таблице 1 представлены данные по влиянию мольного отношения n, иодид-ионов (в восстановительно-осадительной смеси) к меди на величину остаточной концентрации меди в маточном растворе после осаждения иодида одновалентной меди, [Cu]_исх=1 г/л, кислотность - 0.2 моль/л.

Таблица 1
n, моль/моль	1	2	3	5	10	20	70	100
[Cu]_мат, мг/л	14	4	4	4	5	25	142	210

Как видно, при мольном отношении более 10 остаточная концентрация меди в маточном растворе резко возрастает.

В технологии получения препарата радионуклида никеля-63 облученные медные мишени растворяют в азотной кислоте, которая является окислителем ионов I^-, SO₃ ^2- и Cu⁺. Окислительные свойства азотной кислоты зависят от ее концентрации. В таблице 2 приведены данные по осаждению ИОМ в растворах азотной кислоты при n=10 моль/моль и исходной концентрации меди 1 г/л.

Таблица 2
HNO₃, моль/л	1.56	3.12	4	5
[Cu]_мат, мг/л	8.7	10	1000	1000

Как следует из приведенных результатов, при концентрации азотной кислоты более 3 моль/л осаждения иодида одновалентной меди не происходит по причине окисления ионов Cu⁺, I^-, SO₃ ^2- азотной кислотой. При этом растворы окрашиваются в коричневый цвет и происходит выделение фиолетовых паров иода. Следует отметить, что в 4 моль/л азотной кислоте реакция окисления начинается приблизительно через 1 час после введения реагентов в азотнокислый раствор меди.

В отличие от азотной кислоты концентрация нитрат-ионов не оказывает существенного влияния на полноту осаждения меди. Так, при концентрации нитрата натрия 4.5 моль/л и кислотности 0.2 моль/л концентрация меди в маточном растворе равна 19 мг/л.

Заявляемый способ позволяет количественно осадить медь в виде иодида одновалентной меди из азотнокислых растворов в интервале кислотности 1·10^-5-3 моль/л. При этом минимальная остаточная концентрация меди в маточном растворе равна 10-20 мг/л.

После осаждения меди к раствору добавляют избыток аммиака и иодида щелочного металла или аммония и осаждают никель в виде гексааминиондида никеля Ni(NH₃)₆I₂ (ГАИН).

Количества аммиака должно быть достаточным для образования комплексного иона [Ni(NH₃)₆]²⁺ и чем больше избыток аммиака, тем ниже растворимость ГАИН. Очевидно, аммиак можно вводить в систему как в виде водного раствора, так и виде газа.

Избыток иодид-ионов способствует более полному осаждению никеля. В таблице 3 показано влияние мольного отношения иодид-ионов к никелю, m, на полноту осаждения никеля в виде гексааминиодида никеля, при [Ni]_исх=5 г/л, [NH₄OH]=12 моль/л.

Таблица 3
[NaI], моль/л	0.17	0.26	0.39	0.8	1.3	2.0
m, моль/моль	2	4	6	12	20	30
[Ni]_мат., мг/л	590	61	32	10	11	10

Как следует из данных таблицы 3, наименьшая остаточная концентрация никеля достигается при значениях m более 12 моль/моль.

Установлено, что при осаждении ГАИН происходит дополнительная очистка от меди в 3-4 раза.

Далее гексааминиодид никеля можно легко превратить в любую другую соль никеля путем термического разложения ГАИН при 400°С до оксида никеля и и растворения оксида в соответствующей кислоте.

К 1 л раствора 1 г никеля и 1 г меди в 2 моль/л азотной кислоте добавляют 150 мл восстановительно-осадительного раствора (1 моль/л NaI и 0.5 моль/л Na₂SO₃), перемешивают и через 4-5 часов отделяют белый осадок иодида одновалентной меди от маточного раствора, промывают осадок 2 раза по 100 мл водой. Маточный раствор и промывки объединяют. К объединенному раствору добавляют 300 мл 5 моль/л NaI и барботируют в раствор газообразый аммиак до насыщения раствора. Через 2-3 часа отделяют сиреневый кристаллический осадок гексааминиодида никеля, промывают 2 раза по 100 мл этиловым спиртом.

Результаты разделения:

1. Осаждение ИОМ.

Фракция	содерж. меди, мг
осадок ИОМ	987
мат. раствор+промывки	13
коэффициент очистки от меди	76.9

2. Осаждение ГАИН.

Фракция	содерж. меди, мг	содерж. никеля, мг
осадок ГАИН	3.6	970
мат. раствор+промывки	9.4	30

коэффициент очистки от меди	3.5
Суммарный коэффициент очистки никеля от меди	269

Способ очистки никеля-63 от меди, заключающийся в том, что осаждают иодид одновалентной меди из азотнокислого раствора, содержащего медь и никель-63, в интервале кислотности 1·10^-5-3 моль/л, добавлением избытка смеси иодида и сульфита щелочного металла, отделяют осадок от маточного раствора, промывают осадок, маточный и промывной растворы объединяют, к объединенному раствору добавляют аммиак и осаждают никель из аммиачного раствора добавлением в него иодида щелочных металлов или аммония.

Изобретение относится к области радиохимического производства, в частности к технологии изготовления материала активной части источников гамма-излучения на основе изотопов цезия.

Способ получения радионуклидов th-228 и ra-224 для производства терапевтического препарата на основе радионуклидов bi-212 // 2317607

Изобретение относится к реакторной технологии получения радионуклидов, применяемых в ядерной медицине. .

Вакуумная нейтронная трубка // 2316835

Изобретение относится к устройствам для генерации импульсных потоков быстрых нейтронов, в частности к малогабаритным отпаянным ускорительным трубкам, и может быть использовано в ускорительной технике или в геофизическом приборостроении, например, в импульсных генераторах нейтронов народно-хозяйственного назначения, предназначенных для исследования скважин методами импульсного нейтронного каротажа.

Способ получения материала активной части для источника гамма-излучения // 2316070

Радиоактивный источник и способ его изготовления // 2314583

Изобретение относится к технологии получения медицинских средств, содержащих радиоактивные вещества, и может быть использовано для терапии онкологических заболеваний, а также для получения -источников, применяемых в приборостроении и биологических исследованиях.

Способ осуществления нейтронно-захватной терапии онкологических заболеваний // 2313377

Изобретение относится к ядерной медицине и может быть использовано при терапии онкологических заболеваний. .

Способ отделения стронция-89 от иттрия // 2312816

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в технологии получения препарата радионуклида стронция-89. .

Способ приготовления циклотронных мишеней и источников радиоактивного излучения и устройство для его реализации // 2310249

Изобретение относится к области техники ядерной физики и радиохимии, а именно к приготовлению циклотронных мишеней и тонкослойных источников радиоактивного излучения.

Способ дозиметрического планирования внутриполостной брахитерапии первичного и метастатического рака влагалища // 2299083

Изобретение относится к области медицины, в частности онкологии, лучевой терапии первичного и метастатического рака влагалища. .

Способ дозиметрического планирования внутриполостной брахитерапии рака тела матки // 2299081

Изобретение относится к области медицины, в частности онкологии, лучевой терапии рака тела матки. .

Способ получения гексагидрата сульфата никеля-аммония // 2310610

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, в частности к способу получения гексагидрата сульфата никеля-аммония (NH4)2 Ni(SO4)2·6H 2O. .

Способ получения катализатора никель/фосфорсодержащего лиганд для гидроцианирования // 2301704

Способ плакирования гидроокисью кобальта частиц гидрата закиси никеля // 2242426

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано в аккумуляторной промышленности. .

Способ получения мелкодисперсного порошка твердых растворов гидроксидов никеля и кобальта и продукт для электрохимических производств, получаемый по этому способу // 2226179

Изобретение относится к области технологии неорганических и электрохимических производств, конкретно к способам получения порошков для заполнения электродных ячеек никелевых аккумуляторов электрохимических элементов, а также к технологии производства катализаторов.

Способ очистки препарата радионуклида никеля-63 // 2219133

Изобретение относится к радиохимии. .

Способ получения гидроксида никеля (ii) // 2208585

Изобретение относится к химии и может быть использован в электротехнической промышленности, а также в производстве эмалей, стекла и для синтеза других соединений никеля.

Порошковый гидроксид никеля и способ его получения // 2207322

Изобретение относится к области химической технологии, конкретно к материалам на основе гидроксида никеля, используемого в электрохимических элементах. .

Гидрат закиси никеля // 2198845

Изобретение относится к электрохимии, в частности к составам гидрата закиси никеля, применяемым в производстве химических источников тока. .

Наноструктурные окиси и гидроокиси и способы их синтеза // 2194666

Изобретение относится к получению наноструктурных материалов химическим путем. .

Способ получения сферического гидрата закиси никеля // 2193014

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения сферического гидрата закиси никеля, используемого в аккумуляторной промышленности.

Комплексы оксалата димеди (i) в качестве веществ-предшественников для нанесения металлической меди // 2322447

Изобретение относится к комплексам оксалата димеди (I), стабилизированным с помощью компонентов нейтрального основания Льюиса. .