Способ регенерации радия из его сульфата



 


Владельцы патента RU 2441842:

Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" (RU)

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в аналитической химии и в химической технологии, в частности для переработки отработанных радиоактивных источников излучения. Способ регенерации радия из его сульфата заключается в том, что растворяют сульфат радия в щелочном растворе комплексообразователя с избытком карбоната щелочного металла или карбоната аммония, добавляют в раствор вытеснитель и фильтруют полученный осадок. Изобретение позволяет увеличить скорость получения солей радия и обеспечивает безопасность процесса. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в аналитической химии и в химической технологии. В частности, изобретение может быть использовано для переработки отработанных радиоактивных источников излучения.

Сульфат радия является труднорастворимым в воде соединением. Известны следующие способы перевода его в растворимые соединения радия. Сульфат радия можно растворить в концентрированной серной кислоте или щелочных растворах этилендиаминтетраацетов (ЭДТА) [Вдовенко В.М., Дубасов Ю.В. Аналитическая химия радия. 1973]. Но во многих случаях данные способы переведения сульфата радия в раствор неприемлемы, так как в случае изменения состава раствора (разбавление, изменение рН) происходит повторное выпадение осадка. Для переведения сульфата радия в карбонат используют сплавление сульфата радия с карбонатом натрия, полученный плав растворяют в воде и образовавшийся малорастворимый карбонат радия отделяют фильтрованием [Каралова З.К., Иванов Р.Н., Мясоедов Б.Ф. и др. Получение изотопов 227Ас и 228Th при облучении радия в реакторе СМ-2. // Атомная энергия. 1972, т.32, №2, с.119-121]. Недостатком способа является использование большой температуры, что приводит к усилению эманации радона из радия.

Известен способ регенерации радия из сульфата радия (Curie М. Traite de Radioactivite, 1, 164 (1910)), заключающийся в многократном кипячении сульфата радия с раствором карбоната калия.

При этом в растворе устанавливается следующее равновесие (1), приводящее к тому, что часть сульфата радия в осадке переходит в карбонат. Затем раствор над осадком сливают и добавляют новую порцию раствора карбоната калия.

Недостатком способа является гетерогенность процесса, которая приводит к низкой скорости превращения сульфата в карбонат.

Известен способ растворения сульфата радия в 3-5% растворе NH4-ЭДТА [V.Vebersik, K.Norova. Z.Anal. Chem, 1958, V.162, P.401] с последующим кипячением смеси в течение нескольких часов до полного растворения осадка сульфата радия. При этом в растворе устанавливается равновесие (2)

Основной недостаток способа заключается в том, что не происходит разделение ионов Ra2+ и и в случае изменения химического состава раствора комплексы радия смогут разрушиться, при этом радий повторно образует осадок сульфата.

Задачей данного технического решения является повышение скорости получения солей радия, растворимых в кислотах при одновременном увеличении безопасности процесса.

Вышеуказанная задача достигается тем, что в способе регенерации радия из его сульфата растворяют сульфат радия в щелочном растворе комплексообразователя с избытком карбоната щелочного металла или карбоната аммония, добавляют в раствор вытеснитель и фильтруют полученный осадок.

В качестве комплексообразователя используют щелочной раствор растворимых солей этилендиаминтетрауксусной кислоты со щелочными металлами.

В качестве вытеснителей используют растворимые в воде соли свинца (II), никеля (II), марганца (II) и меди (II) и кобальта (II).

При добавлении вышеуказанных солей происходит вытеснение радия из комплексов с ЭДТА с образованием более устойчивых этилендиаминтетраацетатных комплексов добавляемых металлов. Освободившиеся ионы радия реагируют с карбонат ионами, находящимися в растворе с образованием карбоната радия. Избытки солей вытеснителей образуют также осадки карбонатов или основных карбонатов. Карбонат радия способен соосаждаться с данными осадками, что повышает степень выделения радия из раствора.

К значимым преимуществам заявленного способа относится возможность проведения всего процесса при комнатной температуре, что позволит избежать эманации радона.

Проверка заявляемого способа проводилась экспериментально как с использованием индикаторных количеств радионуклидов 224Ra и 133Ва, так и с использованием миллиграммовых количеств сульфата 226Ra. Для растворения препаратов были использованы 3% растворы ЭДТА и ДПТА в 0,02М КОН. Для смещения равновесия в сторону образования карбоната использовался 25-100-кратный избыток карбоната калия. В качестве вытеснителей использовались соли марганца (II), свинца (II), меди (II), никеля (II), цинка (II) и кобальта (II). Выпавший осадок растворяли в азотной кислоте на фильтре. Для определения количества непрорегенерировавшего остатка сульфата радия (бария) растворяли остаток на фильтре в концентрированной серной кислоте и определяли активность полученного раствора. Степень превращения сульфата в карбонат определяли радиометрически. Результаты регенерации радия из сульфата сведены в таблицу.

Вытеснитель Потери за счет растворимости Регенерировано Остаток сульфата
Mn(II) 21% 79% 0,3%
Pb(II) 10% 90% 0,2%
Co(II) 11% 89% 0,2%
Ni(II) 27% 73% 0,2%
Cu(II) 34% 66% 0,2%
Zn(II) 26% 74% 0,4%

Наилучшие данные были получены при использовании в качестве вытеснителей солей свинца и кобальта.

Полученные осадки карбоната радия, соосажденного с неизотопным носителем, можно использовать как для получения препаратов радия в чистом виде, так и непосредственно в композитном виде.

1. Способ регенерации радия из его сульфата, заключающийся в том, что растворяют сульфат радия в щелочном растворе комплексообразователя с избытком карбоната щелочного металла или карбоната аммония, добавляют в раствор вытеснитель и фильтруют полученный осадок.

2. Способ регенерации радия по п.1, отличающийся тем, что в качестве комплексообразователя используют раствор этилендиаминтетраацетата щелочного металла.

3. Способ регенерации радия по п.1, отличающийся тем, что в качестве вытеснителей используют растворимые в воде соли свинца (II), никеля (II), марганца (II), меди (II) и кобальта (II).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, предназначено для проведения бальнеотерапевтических процедур, может быть использовано в любых лечебно-профилактических и санаторно-курортных учреждениях.

Изобретение относится к способу получения легированного кристаллического тетрабората лития (ТБЛ) со сниженной энергоемкостью. .

Изобретение относится к медицинской технике. .

Изобретение относится к области разделения солей щелочных металлов и позволяет повысить степень разделения калия и рубидия и калия и цезия. .
Изобретение относится к радиохимии и может быть использовано для получения применяемого в ядерной медицине препарата радия-224 и препарата чистого тория-228. Способ включает растворение в HCl исходного материала, содержащего торий-228 и радий-224, с получением первого раствора, содержащего ThCl4, RaCl2 и свободную HCl, а также второго раствора, содержащего RaCl2 и NaCl. Обработку первого раствора производят гидроксидом натрия с образованием частиц Th(OH)4. Обработку второго раствора производят карбонатом натрия с образованием частиц RaCO3 и конечного раствора, содержащего NaCl. Обработку растворов ведут в присутствии в каждом из них фибриллированных целлюлозных волокон. В результате получают продукты сорбции в виде дисперсий, состоящих из второго и конечного растворов и композиционных препаратов, состоящих из целлюлозных волокон с прочно иммобилизованными на них частицами Th(OH)4 и RaCO3. Осуществляют выведение препаратов из растворов, причем препарат тория-228 выводят из второго раствора перед его обработкой. 2 з.п. ф-лы.
Наверх