Способ разделения изотопов

 

Изобретение касается разделения изотопов магния и кальция химическим обменом между амальгамой магния и кальция и раствором иодида магния и кальция в диметилформамиде. Процесс разделения проводят в двух противоточных насадочных колоннах, температуру в которых поддерживают равной 16-20°С и 120-130°С соответственно. Обращение потоков осуществляют за счет химической реакции элементного обмена между амальгамой магния и раствором иодида кальция в диметилформамиде.Организация процесса основана на инверсии коэффициента разделения КР между магнием и кальцием в указанной выше реакции: при комнатной температуре КР 12-13, при температуре 120-130°С КР - 0,6-0,7. Способ позволяет проводить непрерывное безотходное и одновременное разделение изотопов магния и кальция. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 В 01 D 59/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVI Y СВИДЕтЯЛЬСтау

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4231312/31-26 (22) 20.04.87 (44) 23.07.89. Бюл. Р 27 (71) Институт общей и неорганической химии им . Н .С . Курнакова и

Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева (72) Д.А. Князев, А.Ю. Цивадзе, А.В. Левкин, Г.Д. Клинский и С,А. Иванов (53) 621 .039.3 (088.8) (56) Клинский Г.Д., Князев Д.А.

Труды Московского химико-технологического ин-та, 1984, вып. 130, с. 90-97.

Авторское свидетельство СССР

1135484, кл. В 01 D 59/28, 1985. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ (57) Изобретение касается разделения изотопов магния и кальция химиИзобретение относится к разделению изотопов физико-химичесKò è методами, а именно к разделению изотопов щелочноэемельных металлов магния и кальция химическим обменом между амальгамой щело лоэемельного металла и раствором его иоднда в диметилформамиде с обращением потоков эа счет обратимой химической реакции между амальгамой одного щелочноземельного металла и раствором иодида другого щелочноземельного металла в диметилформамиде.

Цель изобретения — создание замкнутого беэотходного цикла, одновреческим обменом между амальгамой магния и кальция и раствором иодида магния и кальция в диметилформамиде.

Процесс разделения проводят в двух противоточных насадочных колоннах, температуру в которых поддерживают равной 16-20 и 120-130 С соответственно. Обращение потоков осуществляют за счет химической реакции элементного обмена между амальгамой магния и раствором иодида кальция в диметилформамиде. Органиэация процесса основана на инверсии коэффициента. разделения (KP) между магнием и кальцием в указанной реакции: при комнатной температуре (КР) 12-13» при температуре 120-130 С KP -0,6

-0,7 . .Способ позволяет проводить непрерывное безотходное и одновременное разделение изотопов магния и кальция. 1 ил., 1 табл. менного и непрерывного разделения изотопов магния и кальция.

На чертеже приведена принцнпиальная схема проведения процесса разделения.

Процесс проводят в двух противоточных насадочных колоннах l и 2. В первой колонне поддерживают температуру 16-20 С, во второй 2

120-13О С. На орошение колонны подают амальгаму магиия, выходящую из колонны 2, а на орошение колонны

2 — амальгаму кальция, поступающую из колонны l. В нижнюю часть колонн противотоком подают: в колонну !

Мр,(НМ) + CaJ (ДМФА) — — Са(НА) + МАЗ2 (llYCA) 120-130 С

В связи с этим в насадочной колонне 1, можно условно выделить три протяженные зоны: зона А, где контактируют Mg(Hg) и М@Л у (ДИФА) и происходит концентрирование изотопов магния, зона В, где осуществляется разделение изотопов кальция в системе Ca(Hg) — CaJ z (ДИФА), зона С, в которой происходит обращение потоков

sa счет прямого прохождения реакции (1). В колонне 2 реализуется противоположное обращение потоков — перевод кальция из амальгамы в раствор, а маг" „ ния — из раствора в амальгаму, т.е. реакция (1) протекает в обратном направлении.

В режиме работы с отборо% продуктов разделения ввод амальгамы каль35 ция исходного изотопного состава осуществляют в верхнюю часть зоны В колонны 1, а амальгамы магния исходного изотопного состава — в верхнюю часть эоны А колонны 2. Отбор продуктов разделения производят из нижней части зоны В колонны 2 (максимальная концентрация изотопа кальция

40) и иэ нижней части зоны А колонны 1 (максимальная концентрация изо45 топа магния 24)

Пример ° Разделение изотопов проводят в колоннах с внутренним диаметром 2 см и высотой 260 и 105 см, заполненных насадкой из кварца. В колонну 1 подают амальгаму магния с

50 концентрацией 0,48 г-экв/л при расходе 32 мл/ч и раствор иодида кальция в диметилформамиде с концентрацией

0,53 г-экв/л при расходе 29 мл/ч. Вы55 ходящие из колонны амальгаму и раствор аналитически проверяют на отсутствие соответственно магния и кальция и подают в колонну 2, предварн7ельно нагрев потоки до требуемой температуры. Выходящие нэ колонны 2 амальгаму магния и раствор CaJ > в

ЛИФА подают в колонну I . Пробы амальгамы после разложения анализируют с целью определения изотопного состава кальция и магния. По полученным данным определяют степень разделения изотопов.

Результаты определения степени разделения изотопов магния и кальция при различных температурах колони приведены в таблице.

Преимущества предлагаемого способа с известным состоят в создании замкнутого безотходного цикла, организации непрерывного разделения изотопов и в разделении изотопов кальция одновременно с разделением изотопов магния.

О

Температура, С, колонн

С тепе нь разделе ни я изотопов

1 2 кальция магния

16

18

130 I,170 1,155

125 1,165 1,160

120 1,180 1,170

Формул а и з обре т е ни я

Способ разделения изотопов магния химическим обменом между амальгамой магния и раствором иодида магния в диметилформамнде в насадочной колонне с обращением потоков за счет обратимой химической реакции взаимодействия амальгамы магния с раствором иодида кальция в диметилформамиде, отличающийся тем, что, с целью создания замкну3 1494950 4 раствор иодида кальция в диметилфор- ления составляет в системе Ng(Hg) мамиде выходящий из колонны 2, в Ca3. (ДИФА) 12-13, а при темпе х о колонну 2 — раствор иодида магния в ратуре 120-130 С -0,6 -(-0,7), т.е. том же растворителе, поступающий из 5 обмен приобретает противоположную колонны 1. направленность. Это позволяет испольФизико-химической основой спо- зовать для обращения потоков на обоих соба является инверсия коэффициента концах каскада колонн одну и ту же разделения при элементном обмене химическую реакцию элементного обмемеждУ магнием и кальцием. ПРи ком- 1О,на, но проводимую при разных темпенатной температуре коэффициент разде- paTypax:

1494950 му г (два) Р у(гу) Корректор M. Васильева

Редактор И. Горная

Техред А. Кравчук

Заказ 4146/4 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г . Ужгород, ул . Проектная, 4 того безотходного цикла, непрерывного и одновременного разделения изотопов магния и кальция процесс разделения проводят в двух насадоч— ных колоннах при 16-20 и 120-130 С о 5 соответственно, подавая на орошение первой колонны амальгаму магния, выходящую из второй колонны, а на орошение второЙ колонны- — амальга-10 му кальция, выходящую из первой колонны, и вводя противотоком в первую колонну раствор нодида кальция в диметилформамиде, поступающий из второй колонны, а во вторую колонну раствор иодида магния в диметилформамиде, выходящий из первой колонны, причем ввод амальгам исходного изотопного состава н отбор продуктов разделения осуществляют на уровне зон обращения потоков в обеих колон<нах.