Способ разделения ионов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПА1 ЕНСУ

Союз Советских

Социалистических

Респ у блик (и) 561494

1. I

I (5!) М. Кл. ВО! 0 59/46 (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 28.07.72 (21) 181528ил6 (23) Приоритет — p2) 28.07.71 (31) Р 2137769. S (3З) ФРГ (43) Опубликовано 05.06,77, Бюллетень № 21 (451 Дата опубликования описания 11,10,77

Госудорстеенный комитет

Совета Мнннстрав СССР по делан нзобретеннй и открытнй (5З) УЙК 621.039.333 (088,81

Иностранцы

Абдель- Латиф Билал (Египет), Клаус Mevep (ФРГ)

Карл-Эрик Цимен (Швеция)

Иностранная фирма

"Хак-Мейтнеу-Институт фюр Кернфоршунг Берлин ГмбХ" (ФРГ) (?2) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ИОНОВ

Изобретение относится к технологии отделения плутония от урана или трансурановых элементов.

Известен способ разделения ионов путем обработки раствора, содержащего ионы различных элементов, в электрическом поле с одновременным введением в поток обрабатываемого раствора протииотоком или под углом к последнему дополнительного потока раствора, содержащего комилексообразуклцее соединение для разделяемых ионов. Поиолнительный поток компенсирует среднюю скорость ионов, перемещяюиитхся в электрическом поле и подлежащих разделению, В соответствии со своей подвижностью ра:щеляемые ионы перемещаются вверх и вниз по потоку обрабатываемого раствора и таким образом разделяются (1) .

Известный способ может быть применен в преиаративной и аналитической химии.

Условия применения известного способа для разделения смесей, содержащих плутоний, уран или трансурановые элементы, не известны.

Цель предложенного способа -- разделение смесей, содержащих плутоний, уран или трансурановые элементы. Ука ьэиная цель достигается тем, что на обработку подают аэоттюкисльш раствор разцелнемои смеси элементов, в качестве комилексообразу-, ющего соединения используют уксусную кислоту или смесь фторида щелочного металла и плавиковой кислоты.

Азотнокислый раствор может быть получен растворением разделяемой смеси сначала в концентрированной азотной кислоте с последующим вьщелением денитрующего вещества, например муравьиной кислоты или формальдегида, до остаточной концентрации азотной кислоты 0,02 — 6 н., пред1р почтительно 0,05--0,2 н.

В качестве смеси фторида щелочного металла и плавиковой кислоты может быть использована смесь, содержащая 0,02 — 0,5 н., предпочтительно

0,05- -0,2 н., плавиковую кислоту и 0,04 — 1 н., пред15 почтительно О,! — 0,3 н., раствор фторида щелочного металла.

На фиг. 1 схематически изображена разделительная колонна; на фиг. 2 — вариант разделительной колонны для разделения смеси урана и пнуя тония.

Разделительная колонка состоит из открьпой сверху емкости l,разделенной на камеры диафрагмами 2, в которой ка определенном расстоянии ol катода 3 расположена диафрагма 4, нозволяншин

25 ионам перемеитаться в электрическом поле между

3 катодом 3 и анодом 5, но предотвращающая перемещение потоков.

Согласно предложенному способу процесс осуществляют следующим образом.

По трубопроводу 6 подают противотоком жидкость, по трубопроводу 7 -- комплексообраэующее соединение, а по трубопроводу 8-раствор, в котором подлежит разделению смесь плутония с ураном или трансураном. По трубопроводам 9 и 1О отводятся потоки жидкости, Скорость подачи жидкости в трубопровод 6 выбирают такой, чтобы не произошла щелочная реакция и ионы, перемещающиеся на этом участке между трубопроводами 6 и 9, не попали на катод. Скорость в трубопроводах 6, 7 и 8 устанавливают таким образом, чтобы установилось стационарное состояние, которое с помощью комплексообразующего соединения обеспечивает непрерывное получение чистых компонентов в трубопроводах 9 и 10.

Для случая разделения плутония и урана используют электролитичсскую систему, состоящую иэ 0,1 н. HNOg + О, l í. HF + 0,2 н. фторида щелочного металла, в которой находятся как плутоний Pu (IY) так и Pu (yi) (последний расположен исключительно около катода), 0 — расположен исключительно около анода. После правильного усгаттовяения скорости прохождения потоков в ц убонроводах 6, 7 и 8 создается стационарное состояние тока и непрерывно образуется чистый плутоний в трубопроводе 9 и чистый уран в трубопроводе 10.

Степень очистки, достигаемая при разделении урана и плутония, более 10 .

Предложенный способ исключает окисление или восстановление плутония, исключает также проблему радиолиза, поскольку процесс проводится в водной среде, способ не требует введения добавок

561494 других соещгиений, мещаюиух проведению п1юце<са разделения ионов. Ilpouecc может быть полностью автоматизирован.

Формула изобретения

1. Способ разделения ионов путем обработки раствора, содержащего ионы различных элементов, в электрическом поле с одновременным введением в поток обрабатываемого раствора противотоком или под углом к последнему дополнительного потока раствора, содержащего комплексообраэующее соединение для разделяемых ионов, о тл и ч а юшийся тем, что, с целью разделения плутония oI урана или трансурановых элементов, на обработку подают азотнокислый раствор разделяемой смеси элементов, в качестве комплексообраэующего соединения используют уксусную кислоту или смесь

2р фторида щелочного металла и плавиковой кислотьь

2. Способ по п.1, отличающийся тем,что азотнокислый раствор получают растворением разделяемой смеси элементов в концентрированной азотной кислоте, затем вводят денитрующее вещество, например, муравьиную кислоту или формальдегид, до остаточной концентрации азотной кислоты 0,02 — 6 н., предпочтительно 0,05 — 0,2 н.

3, Способ по пп 1 и 2, отличающийся тем, что используют смесь фторида щелочного металла и плавиковой кислоты, содержащую 0,02-0,5 н., предпочтительно 0,05 — 0,2 н., плавиковую кислоту и

0,04 — 1 н., предпочтительно 0,1 — 0,3 н., раствор фторида щелочного металла

Источники информации, принятые во внимание

36 при экспертизе:

1. "Chemi e — Tngen i eur — Techni с", 42, 1090--1094 (1970) .

5б!4с14

Составитель Ф. Львович

l уе ред А. Демьянова

Корректор, А. Гриненко

Редактор Л. Ушакова

Заказ 16113/1ь ) Филиал 11П11 Патент". г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Тираж 947 Подписное

Ш1ИИИИ Государственного комитета Совета Министров (XCP

llo делам изобретений и открытий

i 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., и. 4/5