способ извлечения цезия и стронция из водных растворов

Формула изобретения

Способ извлечения цезия и стронция из водных растворов путем экстракции раствором металлодикарболлильного соединения и полиэфира в нитроорганическом растворителе и последующей реэкстрации смесью, содержащей минеральную кислоту, отличающийся тем, что в качестве реэкстрагента используют раствор соли метиламмония концентрацией 0,03 10,0 моль/л и минеральной кислоты концентрацией 0,001 10,0 моль/л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидрометаллургической переработки растворов, содержащих цезий и стронций, и может быть использовано в ядерной энергетике и аналитической химии.

Известен способ извлечения цезия и стронция из водных растворов, включающий экстракцию цезия и стронция металлодикарболлидным соединением и полиэфиром в нитроорганическом растворителе. Для извлечения цезия и стронция из органического раствора после их экстракции и водный раствор способ предлагает использовать минеральную кислоту, раствор аммонийной соли или разбавление органического растворителя другим разбавителем (авт. св. N 508476, кл. C 01 D 17/00, 1976). Этот способ может рассматриваться в качестве прототипа.

Недостатком его является низкая степень извлечения цезия и стронция в водную фазу. Минеральная кислота малоэффективна, особенно для выделения стронция, также малоэффективно и применение раствора соли аммония. Разбавление органического растворителя другим разбавителем нетехнологично, так как значительно затрудняет последующую регенерацию экстрагента.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса реэкстракции.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве реэкстрагента используется раствор соли метиламмония и минеральной кислоты концентрацией 0,03 - 10 моль/л.

При концентрации соли метиламмония и минеральной кислоты менее нижнего предела резко падают степени извлечения стронция и цезия из органического раствора и увеличиваются потери металлодикарболлидного соединения с водной фазой.

Концентрация соли метиламмония больше чем 10 моль/л определяет верхний предел ее растворимости в водном растворе, а концентрация минеральной кислоты больше чем 10 моль/л не приводит к заметному увеличению степени извлечения металлов.

Регенерация экстрагента после реэкстракции цезия и стронция производится с целью его отмывки от катиона метиламмония (CH₃NH₃)⁺ и легко осуществляется раствором минеральной кислоты концентрацией 2 - 10 моль/л, например 10 моль/л азотная кислота отмывает экстрагент от метилламония за 2 контакта.

Пример 1. 1 л органического раствора хлорированного дикарболлила кобальта (ХДК) H(C₂B₉H₈Cl₃) Co с концентрацией 0,3 моль/л и смеси полиэфиров (ОП-10) концентрацией 0,1 моль/л нитробензоле, содержащего по 1 мКц цезия-137 и стронций-90, концентрировали в противотоке с 200 мл водного раствора состава: неметиламмонийнитрат (CH₃NH₂HNO₃) - 4 моль/л, азотная кислота - 2 моль/л. Содержание цезия и стронция в экстракте после контакта оказалось менее 1 мкКu (извлечение более 99,9%).

Пример 2. Металлодикарболильный экстрагент, содержащий цезий и стронций в количестве 0,5 г/л, контактировали 3 мин с водным раствором, содержащим соль метиламмония и минеральную кислоту. После расслаивания фаз отбирали их аликвоты и определяли в них содержание цезия и стронция. По этим данным рассчитывали степень извлечения в водную фазу по формуле:



где C_в и C₀ - концентрации цезия и стронция,

V_в и V₀ - объемы водной и органической фаз.