способ растворения сплавов tc-ru
Классы МПК: | C22B61/00 Получение металлов, не отнесенных к предыдущим группам этого подкласса C22B11/00 Получение благородных металлов C22B3/06 в неорганических кислых растворах G21F9/28 обработка твердых радиоактивных отходов |
Автор(ы): | Ротманов Константин Владиславович (RU), Радченко Вячеслав Михайлович (RU), Перетрухин Владимир Федорович (RU), Шилов Владимир Петрович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" (ОАО "ГНЦ НИИАР") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2008-04-21 публикация патента:
27.01.2010 |
Изобретение относится к области радиохимии, аналитической и препаративной химии, в частности к способу растворения сплавов Tc-Ru для их разделения. Способ включает растворение сплава с окислением компонентов сплава. При этом растворение ведут кислотными растворами, содержащими соли серебра(I) с барботированием кислотного раствора озоносодержащим газом. В качестве кислотных растворов используют азотнокислые или хлорнокислые растворы. В качестве озоносодержащего газа используют озонокислородную или озоновоздушную смесь. Техническим результатом является исключение образования осадков при растворении. 2 з.п. ф-лы
Формула изобретения
1. Способ растворения сплавов Tc-Ru для их разделения, включающий растворение с окислением компонентов сплава, отличающийся тем, что растворение ведут кислотными растворами, содержащими соли серебра (1), с барботированием кислотного раствора озоносодержащим газом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислотных растворов используют азотно-кислые или хлорно-кислые растворы.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве озоносодержащего газа используют озонокислородную или озоновоздушную смесь.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в радиохимии, в аналитической и препаративной химии.
Долгоживущий изотоп Тс-99 накапливается в значительных количествах в отработанном топливе атомных электростанций. Технеций является одним из наиболее проблемных компонентов радиоактивных отходов, обладающим опасно высокими миграционными способностями в атмосфере и природных водах. Наиболее перспективным способом переработки технеция является трансмутация (сжигание в ядерных реакторах), приводящая к получению ценного продукта - стабильного платиноида рутения. Основными потребителями рутения являются электронная и электротехническая промышленность. Крупномасштабная трансмутация Тс в сочетании с промышленной очисткой получаемого рутения от невыгоревшего Тс могла бы полностью удовлетворить современные запросы на этот платиноид.
Для трансмутации технеция используются мишени из металлического Тс, который в процессе облучения превращается в сплав Tc-Ru. Для разделения этих элементов необходимо предварительное растворение сплава Tc-Ru.
Известен способ растворения сплавов Tc-Ru в щелочных растворах в присутствии избытка окислителя (метапериодатов щелочных металлов) при температуре 70-80°С [Патент РФ № 2249632. Бюл. № 10, 2005 г.].
Избыток метапериодата щелочных металлов (в пределах растворимости) способствует ускорению процесса растворения сплавов Tc-Ru.
Недостатком данного метода является каталитическое разложение окислителя, вследствие чего требуется периодическое внесение в раствор свежих порций метапериодата, несмотря на большой избыток его в начале процесса. В результате образуются большие количества осадка (продукты разложения метапериодата). Осадок необходимо отделять от раствора, содержащего растворенные Тс и Ru, и промывать, что значительно усложняет работу и увеличивает количество отходов.
В настоящем изобретении предлагается способ окислительного растворения сплавов Tc-Ru, исключающий образование каких-либо осадков в процессе растворения.
Для этого в способе растворения сплавов Tc-Ru для их разделения растворение с окислением компонентов сплава ведут кислотными растворами, содержащими соли серебра (I), с барботированием кислотного раствора озоносодержащим газом.
В качестве кислотных растворов используют азотнокислые или хлорнокислые растворы.
В качестве озоносодержащего газа используют озонокислородную или озоновоздушную смесь.
Озоносодержащий газ, барботируемый в азотнокислые или хлорнокислые растворы серебра, окисляет серебро Ag(I) до Ag(II).
Образующееся при действии озона Ag(II) окисляет компоненты сплава - металлические Тс и Ru, переводя их в раствор. Продукты окисления сплава НТсO4 и RuO 4, а также образующиеся при восстановлении Ag(II) соли Ag(I) хорошо растворимы в HNO3 и НСlO4, поэтому в условиях данного процесса образования осадков не происходит.
Образец сплава Tc-19% Ru, представляющий собой металлический диск диаметром 6 мм, толщиной 0,3 мм и массой 84,1 мг, помещали в барботажный аппарат. Аппарат содержал 10 мл 6 моль/л раствора HNO3 с Ag(I); концентрация Ag(I) составляла 3 моль/л. Озонокислородную смесь (содержание O3 в смеси 4,1±0,3 об.%) пропускали через раствор со скоростью 10-12 л/час в течение всего процесса растворения. За 2,5 часа растворилось 1,6 мг сплава.
Образец сплава Tc-19% Ru, представляющий собой металлический диск диаметром 6 мм, толщиной 0,3 мм и массой 82,3 мг, поместили в барботажный аппарат. Аппарат содержал 10 мл 6 моль/л раствора НСlO4 с Ag(I); концентрация Ag(I) составляла 3 моль/л. Озонокислородную смесь (содержание О3 в смеси 4,1±0,3 об.%) пропускали со скоростью 10-12 л/час в течение всего процесса растворения. За 7,5 ч растворилось 1,7 мг сплава.
Класс C22B61/00 Получение металлов, не отнесенных к предыдущим группам этого подкласса
Класс C22B11/00 Получение благородных металлов
Класс C22B3/06 в неорганических кислых растворах
Класс G21F9/28 обработка твердых радиоактивных отходов