Способ выделения калифорния из растворов

Способ выделения калифорния из растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КАЛИФОРНИЯ ИЗ РАСТВОРОВ элюэнтно хрома тографическим методом, включающий их пропускание через сульфокатионит в цинковой форме с последуюдам элюированием калифорния раствором диэтилентриаминпентаацетата аммония (ДТПА) при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения степени его очистки от сопутствующих примесей кюрия и редкоземельных элементов, растворы дойолнительно пропускают через сульфокатионит в никелевой форме,находящийся в смеси с цинковой формой / катионита, а элюирование ведут слабо-1. щелочным раствором ДТПА. 2. Способ по п., о тли ч а ю щ и и с я тем, что относительное количество цинковой формы сульфокатионита в смеси определяют из соотношения h/ls(Cc /Cc:m) igoTcF ° -г.т L - необходимая длина пологде сы катионита в цинковой форме, см; 1 - высота, эквивалентная . теоретической тарелке. C f/Cctn - доля калифорния в кюрии; el - коэффициент разделения . калифорния и цинка. 3. Способ по ПП.1 и 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что элюироцание ведут раствором ДТПА с рН 8,2-8,9,

А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН. ав> чаи

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВтОЕсночъ СзиДЯтЯЛьСтвм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

AQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТ ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3596966/23-26 (22) 05;03,83 (46) 15,01,90, Бюл, Ж- 2 (71) Институт физической химии

АН СССР (72) П,П,Назаров, Э.А.Чувелева, Л,А,Фирсова и О.В.Харитонов (53) 661,183,12(088,8) (56) Егоров, Е,В, и Макарова С,Б, Ионный обмен в радиохимии, М., Атомиздат, 1971, с,191-192 °

Love S. Т., Hale M.Н. and

Hal1man D.F; Ing.Eng.Ch.Process

Design and Development, 1971, . 10, В 1, р.131-133. (54)(57) 1 ° СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ KAllHФОРНИЯ ИЗ РАСТВОРОВ элюэнтно хроматографическим методом, включакяций их пропускание через сульфокатионит в цинковой форме с последующим элюированием калифорния раствором диэтилентриаминпентаацетата аммония (ДТПА) при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения степени его очистки от сопутствукщих примесей кюрия

Изобретение относится к хроматографическому разделению актинидов и лантанидов,,в частности к способам выделения чистого калифорния из облученных мишеней, который используется в качестве источников, нейтронов, а также в. йаучных исследованиях. В связи с этим предъявляются высокие требования. к чистоте выделяемого калифорния (степень очистки от соседних трансплутонневых элеМентов (ТПЭ) и ред(5l)5 В 01 J 39 06 С 01 G 57/00

2 и редкоземельных элементов, растворы дополнительно пропускают через сульфокатионит в никелевой форме,находящийся в смеси с цинковой формой ( катионита, а элюирование ведут слабо", щелочным раствором ДТПА.

2, Способ по п,l о т л и ч а ю— шийся тем, что относительное количество цинковой форьы сульфокатионита в смеси определяют из соотношения

Ь/1 (С с й/С. )

lg e(c< где 1 — необходимая длина полосы катионита в цинковой форме, см;

h — высота, эквивалентная теоретической тарелке, см;

С С,>

2w . tw калифорния и цинка, 3, Способ по пп,l и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что элюироцание ведут раствором ДТПА с рН 8,2-8 9 ° коз емельных элементов (РЗЭ) должна ф быть не менее 99,99X).

Известный способ элютивного хроматографического выделения калифорния из смеси кюрия, америция и Р33 с помощью раствора цитрата аммония на колонках, заполненных смолой Дауэкс50х8 в аммонийной форме, Недостатками данного способа являются низкая загрузка колонки по разделяемым элементам (до 10X) . а также использова1127135 i

3. . ние растворов хлорной кислоты, что но Раствором с РН 8 2-8,9 при новы усложняет аппаратурное оформление шенной температуре, Отличительным признаком способа

Наиболее близким к описываемому ЯвлЯетсЯ то, что РаствоРы дополни является способ выделения калифорния тельно пРопУскают чеРез сУльфокатио5

as растворов элюэнтно-хроматографи- нит в никелевой форме, находящейся в ческим методом, включаияций их пропус- смеси с цинковой формой катионита, а . канне через сульфокатионит в цинковой элюирование калифорния ведут слабоформе с последующим элюированием ка.- 10 щелочным раствором ДТПА, лифориня раствором диэтилентрнамин- Другие отличия способа состоят в центаацетата аммония (ДТПА) при по- том, что относительное кбличество цин-вышенной температуре, ковой формы сульфокатионита в смеси

По данному способу хроматографи- определяют из соотношения ческое отделение калифорния от кюрия 15 1 1 /1 1(С 1/Ссщ)!

cF и америция и от продуктов деления ве- 1 „ дут из смеси, содержащей 74,9 r где 1 — необходимая длина полосы кюрия-244, 23,9 г америция-243, катионита в цинковой фор143 г калифорния 252 и продукты делениЯ, пРопУскаЯ ев чеРез две колонки, 20 11 - высота эквивалентн теоФ одержащие 9 5 H 5,2 л катионита: ретической тар ке, cM

Дауэкс-50х8 в цинковой форме, Элюи- С - доля калифорния в кюрии

С се Ф рование,ведут раствором ДТПА концент— коэффициент разделения карации 20 г/л при РН! 6 и 70 С, лифорния и цинка, Недостатками данного способа "в- 25 а ф

ВороМ ДТПА C РН 8,2-8,9, Технология к ф р я от к "я (7 10 ) и содер- способа заключается в следу „ем

Азотнокислый раствор, содержащий калифорний и примеси РЗЭ и ТПЭ пропус-3 кают через сульфокатионит в Ф форме и недостаточно высокий его выход после чего его промывают дистиллиро(973) даже пРи низкой (ЗОХ) чистоте ванной водой, Для элюирования нодЦелью изобретаыаЯ ЯвлЯетсЯ - ключают колонку, содержащую сульфокашение степени очистки калифония от тионит в смешанной цинко-никелевой сопутствующих пРимесей кюриЯ и Редко 35 форме, Количество сорбента в никелеземельных элементов, вой форме определяют исходя из требу-

ПоставленнаЯ цель достигаетсЯ емых д я разделения калифорния и кюоп сываем м способом вдели "ал" рия полос а в цинковой - Hcxoa из форннЯ из РаствоРов элюэнтно-хРомато приведенного соотношения, учитывая графическим методомэ включающим Hõ 40 требуемую чистоту конечного продукта, пРопУскание сначала через сУльфока- Эл ирование ведут Раствором ДТНА. с тионит в цинков и Форме ат че РН 8,2-8 9, оптимально - с 8

Рез сУльфокатиоиит в никелевой фоРме и 70С находящейся в смеси с цинковой формой катионита, в относительном коли-, 45 Приведенные условия являются оптичестве, определяемом из соотношения мальными, так как в своей совокупнос-! ти приводят к достижению поставленЬ/1ф(Сс /eñó) . ной цели - увеличению степени очист1 ef сЕ

И 2в ки калифорния. от сопутствующих пригде 1 - необходимая длина полосы 50 месей кюрня и РЗЭ, а также к повышекатионита в .цинковой фор- нию степени концентрирования калиформе; HHH в элюате, h — высота эквивалентная тео- Применение катионита в смешанной

Э ретическЬИ тарелке; форме обусловливает благоприятный реь(ю . С /С - y:äoëÿ калифорния в, кюрии жим вымывания калифорния по отноше55 ,(с - коэффициент разделения ." . нию к другим ТПЭ и РЗЭ, Калифорний

zn калифорния и цинка, проходит через зону цинка, который с последуницим элюрованием калифорния не является удерживающим ионом для слабощелочным раствором Д51А, конкре калифорния, и удерживается никелем, б

11271

5

Для других ТПЭ и РЗЭ цинк является удерживающим ионом, Поэтому порядок элюирования в случае применения катионита в смешанной, в частности, 5 цинко-никелевой форме следующий:

Ni Cf, Zn, Cm Am РЗЭ, Полосы калифорния и кюрия не следуют друг за другом, как в способе-прототипе, и не имеют зоны перекрывания, так как 10 разделены зоной цинка, что обеспечивает 100Х-ный выход чистого от ТПЭ и Р33 калифорния, Применение элюента с йовышенным значением рН обусловливает измене- 15 ние коэффициентов разделения цинккалифорний, что ведет к уменьшению объема вымывания калифорния, Использование концентрации ДТПА меньше 8 г/л нецелесообразно, так 20 как это уменьшает концентрации на выходе всех разделяемых элементов и. увеличивает время эксперимента, Прн использовании. концентрации ДТПА выше

12 г/л объем вымывания калифорния уве-25 личивается и ухудшается его отделение от ТНЭ, При рН элюента меньше 8,2 отделе-1 ние калифорния от Р33 и ТПЭ проходит с меньшими коэффициентами очистки, Ис-30 пользование элюента при рН больше 8,9 увеличивает объем вымывания ТПЭ, что также ухудшает степень очистки калифорния. Оптимальным является интервал значений рН 8,3-8,5, Ниже приведен пример конкретного выполнения способа, B сравнении со способом-прототипом, Пример, Азотнокислый раствор, содержащий 0,2 мкг калифорния-252, 40

1 мкг кюрия-244 и 200 мг гольмия-165, фильтруют через колонку, содержащую смолу КУ-2х8 в водородной форме, после чего колонку промывают дистиллированной водой, Для элкирования к 45 этой колонке подключают колонку, содержащую 14 мл катионита КУ-2х8 в сме» шанной цинка-никелевой форме (из них сорбента в цинковой форме 5 мп, сорбента в никелевой форме 9 мл). 50

Заполнение колонки по разделяемым элементам в данном примере составляет 75Х Элюирование проводят раствором ДТПА концентрации. 10 г/л при рН 8, 3 и 70 С, 55

В процессе хроматографического разделения смеси калифорний-кюрий-гальмий на, катионите в смешаийой цинконикелевой форме зоны отдельных злементов по колонке распределяются следующим образом:Ni, Cf, Zn, Gn, Но. Для повьппения чистоты выделяемого калифор ния следует увеличивать зону цинка, т.е. повьппать содержайие сорбента в цинковой форме по отношению к количеству сорбента в никелевой форме, В данном эксперименте коэффициент очистки калифорния от кюрия составляет 1 10 ; выход калифорния 100Х, чистота 99,99Х Калифорний вымывается. в объеме 40 мл. °

Для сравнения было проведено pasделение этой же смеси по способу-прототипу следующим образом: исходную смесь сорбИруют на катноните КУ-2х8 в водородной форме, Для разделения данной смеси к этой колонке подключают колонку, содержащую 10 мп катионита КУ-2х8 в цинковой форме, Элюирование осуществляют раствором ДТПА концентрации 20 г/л, рН 7,5, температура 70 С, В этом случае калифорний не отделяется полностью от кюрня и гольмия, а имеет с ними зону перекрывания, что является причиной низкойочистки калифорния от РЗЭ и TIQ„ Ка-. лифорний в данном случае вымывается в объеме 100 мл по элютивному механизму. С увеличением количества сорбеита.в цинковой форме (с увеличением.числа полос разделения) происходит увеличение объема вымывания кали форния и еще большее раэмытие его полосы, Предложенный способ может быть нс пользован для выделения больших ко.. личеств калифорния, В этом случае калифорний, элюируясь эа никелем, являющимся для него удерживающим ионом, будет вымываться по вытесни» тельному механизму отдельной полосой с концентрацией;. 4, 5 мг/мл, Технико-экономические преимущест» ва предлагаемого способа перед способом-прототипом, одновременно яв» ляющимся базовым объектом, заключается в следующем, Повышаются коэффициенты очистки калифорния по кюрию и америцию минимум на 3 порядка, Увеличивается чистота получаемого препарата калифорния (99,99Х против ЗОХ по,прото- " типу)..

Уменьшается объем вымывания кали» форния примерно в 1000 раз °

Выход чистого препарата увеличи-. вается до 100Х.

1127135 трат, улучшению условий техники безопасности, Корректор И,Муска

Редактор: Л, Письман

Техред Л.Сердюкова

Заказ )53 .Тираж 411. Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент"; г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Данные преимущества при получении калифорния высокой степени чистоты (99,99Х3 в небольшом объеме устраняют последующие операции доочистки калифорния, а также операции выпаривания высокоактивных растворов, содержащих капифорний, что ведет к эконо» мии материалов, времени, трудовых saДанный способ может обеспечить при его внедрении и значительный экономический эффект, определяемый масштабом его использования и количеством получаемого препарата калифорния,