Способ удаления осадка дибутилфосфатов циркония и гафния

Способ удаления осадка дибутилфосфатов циркония и гафния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам удаления осадка дибутилфосфатов циркония и гафния, образующихся в процессе экстракционного разделения этих элементов, и позволяет упростить процесс очистки экстракционного оборудования. Осадок растворяют в смеси водных растворов едкого натра концентрацией 50-100 г/л и перекиси водорода концентрацией 17-57 г/л при поддержании молярного соотношения NaOH и Н202 1,5-2,5 и кратности циркуляции растворителя 2-3. Осадок удаляют в течение не более 3 мин. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (39) (I I) t 655905 А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4711551/26 (22) 03.05.89 (46) 15.06,91. Бюл, М 22 (71) Московский химико-технологический институт им. Д,И. Менделеева (72) О.А. Синегрибова, В.П. Ланин, Н.М. Чикирда, А.А. Левченко и А.П. Мухачев (53) 661.883.1(088.8) (56) Громов Б.В„Савельева В,И., Шевченко

В.Б. Химическая технология облучен ного ядерного топлива. М,: Энергоатомиздат, 1983, с. 76. (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ОСАДКА ДИБУТИЛФОСФАТОВ ЦИРКОНИЯ И ГАФНИЯ

Изобретение относится к экстракционному разделению и очистке Zr(Hf) с применением трибутилфосфата (ТБФ) в качестве экстрагента.

В результате гидролиза под действием кислоты, температуры и радиации ТБФ подвергается необратимым изменениям с образованием ди-(Д БФк)-бутилфосфорных кислот, которые образуют с Zr(Hf) нерастворимые в водной и органической фазах соединения, Эти соединения способствуют появлению в экстракционных системах стойких, трудноразделяемых эмульсий и выделению 3-й фазы в виде осадков и межфазных пленок. Накапливаясь и уплотняясь, они нарушают гидродинамику процесса, забивая перетоки как органической, так и водной фаз, что приводит к необходимости остановки процесса. Осадок, как принято на практике, удаляют механически вручную.

Недостатками такого способа удаления является необходимость частичного демонтажа оборудования, его длительного простоя, применения ручного труда.

sIIs С 01 6 25/00 27/00 ИЕОВЯИЯ 4ИЛГ.".--э- T.7 IIÙI r

45. (-эХИ ., с ГI

4 (57) Изобретение относится к способам удаления осадка дибутилфосфатов циркония и гафния, образующихся в процессе экстракционного разделения этих элементов, и позволяет упростить процесс очистки экстракционного оборудования. Осадок растворяют в смеси водных растворов едкого натра концентрацией 50-100 г/л и перекиси водорода концентрацией 17 — 57 г/л при поддержании малярного соотношения

NaOH и Н202 1.5 — 2,5 и кратности циркуляции растворителя 2 — 3. Осадок удаляют в течение не более 3 мин. 1 табл.

Цель изобретения — упрощение процесса путем исключения необходимости частичного демонтажа оборудования и трудоемких операций. э

Пример 1. Водный раствор состава: NaOH = 100 г/л; HzOz = 42 гlл, M NaOH/МН Ор= 2, подают на первую ступень каскада экстракторов. Концентрацию циркония (гафния) в растворе контролируют на выходе из последней ступени. После первого цикла она составляла 2,1 г/л. Затем раствор направляют на первую ступень. После второго цикла концентрация Zr 4,6 г/л, после третьего — 4,6 гlл, т.е. концентрация циркония осталась прежней. Это свидетельствует о том, что больше металл в раствор не переходит. Следовательно, осадка в каскаде больше нет и процесс чистки экстракторов можно закончить.

Степень растворения дибутилфосфата циркония контролируют по концентрации ионов в растворе и рассчитывают по формуле

y(%) =100 -((п р czr)/mzr) 100 .

1655905

MN aOH

M Н202

Степень растворения, за

t=2 мин

NaOH, r/ï

Н202, г/л

Пример, N.

2 цикл 3 цикл

1 цикл

4 цикл

4,6

3,8

3,9

4,1

3,5

3,4

1,6

42

34

57

47

17

34

57

28

17

16

4,6

3,8

3,9

4,1

3,8

3,9

2,0

3,7

1,5

1.6

1,9

4,6

3,0

2,6

2,1

1.8

1,7

1,1

1,2 },0

0,8

3,0

1,1 1,1

1,1

2,1

2,1

1,6

2,0

2,5

1,5 1,8

1,4

2,8

5,0

99

98

73

97

97

86

76

1

3

5

7

9

11

12

13

14

4,6

3,8

3,9

4,1

4,0

4,4

3,4

3,7

1,5

1.6

1,9

4,6

3,6

3,0

3,7

=1,4

1,4

1,6

4,4

2,6

2.0

2,0

1,6. 1,5

2,5

2,7

3,1 где у — процент растворения осадка;

mz, — количество Zr в навеске осадка, cz — количество Zr, перешедшее в раствор.

Чистоту внутренней поверхности обрабатываемого каскада экстракторов можно контролировать по концентрации ионов металла в растворе на выходе из каскада, Постоянство концентрации металла в растворе от цикла к циклу при отсутствии насыщения (< 10 г/л) свидетельствует о том, что осадка в аппаратах больше нет.

Остальные примеры (2 — 28) осуществляют по методике примера 1, но при разных значениях параметров, в т.ч. и вне заявленных пределов, Условия и результаты приведены в таблице.

Из таблицы видно, что при проведении процесса растворения. осадка водным раствором NaOH u HzOz в заявленном интервале концентраций и молярных отношений (см. примеры 1 — 4, 9 — 13, 18 — 20) степень растворения осадка за время контакта фаз 2 мин более 80 . При кратности циркуляции

2 — 3 достигается полнота растворения осадка в каскаде экстракторов.

Как следует из примеров 5 — 7, 14 — 17, 21, 26, во всех случаях когда молярное отношение NaOH/HzOz выходит за рамки заявленных значений степень растворения осадка меньше 80 и в некоторых случаях падает до 40, в том числе и внутри заявленного интервала концентраций йаОН и HzOz (см.

6,7, 17,21), В примерах 23 — 25, где (NaOH)< 50г/л, степень растворения осадка падает до

757; и при сохранении отношения

MNaOH/M HzOz=1,5 — 2,5. Нижний предел

Hz0z=17 г/л фиксирован необходимостью строгого соблюдения малярного отношения

М йаОН/М Н202 и если Н202=17 г/л, то

M NaOH/Ì HzOz > 2,5 (при NaOH в рамках заявленных значений), что влечет резкое па5 дение степени растворения осадка (примеры 14-16). Верхний предел NaOH и Н202 обусловлен тем, что дальнейшее повышение концентраций нецелесообразно, так какстепень растворения не превышаетдо10 стигнутого значения (99 г/л за 2 мин) примеры 27, 11. Растворы NaOH и Н202, приготовленные и приведенные в контакт с осадком отдельно (примеры 8, 22, 28), не разрушают осадок и степень растворения

15 не превышает 1 .

Таким образом, осуществление способа позволяет удалять осадок с внутренней поверхности каскада экстракторов, образовавшийся в результате взаимодействия

20 ДБФК с цирконием (гафнием), достигая при этом высокой степени удаления осадка за короткий промежуток времени (не более 3 мин), избегая демонтаж оборудования и трудоемких операций.

Формула изобретения

Способ удаления осадка дибутилфосфатов циркония и гафния, образующегося при экстракционном разделении циркония и гафния, отличающийся тем, что, с

30 целью упрощения процесса путем исключения необходимости частичного демонтажа оборудования и трудоемких операций, процесс ведут растворением осадка водным раствором смеси едкого натра и переки35 си водорода при концентрации NaOH, равной 50 — 100 г/л и Н202 — 17 — 57 г/л, поддержании малярного соотношения

NaOH:Hz0z=1,5 — 2,5 и кратности циркуляции растворителя, равной 2 — 3, Концентрация Zr в растворе на выхое из после н. с пени, г/л

1655905 "родопжение табли:."ы в рас.-ор. н. ступен п

3 цикл

Заказ 2027 Тираж 302 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

1,3

1.2

1.2

1,5

4,6

0,3

Составитель K). Куценко

Редактор М. Бандура Техред M.Moðãåíòàë Корректор И. Муска

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

1,3

1,2

1,5

4,6