Ториевый топливный цикл

отчет по практике

3.2.3 Разделение 233U и 232Th методом жидкостной экстракции

Экстракция - это извлечение вещества из одной жидкой фазы (обычно водного раствора) в другую (обычно органическую).

Экстракционные методы отделение тория от урана и редкоземельных элементов (РЗЭ) получили широкое распространение. Чаще всего из водных растворов торий и уран экстрагируют несмешивающимся с водой трибутилфосфатом. Разделение урана и тория происходит на стадии избирательной реэкстракции. При определенных условиях торий из органического растворителя перетягивается в водный раствор азотной кислоты, а уран остается в органической фазе. В качестве экстрагентов могут применяться также метилизобутилкетоны, пентаэфир, оксид мезитила, моно- и диэтилфосфаты, дикетоны. Так же торий от урана можно отделить с помощью диэтилового эфира, который экстрагирует только уран.

Максимальное разделение урана и тория при экстракции трибутилфосфатом происходит в том случае, если органическая фаза близка к насыщению по урану. [9]

Основные стадии экстракционного разделения U и Th:

Для начала весь U и Th нужно растворить в азотной кислоте (HNO3).

Затем готовят раствор диэтилового эфира.

Далее нитраты тория и урана помещают в экстрактор.

Диэтиловый эфир приливают к нитратам U и Th, тщательно перемешивают. Таким образом уран экстрагирует в органическую фазу, а торий остается в водной.

Производят отделение органической и водной фазы, т.е. разделяют растворы урана и тория.

Проводят реэкстракцию урана (извлекают U из органической фазы).

Достоинства и недостатки процесса экстракции:

Достоинства:

низкие рабочие температуры;

возможность сочетания с иными процессами химической технологии (например, с ректификацией и кристаллизацией);

непрерывность процесса;

высокая степень разделения, что позволяет получать особо чистые вещества;

относительная простота аппаратурного оформления, так как процесс обычно протекает при нормальной температуре и давлении;

высокая эффективность и скорость массообмена;

возможность полной автоматизации;

безопасность для окружающей среды.

Недостатки:

- возможность образования в процессе экстракции стойких эмульсий;

-пожароопасность ряда экстрагентов и разбавителей;

-необходимость дополнительной очистки рафината от растворённого экстрагента (разбавителя).

Если сравнивать эти методы, то наиболее перспективным с точки зрения экономики и конструкции аппаратов для разделения, является метод жидкостной экстракции, т.к. данный метод является классическим, а это значит, что он отработан. В настоящее время метод жидкостной экстракции является основным в технологии переработки ядерного топлива, тогда как другие методы являются новыми и имеют большее количество недостатков.

4. Основы технологии переработки облученных в газоохлаждаемом канальном реакторе ториевых стержней методом жидкостной экстракции

Делись добром ;)