Способ выделения калифорния из растворов

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИ 0127 СПУБЛИ(51)5 В О 1 Д 39 06 С 01 С 57/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ МУ СОИ, раствт через форме,и редкоземельных элемент ры дополнительно пропуск сульфокатионит в никелев ходящийся в смеси с цинк катионита, а элюирование щелочным раствором ДТПА,2Способ по п,1, о т щ и й с я тем, что отно количество цинковой формы нита в смеси определяют и ния о",вой форм ведут сл л и ч а юсительноесульфокатиоз соотношеполо- ковой где юрии,ния й 3 Спосч ающиведут раст козем быть Изтограф из сме помощькало нк50 х 8 вми даннзагрузментам ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ110 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт физической химииАН СССР(54)(57) 1СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КАШФОРНИЯ ИЗ РАСТВОРОВ элюэнтнохроматографическим методом, включаккций ихпропускание через сульфокатиоиит вцинковой форме с последующим элюированием калифорния раствором диэтилентриамннпентаацетата аммония(ДТПА) при повышенной температуре,о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения степени его очистки от сопутствукщих црииесейкюрия 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 научных исследованиях, В связи с этим предъявляются высокие требования. к чистоте выделяемого калифорния (степень очистки от соседних транс- плутониевых элеиентов (ТПЭ) и ред/1 я(Си/С. )1 я С- необходимая длинасы катионита в цинформе, см;- высота, эквивалентнтеоретической тарелсм;, - доля калифорния в к- коэффициент разделекалифорния и цинка,об по пп,1 и 2, о т лй с я тем, что элюировором ДТПА с рН 8,2-8 ьных элементов (РЗЭ) должна Щменее 99,99).стный способ элютивного хромаческого выделения калифорния и кюрия, америция и РЗЭ с ю раствора цитрата аммония на х, заполненных смолой Дауэксаммонийной форме, Недостаткаого способа являются низкая а колонки по разделяемым эле(до 103) . а также использова. ние растворов хлорной кислоты, что но раствором с РН 82-8,9 при новыусложняет аппаратурное оформление шенной температуре,Отличительным признаком способаНаиболее близким к описываемому ЯвлЯетсЯ то, что РаствоРы дополниявляется способ выделения калифорния тельйо пропускают через сульфокатио 5из растворов элюэнтно-хроматографи- нит в никелевой форме, находящейся вческим методом, включаняций их пропус- смеси с цинковой формой катионита, а .каине через сульфокатионит в цинковой элюирование калифорния ведут слабоформе с последующим элюированием ка щелочным раствором ДТПА,лифориня раствором диэтилентриамин- Другие отличия способа состоят вцентаацетата аммония (ДТПА) при по- том, что относительное количество цинвышенной температуре, ковой формы сульфокатионнта в смесиПо данному способу хроматографи- определяют из соотношенияческое отделение калифорния от кюрия 15 1 й(СсМСсщ)сГ фи америция и от продуктов деления ве Вфдут из смеси, содержащей 74,9 ггде 1 - необходимая длина полосыкюрия, 23,9 г америция"243,катионита в цинковой фор 143 г калифорния 252 и продукты деления, пропуская ев через две колонки, 20 1, - высота эквивалентная теоФсодержащие 9,5 и 5,2 л катионита ретической тарелке, ем; .Дауэксх 8 в цинковой форме, Элюи- С - доля калифорния в кюрниЬф се Фрование,ведут раствором ДТПА концент - коэффициент разделения карации 20 г/л при РН 6 и 70 С,лифорния и цинка,Недостатками данного способа яв а элюирование калифорния ведут растляются низкие коэффициент очистки вором дТПА с РН 8,2-8,9, Технологиякалифорния от кюрия (7 10 ) и содер способа заключается в следующем.жаиие калифорния в готовом препара- Азотнокислый раствор, содержащий кате (30), а также малая степень кон лифорний и примеси РЗЭ и ТПЭ пропус центрирования в элюате (5 10 мг/мл) 30 кают через сульфокатионит в Н Форме,и недостаточно высокий его выходпосле чего его промывают дистиллиро(973) даже при низкой (303) чистоте. ванной водой, Для элюирования нодцелью изобретающая является.повью ключают колонку, содержащую еульфокашение степени очистки калифония от тионит в смешанной цинко-никелевойсопутствующих пРимееей кюрия и Редко 35 форме, Количество сорбента в никелеземельных элементов,вой форме определяют исходя из требу-ПоставленнаЯ цель достигаетсЯ емых дя разделения калифорния и кюописываемым способом выделения кали- рия полос, а в цинковой - исходя:изФорння из растворов элюэнтно-хромато приведенного соотношения, учитываяграфическим методом, включающим их 40 требуемую чистоту конечного продукта,пропускание сначала через сульфока- Элюирование ведут раствором ДТНА етионит в цинковой форме, затем - че- РН 8,2-8,9, оптимально " с 8,3-8,5,реэсульфокатионит в никелевой Форме и 70"Снаходящейся в смеси с цинковой формой катионита, в относительном коли-, 45 Приведенные Условия являютея оптичестве, определяемом из соотношениямальными, так как в своей совокупное-ти приводят к достижению поставленЬ/1(СсСст. иой цели - увеличению степени очист 3, осГИ 2 н 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; ния в элюате,Ь - высота эквивалентная тео- Применение катионита в смешаннойЭретическЬИ тарелке; форме обусловливает благоприятный реь свС С - доля калифорния в кюрии жим вымывания калифорния по отноше 55,сф - коэффициент разделения г . нию к другим ТПЭ и РЗЭ, Калифорнийъькалифорния и цинка, проходит через зону цинка, которыйс последуницим элюрованием калифорния не является удерживающим ионом дляслабощелочным раствором ДГПА, конкрет- калифорния, и удерживается никелем,б 11271 5Для других ТПЭ и РЗЭ цинк являетсяудерживающим ионом, Поэтому порядокэлюирования в случае применения катионита в смешанной, в частности,5цинко-никелевой форме следующий:01, СЕ, Еп, Сш, йп, РЗЭ, Полосы калиФорния и кюрия не следуют друг за другом, как в способе-прототипе, и неимеют зоны перекрывания, так как 30разделены зоной цинка, что обеспечивает 1002-ный выход чистого от ТПЭи РЗЭ калифорния,Применение элюента с йовышеннымзначением рН обусловливает изменение коэффициентов разделения цинккалифорний, что ведет к уменьшениюобъема вымывания калифорния,Использование концентрации ДТПАменьше 8 г/л нецелесообразно, так 20как это уменьшает концентрации на выходе всех разделяемых элементов и.увеличивает время эксперимента, Прниспользовании концентрации ДТПА выше12 г/л объем вымывания калифорния увеБличивается и ухудшается его отделение от ТНЭ,При рН элюента меньше 8,2 отделе ние калифорния от РЗЭ и ТПЭ проходитс меньшими коэффициентами очистки, Ис пользование элюента при рН больше 8,9увеличивает объем вымывания ТПЭ, чтотакже ухудшает степень очистки калифорния. Оптимальным является интервал значений рН 8,3-8,5, Ниже приведен пример конкретного выполненияспособа, в сравнении со способом-прототипомП р и м е р, Азотнокислый раствор,содержащий 0,2 мкг калифорния, 401 мкг кюрияи 200 мг гольмия,Фильтруют через колонку, содержащуюсмолу КУх 8 в водородной Форме, после чего колонку промывают дистиллированной водой, Для элкирования к 45этой колонке подключают колонку, содержащую 14 мл катнонита КУх 8 в смешанной цинко-никелевой форме (изних сорбента в цинковой форме 5 мп,сорбента в никелевой Форме 9 мл). боЗаполнение колонки по разделяемымэлементам в данном примере составляет 753, Элюирование проводят раствором ДТПА концентрации. 10 г/л прирН 8,3 и 70 С 5В процессе хроматографического разделения смеси калифорний-кюрий-гальмий на,катионите в смешанйой цинконикелевой Форме зоны отдельных злементов по колонке распределяются следующим образом:Яд, С 1, Еп, Оп, Но. Дляповьппения чистоты выделяемого калифорния следует увеличивать зону цинка,т,е, повышать содержайие сорбента вцинковой форме по отношению к количеству сорбента в никелевой форме,В данномэксперименте коэффициенточистки калифорния от кюрия составляет 1 10 ; выход калифорния 1003,чистота 99,993Калифорний вымывается, в объеме 40 млДля сравнения было проведено разделение этой же смеси по способу-прототипу следующим образом: исходнуюсмесь сорбИруют на катноните КУх 8в водородной форме, Для разделенияданной смеси к этой колонке подключают колонку, содержащую 10 мп катионита КУх 8 в цинковой форме, Элюирование осуществляют раствором ДТПА концентрации 20 г/л, рН 7,5, температура 70 С, В этом случае калифоРнийне отделяется полностью от кюрня игольмия, а имеет с ними зону перекрывания, что является причиной низкойочистки калифорния от РЗЭ и ТПЭ Ка-.лифорний в данном случае вымываетсяв объеме 100 мл по элютивному механизму, С увеличением количества сорбеита.в цинковой форме (с увеличением.числа полос разделения) происходит увеличение объема вымывания калифорния и еще большее раэмытие его полосы,Предложенный способ может быть нспользован для выделения больших количеств калифорния, В этом случаекалифорний, элюируясь эа никелем,являющимся для него удерживающимионом, будет вымываться по вытеснительному механизму отдельной полосойс концентрацией; 4, 5 мг/мл,Технико-экономические преимущества предлагаемого способа перед способом-прототипом, одновременно являющимся базовым объектом, заключается в следующем,Повышаются коэффициенты очисткикалифорния по кюрию и америцию минимум на 3 порядка, Увеличиваетсячистота получаемого препарата калифорния (99,993 против ЗОХ по,прото" "типу),.Уменьшается объем вымывания калиФорния примерно в 1000 разВыход чистого препарата увеличи-,вается до 10031127135 трат, улучшению условий техники безопасности,Корректор И,Муска Редактор: Л, Письман Техред Л,Сердюкова Заказ 153 .Тираж 411. ПодписноеВНИЯПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент"; г.ужгород, ул, Гагарина, 101 Данные преимущества при получении калифорния высокой степени чистоты (99,993) в небольшом объеме устраняют последующие операции доочистки калифорния, а также операции выпаривания высокоактивных растворов, содержащих капифорний, что ведет к зкономии материалов, времени, трудовых заДанный способ может обеспечить при его внедрении и значительный экономический эффект, определяемый масштабом его использования и количеством получаемого препарата калифорния,