Ионообменные смолы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ОЗЕРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(филиал)

Московского инженерно-физического института

(государственного университета)

Кафедра Химии и химтехнологии

РЕФЕРАТ

Ионообменный аффинаж плутония и нептуния

По курсу

«Переработка ОЯТ»

Озёрск

ВВЕДЕНИЕ

Поля Плутониевые растворы, получаемые после экстракции, могут содержать в небольшом количестве продукты деления, уран, продукты коррозии аппаратуры и примеси, поступившие с реэкстрагирующим раствором последнего экстракционного цикла. Поэтому необходим цикл конечной очистки, который не только обеспечивает получение общего коэффициента очистки плутония 10⁷—10⁸, но и позволяет получать очищенный плутоний в виде раствора достаточно высокой концентрации, пригодного для последующего приготовления двуокиси плутония.

Классическим способом аффинажа является селективное осаждение. Этот метод можно использовать для очистки плутония, но он имеет недостатки, требует для своего осуществления много аппаратов и приводит к заметным потерям при последующей переработке маточных растворов.

В данной работе рассмотрим такой метод конечной очистки и концентрирования, как ионообменные процессы.

Т.к. для аффинажа плутония наиболее характерен анионообменный аффинаж, то катионообменный аффинаж будет рассмотрен кратко В названии звучит еще и нептуний.

Ионообменные смолы

Органические ионообменные смолы можно разделить на две группы: ставлю тебе уже третий по счету знак препинания катиониты и аниониты. Большинство промышленных смол представляют собой стирол-дивинилбензольный полимер, к которому присоединены функциональные группы. В катионообменных смолах такими функциональными группами являются следующие карбоксильные (—СООН), фенольные (—ОН), сульфогруппы (—SO₃H). В этих группах водород может обмениваться на другие катионы. Аниониты имеют основный характер и содержат амино (—NХ₂)- и имино ( = NX)-группы или группы четвертичного аммониевого основания (—NX₃⁺) [1].

Реакции сорбции ионов на смолах выражаются уравнениями нумеровать:

Катионит: nR-H+Mⁿ⁺àR_nM+nH⁺

смола раствор смола раствор

Анионит: nR-NO₃+AⁿàR_nA+nNO₃^-

смола раствор смола раствор

Ионы как в фазе раствора, так и в смоле могут быть простыми или комплексными. Для разделения смесей ионов, присутствующих в растворе, можно использовать различное сродство смолы к различным нонам. Ионообменные процессы, в общем, достаточно просты, что имеет существенное значение при работе с радиоактивными изотопами, проводимой за свинцовой защитой или в перчаточных боксах. В принципе возможно быстрое проведение процессов разделения, причем число теоретических тарелок на единицу высоты колонны велико.

Для аффинажа плутония используют как катионо-, так и анионообменные смолы, а также их сочетания.