Экстракция америция и европия тетраоктил дигликольамидом во фторированных полярных разбавителях
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?ы эффективности и селективности экстракции совпадают. С ростом кислотности среды разница в коэффициенте разделения металлов для изучаемых растворителей уменьшается. В случае фторированных растворителей при концентрации кислоты более 3 M разница в коэффициенте разделения пары Am/Eu практически отсутствует, в то время как системы с ДХЭ демонстрируют существенное отличие от указанной тенденции (так, Кр(DAm/DEu) ДХЭ в 2 раза превышает соответствующую величину для систем с фторсодержащими растворителями).
4.3 Определение состава экстрагируемых комплексов
Существуют 2 метода определения состава экстрагируемого комплекса: метод сдвига равновесия и метод насыщения.
Метод сдвига равновесия
Установление состава экстрагируемых комплексов TODGA с металлом (Am, Eu) проводилось методом сдвига равновесия при экстракции из 3 M HNO3 (рисунок 5). Определены сольватные числа для комплексов америция и европия в системах вида TODGA в растворителе. Сольватные числа для комплекса европия, в случае ДХЭ, додекана, Ф-3 и Формаль-2 имеют значения 2,6; 3,6; 3,3; 2,8 соответственно. Приведенные сольватные числа показывают, что происходит образование комплекса, состав которого характеризуется соотношением TODGA: Eu, равным 3:1. Найдено, что при экстракции америция растворами TODGA в данных разбавителях сольватные числа имеют значения 1,9; 4,1 2,9; 2,5 для ДХЭ, додекана, Ф-3 и Формаль-2, соответственно. Из представленных результатов можно заключить, что образуется комплекс состава TODGA: Am: 4:1 для додекана, 3:1 для Ф-3 и Формаль-2, 2:1 для ДХЭ.
Рисунок 8 - Экстракция Am(III) и Eu (III) из 3 моль/л HNO3 в зависимости от концентрации TODGA. Растворитель - Ф-3, Формаль-2 и ДХЭ
Данные по составу экстрагируемых комплексов для додекана и ДХЭ хорошо согласуются с данными работы [44]. Образование комплекса металла с экстрагентом можно описать следующим уравнением:
M3+(вод) + 3 NO3-(орг) + 3 L(орг) - M(NO3)3L3(орг) (8)
где L = TODGA.
Метод насыщения
Из изотермы экстракции европия 0,1М раствором TODGA в Ф-3 следует, что насыщенный раствор экстрагента содержит ~5,8 г/л (0,038М) европия, что соответствует сольватному числу 2,6. Такое сольватное число можно объяснить наличием в органической фазе смеси комплексов состава 2:1 и 3:1. Для насыщенных растворов экстрагента выпадения осадков при стоянии не обнаруживается.
Рисунок 9 - Изотерма экстракции европия
4.4 Экстракция европия и америция из кислых сред
В таблице 8 представлены данные по экстракции металлов как из азотнокислых сред так и из хлорно- и солянокислых сред. Данные полученные в этой работе для додекана соответствуют данным работы [45].
Таблица 8 - Экстракция америция (III) и европия (III) тетраоктил дигликольамидом из кислых сред. Растворитель - ДХЭ, Ф-3, Додекан и Формаль-2
РастворительКонцентрация кислоты (исх.), моль/лCHNO3,CHCIO4, моль/лCHCI, моль/л131313ДХЭCTODGA, M0,010,0030,1DAm0,120,73731,2 1000-2,3Кр (DAm / DEu)0,11----0,09
Показано, что порядок в ряду эффективности экстракции америция (европия) при переходе от азотной кислоты к хлорной сохраняется: ДХЭ < Ф-3 << Формаль-2<Додекан. Установлено, что извлечение Am и Eu из хлорнокислых сред происходит значительно эффективнее, чем из азотнокислых, т.е. для TODGA также проявляется перхлоратный эффект, наблюдаемый при экстракции бидентатными нейтральными соединениями. Из солянокислых сред экстракция практически не происходит, за исключение систем на основе Формаль-2, как растворителя.
Показано, что максимальной экстракционная способностью из изученных дигликольамидов обладает тетрагексилдиамид дигликолевой кислоты (АМ-1). Его экстракционные свойства заметно лучше, чем для триалкилмонофенилпроизводных и совпадают с экстракционными свойствами тетраоктилдиамида дигликолевой кислоты (TODGA).
Изучено влияние растворителя на экстракцию америция, европия и азотной кислоты тетраоктилдиамидом дигликолевой кислоты (TODGA). Показано, что экстракционная способность по отношению к америцию и европию возрастает в ряду: ДХЭ < Ф-3 << Додекан << Формаль-2.
Определена селективность экстракции пары Am/Eu тетраоктил дигликольамидом в растворителе. В ряду: ДХЭ < Ф-3 << Додекан < Формаль-2 наблюдается снижение коэффициента разделения DAm / DEu.
Методом сдвига равновесия, а также для Ф-3 методом насыщения, был установлен состав экстрагируемых комплексов америция и европия с тетраоктилдиамидом дигликолевой кислоты. Установлено, что для ДХЭ характерно сольватное число равное 2 - Am, 3 - Eu, а в случае Ф-3, додекана и формаль-2 сольватное число равно 3 - 4.
5. Раiет затрат на выполнение НИР
Затраты на проведение исследовательской дипломной работы складываются из текущих и капитальных затрат.
Текущие затраты включают в себя расходы на использование в процессе выполнения исследования сырье, материалы, реактивы, различные виды энергии, на заработную плату исполнителя работы, руководителя, консультантов и привлеченных лиц, стеклянную посуду и приборы; расходы связанные с выполнением специальных анализов и общеинститутские накладные расходы. Для определения общей суммы текущих затрат составляется смета, которая расiитывается по отдельным статьям, отражающим состав текущих затрат при выполнении исследования. Все цены при раiете взяты на