Сборник тезисов докладов VIII Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2005

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Экология атомной отрасли»

Все доклады секции


К вопросу о переработке ОЯТ экстракционным методом: разрушение щавелевой кислоты в присутствии ДТПА

Хакимова Ю.Р.

Озерский технологический институт (филиал) МИФИ

Существование индустриального общества невозможно без потребления большого количества энергии. Перед человечеством стоит задача энергообеспечения одновременно с решением экологических проблем за счет координированного снижения эмиссии вредных веществ в окружающую среду и равномерного распределения  энергоресурсов по планете. Анализ ситуации однозначно определил место атомной энергетики в качестве решения проблем энергообеспечения и экологии. Одним из важнейших моментов ядерной энергетики является переработка облученного ядерного топлива.

Большое внимание этой проблеме уделяется на химическом комбинате «Маяк». Основная переработка ОЯТ на комбинате осуществляется экстракционным методом. Экстракционные процессы управляются путем контроля за расходом органической и водной фаз. На первом цикле проводится сброс основной массы осколочных нуклидов и одновременное разделение урана и плутония.

Растворы, содержащие плутоний, подвергаются тонкой очистке (аффинажу). Получаем азотнокислый раствор, содержащий диетилентриаминпентауксусную кислоту (ДТПА), из которого плутоний осаждают  в виде оксалата. Товарный вид - диоксид плутония. Для его получения оксалат прокаливается. Маточный раствор содержит щавелевую кислоту, азотную кислоту, ДТПА и следы плутония в миллиграммовых количествах. Такой раствор необходимо вернуть в цикл на этап экстракции. Однако при определенном соотношении плутония и оксалат-ионов выпадает осадок, который препятствует проведению экстракции. Поэтому важное значение имеет проблема разложения щавелевой кислоты в присутствии ДТПА, что и  явилось целью данной работы.

Азотная кислота разрушает щавелевую кислоту. Поскольку ДТПА является восстановителем, было принято решение сначала определить условия разложения ДТПА, а потом щавелевой кислоты. Марганец, входящий в состав перманганата калия, в данной работе является катализатором реакции окисления.

В результате проведенного исследования установлено, что на остаточное содержание ДТПА в растворе оказывает влияние кислотность среды, концентрация марганца и температура. При повышении кислотности скорость окисления ДТПА увеличивается. Еще более значительное влияние на разрушение ДТПА оказывает концентрация марганца. Этот фактор, вкупе с повышенной температурой (Т = 96±20С), позволяет уже через 30 минут при концентрации марганца 0,2 г/л разложить ДТПА на 99%.

В дальнейшем планируется определить условия разложения оксалат ионов в маточном растворе, оставшегося после осаждения оксалата плутония.