Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции
ФАЗОВЫЕ РАНОВЕСИЯ "ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ" В БИНАРНЫХ И ТРОЙНЫХ СИСТЕМАХ, СОДЕРЖАЩИХ КООРДИНАЦИОННЫЕ СОЛЬВАТЫ УРАНИЛА (VI), ТОРИЯ(IV) И ЛАНТАНОИДОВ(III) С ТРИ-Н-БУТИЛФОСФАТОМ
Решетко Я.А.
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Метод жидкостной экстракции наиболее широко используется для разделения нитратов уранила (VI), тория (IV) и редкоземельных металлов (III).
Ввиду ограничений по взаимной растворимости координационных сольватов нитратов РЗМ(III) и тория(IV) в неполярных растворителях, например в углеводородных (УР), в ряде систем возможно расслоение органической фазы на две (образование «третьей фазы»).
Изучены диаграммы состояния тройных жидких систем (ТЖС) [Th(NO3)4(ТБФ)2] – (ТБФ=три-н-бутилфосфат) модификатор (алифатические спирты, карбоновые кислоты н-строения, хлорпроизводные растворители, ароматические углеводороды) – декан при Т=298,15-333,15 К. ТЖС характеризуется областью гомогенных растворов и областью двухфазных жидких систем (систем с расслоением). Модификатор и [Th(NO3)4(ТБФ)2] распределяются в фазу(I), а другая фаза(II) обогащена деканом. Температура (Т=298,15-333,15 К) существенно не влияет на область расслоения на две фазы. Для двухфазных систем характерно преимущественное распределение модификатора в фазу I, несмотря на то, что бинарные системы «модификатор – декан» являются однофазными.
Изучены диаграммы состояния ТЖС [Ln(NO3)3(ТБФ)3](Ln=Y, Lu) -[UO2(NO3)2(ТБФ)2] (ТБФ=три-н-бутилфосфат)–тетрадекан при Т=288,15?345,15К. ТЖС характеризуется областью гомогенных растворов и областью двухфазных жидких систем (систем с расслоением), одна из фаз(I) обогащена [Ln(NO3)3(ТБФ)3] и [UO2(NO3)2(ТБФ)2], а другая фаза(II) тетрадеканом. Область расслоения на две фазы уменьшается с ростом температуры. Для двухфазных систем характерно преимущественное распределение [UO2(NO3)2(ТБФ)2] в фазу I, несмотря на то, что бинарная система [UO2(NO3)2(ТБФ)2] – тетрадекан является однофазной при всех изученных температурах.
Изучены диаграммы состояния бинарных жидких систем «синтетический углеводородный растворитель РЭД-1-сольваты нитратов редкоземельных металлов(III) (неодим, самарий, гадолиний, иттрий, иттербий и лютеций) с три-н.-бутилфосфатом» при Т=293,15-373,15 К. Диаграммы состояния бинарных систем состоят из области гомогенных растворов и области расслоения на две жидкие фазы (I,II)–I фаза обогащена РЭД-1, а II фаза - [Ln(NO3)3(ТБФ)3] (Ln = Nd , Sm, Gd, Y, Yb и Lu). Области расслоения на две жидкие фазы в бинарных системах уменьшаются с ростом температуры. Верхние критические температуры смешения бинарных систем зависят от природы редкоземельных металлов (Ш) и возрастают при переходе от неодима (Ш) к лютецию (Ш).
Изучены диаграммы состояния ТЖС «синтетический углеводородный растворитель РЭД-1-сольваты нитратов редкоземельных металлов (III) (неодим, иттербий) с три-н-бутилфосфатом-растворитель ЭКСАЙД-100 (углеводороды с добавкой 20% ароматических соединений)» при Т=293,15-333,15 К. Установлено, что замена РЭД-1 на ЭКСАЙД-100 приводит к гомогенизации органической фазы.
Изучены диаграммы состояния ТЖС [Th(NO3)4(ТБФ)2] - [UO2(NO3)2(ТБФ)2] (ТБФ=три-н-бутилфосфат) – РЭД-1 (тетрадекан) при Т=293,15-333,15 К. ТЖС характеризуется областью гомогенных растворов и областью двухфазных жидких систем (систем с расслоением), одна из фаз (I) обогащена [Th(NO3)4(ТБФ)3] и [UO2(NO3)2(ТБФ)2], а другая фаза (II) тетрадеканом (РЭД-1). Температура (Т=293,15-333,15 К) существенно не влияет на область расслоения на две фазы. Для двухфазных систем характерно преимущественное распределение [UO2(NO3)2(ТБФ)2] в фазу I, несмотря на то, что бинарная система [UO2(NO3)2(ТБФ)2] – тетрадекан является однофазной при всех изученных температурах. Распределение [UO2(NO3)2(ТБФ)2] в фазу (I) приводит к перераспределению [Th(NO3)4(ТБФ)2] в фазу (II). При всех изученных температурах точки критического состава ТЖС представляют собой составы с близким содержанием сольватов [Th(NO3)4(ТБФ)2] и [UO2(NO3)2(ТБФ)2].
Полученные в работе диаграммы трехкомпонентных систем с расслоением органических фаз позволяют предсказать области практического использования двух- и трехфазных систем в технологической практике.