CC BY
37
Одинцов А.А., Шепелева М.С., Боева О.А.
КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА 98 РАЗМЕРОМ 14.4 НМ В РЕАКЦИИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОРТО-ПАРА КОНВЕРСИИ ПРОТИЯ
Скрипкин К.С., Ранабхат К., Касаткин В.Э., Ревина А.А.
ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ Ю1 НАНОЧАСТИЦ Fe, Ni И БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ Fe/Ni НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ
Ревина А.А., Павлов Ю.С.
ПРЯМОЕ РАДИАЦИОННО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ 104
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ
Винокуров С.Е., Куликова С.А., Громяк И.Н.
ХИМИЧЕСКАЯ И МЕХАНИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МАГНИЙ-КАЛИЙ-ФОСФАТНЫХ
КОМПАУНДОВ ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ СРЕДНЕАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
Куликова С.А., Винокуров С.Е.
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ МАГНИЙ-КАЛИЙ-ФОСФАТНАЯ
МАТРИЦА ДЛЯ ИММОБИЛИЗАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
106
109
Данилов С.С., Винокуров С.Е., Стефановский С.В., Жилкина А.В.
ГИДРОЛИТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ НАТРИЙ- ц \
АЛЮМО(ЖЕЛЕЗО)-ФОСФАТНЫХ СТЕКОЛ, СОДЕРЖАЩИХ АКТИНИДЫ В ВЕСОВЫХ КОЛИЧЕСТВАХ
Балановский Н.В., Мятковская О.Н.
ИНТЕРСЕТЧАТЫЕ СОРБЕНТЫ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА ИЗ 113 РАСТВОРОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛИМЕТАЛЛЬНОГО СЫРЬЯ
Балановский Н.В., Трошкина И.Д., Ванин И.А.
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ СИЛЬНООСНОВНЫХ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ИОНИТОВ НА СТАБИЛЬНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ИЗВЛЕЧЕНИИ УРАНА
Инженерная физическая химия (радиационная химия, химия и технология изотопов и редких элементов)
УДК 66.061.16
С.А. Поляков, А.А. Гусаков, Л.М. Абашев, А. В. Бояринцев, С. И. Степанов*
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д. 9 * e-mail: [email protected]
ХИМИЯ РАСТВОРЕНИЯ ОКСИДА ЦЕРИЯ(1У) В КАРБОНАТНО-ФТОРИДНЫХ СРЕДАХ
Рассмотрена химия растворения СеО2 в растворах Me2CO3 - MeF, где Me=Na+ и K+. Показано, что в присутствии 1,0 М H2O2 для системы CeO2 - Na2CO3 - NaF - H2O2, степень растворения CeO2 не превышает 1 масс. %. Предложен вариант перевода CeO2 в карбонатный раствор через стадию конверсии в фторид церия(^), в результате которого степень перевода CeO2 в карбонатный раствор возрастает благодаря образованию смешанных карбонатно-фторидных соединений Ce(IV).
Ключевые слова: оксид церия(^); фторид церия(^); фторид церия(Ш); твердофазная конверсия.
Одним из вариантов перевода диоксида плутония в раствор при карбонатной переработке отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) в КАРБЭКС-процессе [1], может быть твердофазная конверсия диоксида плутония в тетрафторид плутония с последующим его растворением в растворах карбонатов щелочных металлов или аммония.
Кроме того, известно, что при газофторидной технологии (ГФТ) переработки (ОЯТ), часть плутония, урана, а также продукты деления (ПД) и компоненты захваченной топливом части циркониевой оболочки твэлов в виде нелетучих фторидов концентрируются в огарках фторирования. Карбонатная переработка фторидных огарков в соответствии с концепцией КАРБОФТОРЭКС-процесса [2], приводит к образованию карбонатно-щелочных растворов, содержащих уран, плутоний и некоторые ПД в виде карбонатных и фторидно-карбонатных соединений. В соответствии с литературными данными [3], диоксид церия может быть использован в качестве имитатора диоксида плутония. Следует отметить, что химия фторидно-карбонатных растворов церия(ГУ) и плутония(ГУ) в настоящее время практически не изучена.
Целью настоящей работы явилось исследование химии процесса растворения диоксида церия, как имитатора диоксида плутония, и его продуктов конверсии в присутствии фтористоводородной кислоты в водных карбонатных и фторидно-карбонатных растворах.
Оксид церия(ГУ) получали при термолизе кристаллического оксалата церия при температуре 1000°С в течение 2 ч., состав конечного продукта подтвержден методом РФА, карта JCPDS № 43-1002. Удельная поверхность - 2,3 м2/г.
Гранулометрический состав: 21%-12мкм, 26%-11мкм, 41%-10мкм, 2%-6мкм, 10%-осколки. Кинетические эксперименты проводили в термостатированной ячейке в которую помещали фторопластовый стакан. Конверсию проводили с использованием фтористоводородной кислоты квалификации «х.ч.».
Из предварительных экспериментов по растворению Се02, в растворах Ме2С03 - МеБ, где Ме=К+ и К+ в интервале температур 25^70°С, было установлено, что диоксид церия не растворим в подобных условиях.
В присутствии комплексообразующих реагентов С10Н1408К2Ка2(Трилон Б) и Ка2Б203 в интервале концентрации 0,1^0,25 моль/л и 0,5^1,5 моль/л соответственно, СеО2 так же не растворим.
При переходе к системе Се02 - Ка2С03 - КБ -Н202, было установлено, что в области концентрации Н202 равной 1,0 М, максимально достигаемая концентрация церия в карбонатном растворе за 60 мин., составила 0,01 г/л, что соответствует степени перехода Се02 в раствор менее 1 масс. %.
При исследовании процесса твердофазной конверсии СеО2 во фторид в водных растворах НБ, основным продуктом, в соответствии с РФА, являлся тетрафторид церия состава - СеБ4-0,9Н20 (карта JCPDS № 18-0323), кроме того в продукте была идентифицирована фаза - СеБ3 (карта JCPDS № 08-0045). Во всех случаях, так же наблюдали фазу СеО2 (карта JCPDS № 43-1002). Образование в качестве одного из продуктов СеБ3, может быть объяснено восстановлением Се(ГУ) до Се(Ш) кислородом воды в кислой среде, стандартный потенциал такой реакции равен +1,293 В [4]. Далее Се(Ш)взаимодействует с НБ с образованием СеБ3. В первом приближении при анализе результатов РФА, можно говорить, что выход СеБ3 по сравнению с СеБ4 составил —10-15 масс.%.
В ходе эксперимента было установлено, что на величину степени конверсии а(СеО2) оказывает влияние повышение концентрации НБ, температуры, соотношения Ж:Т в пользу жидкой фазы. В свою очередь степень перевода церия из продуктов конверсии при растворении в карбонатном или карбонатно-фторидном растворе, напрямую связана с величиной степени конверсии СеО2 в фторид. Т.е. если на стадии твердофазной конверсии оксида церия в фторид, была достигнута степень конверсии более 99 масс. %, то с уверенностью можно говорить, что весь конвертированный продукт будет
