Основы радиохимии, методы выделения и разделения радиоактивных элементов. Жерин И.И - 109 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

109
комплексных анионов, соотношение между которыми зависит от
концентрации сульфат-ионов и ионов уранила в соответствии с
реакциями:
UO
2
2
+ SO
2
4
⇄ UO
2
SO
4
, K
1
= 50; (4.46)
UO
2
2
+ 2SO
2
4
⇄ [UO
2
(SO
4
)
2
]
2–
, K
2
= 350; (4.47)
UO
2
2
+ 3SO
2
4
⇄ [UO
2
(SO
4
)
3
]
4–
, K
3
= 2500. (4.48)
Можно считать, что в растворе существует подвижное равновесие (4.49):
UO
2
2
+ SO
2
4
⇄ UO
2
SO
4
+ SO
2
4
⇄ [UO
2
(SO
4
)
2
]
2–
+ SO
2
4
⇄[UO
2
(SO
4
)
3
]
4–
Следовательно, для извлечения урана можно применять и
катиониты, которые будут извлекать катион уранила, и аниониты,
которые будут извлекать сульфатные анионные комплексы, главным
образом [UO
2
(SO
4
)
3
]
4–
. По мере удаления ионов UO
2
2
или [UO
2
(SO
4
)
3
]
4–
из растворов в ионит будет наблюдаться сдвиг равновесия в растворе в
сторону извлекаемого иона.
Сильнокислотные катиониты (например, КУ-2) не могут быть
применены для извлечения урана из растворов после выщелачивания.
При увеличении концентрации сульфат-ионов до 10–15 г/л емкость
резко уменьшается (вплоть до 0). Это связано с тем, что по мере
увеличения концентрации сульфат-ионов подвижное равновесие
сдвигается в сторону образования сульфатных анионных комплексов и
коэффициент активности катиона уранила во внешнем ратворе
уменьшается.
В этих условиях может работать слабокислотный катионит СГ-1.
Процесс извлечения урана этой смолой описывается уравнением:
2(R–COOH) + UO
2
2
UO
2
(RCOO)
2
+ 2H
+
. (4.50)
В соответствии с этим уравнением повышение кислотности
сдвигает равновесие влево, поэтому при малых значениях рН (менее 1),
т.е. в сильнокислых растворах,
емкость по урану равна 0. При увели-
чении рН выше 1,2 емкость начинает расти и достигает максимума при
рН = 3–5, затем несколько уменьшается (рис. 4.18).
Рабочей емкостью этой смолы считается емкость при рН = 2,8–3,5;
при меньших значениях рН емкость уменьшается, при больших
значениях рН следует считаться с опасностью осаждения урана
вследствие гидролиза сульфата уранила (при рН 3,8). Так как в
процессе ионного обмена выделяется кислота (Н
+
) и рН уменьшается, то
во время сорбции для поддержания заданного значения рН добавляют

Страницы