Вплив води на ефективність надкритичної CO2 екстракції урану із природних мінералів

  • Boris Borts Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна
  • Yuri Kazarinov Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна; Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0001-5143-8545
  • S. Sirenko Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна
  • Stella Skoromnaya Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна
  • Victor Tkachenko Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна; Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-1108-5842
Ключові слова: надкритичний вуглекислий газ, надкритична екстракція, уран, вода, трибутілфосфат, дворівнева система

Анотація

Наведено експериментальні дані щодо дослідження впливу води на ефективність надкритичної флюїдної екстракції вуглекислим газом (НФЕ-CO2) комплексів урану із природних мінералів при тисках вуглекислого газу до 20,0 МПа й температурах до 45°С. Експериментально показано, що залежність ефективності екстракції від кількості води має піковий характер, тобто при певних тиску й температурі ефективність екстракції максимальна. Визначено умови, при яких досягається максимальна ефективність НФЕ-CO2 комплексів урану. Запропоновано дворівневу модель для опису НФЕ-CO2 екстракції води. Модель має гарну якісну й кількісну відповідність із експериментальними даними. Запропоновано подвійну дворівневу модель для опису НФЕ-CO2 екстракції комплексу урану в присутності води. З використанням подвійної моделі аналітично описано спостережуване в експерименті зменшення ефективності екстракції комплексу урану зі збільшенням кількості вільної води. У рамках подвійної моделі підтверджено, що максимальна ефективність екстракції досягається для кількості води, повністю зв'язаної комплексом урану, яка відповідає її межі розчинності в надкритичному CO2. Запропоновані моделі дозволили оцінити величини ймовірностей індукованих переходів у дворівневих системах.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Ran F., Adamantiades A., Kenton Dj., Braun Ch. Справочник по ядерной энергетике [Nuclear Power Technology Reference], (Energoatomizdat, Moscow, 1989), pp. 752. (in Russian)

Samsonov M.D., Shadrin A.Yu., Shafikov D.N., Kulyako Yu.M., Myasoedov B.F. Сверхкритическая флюидная экстракция в современной радиохимии [Supercritical fluid extraction in modern radiochemistry] // Radiokhimiya. – 2011. - Vol. 53. - Iss. 2. - pp.97-107. (in Russian)

Kovalenko G.D., Voloshin V.S.Основы радиационной экологии [Fundamentals of Radiation Ecology], (Renta, Mariupol, 2009), pp. 298. (in Russian)

Tyutyunnikov A. Урановые отходы угрожают востоку Украины [Uranium waste threatens eastern Ukraine] // Gazeta 2000, 14 iyulya 2006, s.V5. (in Russian)

Myasoedov B.F., Kulyako Yu.M., Trofimov T.I., Samsonov M.D., Malikov D.A., Mariutina T.A., Spivakov B.Ya. Recovery of U and Pu from simulated spent nuclear fuel by adducts of organic reagents with HNO3 followed by their separation from fission products by countercurrent chromatography // Radiochim. Acta. – 2009. - Vol. 97. - Issue 9. - P.473-477.

Borts B.V., Kazarinov Yu.G., Neklyudov I.M., Skoromnaya S.F., Tkachenko V.I. Сверхкритическая СО2 экстракция комплексов урана из гранитов [Supercritical CO2 extraction of uranium complexes from granites] // Fizika I himiya obrabotki materialov. – 2010. - No 3. - pp. 94-96. (in Russian)

Borts B.V., Skoromnaya S.F., Tkachenko V.I. Извлечение урана из материалов техногенных месторождений путем экстракции сверхкритической жидкости [Extraction of uranium from materials of technogenic deposits by supercritical fluid extraction] // Yaderna ta radiciina bezpeca. – 2012. - Vol. 1(53). - pp.61-63. (in Ukrainian)

Shadrin A.Yu. Экстракция актиноидов растворами комплексов в сверхкритическом и жидком диоксиде углерода. Труды Радиевого института им. В.Г. Хлопина [Extraction of actinides by solutions of complexones in supercritical and liquid carbon dioxide. Proceedings of the Radium Institute. V.G. Khlopin.]. – 2007. - Vol. ХІІ. - pp.20-43. (in Russian)

Sabirzyanov A.N., Il'in A.P., Akhunov A.R., Gumerov F.M. Solubility of Water in Supercritical Carbon Dioxide // High Temperature. – 2002. - Vol. 40. – №.2. - P. 203-206.

King M.B., Mubarak A., Kim J.D., Bott T. R. The Mutual Solubilities of Water with Supercritical and Liquid Carbon Dioxide // Journal of Supercritical Fluids. – 1992. – №.5. - Р. 296-302.

Slezov V.V. Метод виртуальных сред в теории фазовых превращений первого рода [Virtual media method in the theory of phase transformations of the first kind] // FTT. – 2000. - Vol. 45. - Iss. 4. - pp. 733-740. (in Russian)

Kuklin V.M. О радиационных процессах в неравновесных средах [On radiation processes in nonequilibrium media] // The Journal of Kharkov National University, physical series "Nuclei, Particles, Fields". – 2010. - No.933. - Iss. 4/48/. - S.4 – 27. (in Russian)

Karlov N.V. Лекции по квантовой электронике [Lectures on quantum electronics]. (Nauka, Moscow, 1988), pp. 336. (in Russian)

Опубліковано
2012-05-29
Цитовано
Як цитувати
Borts, B., Kazarinov, Y., Sirenko, S., Skoromnaya, S., & Tkachenko, V. (2012). Вплив води на ефективність надкритичної CO2 екстракції урану із природних мінералів. Східно-європейський фізичний журнал, (1001(2), 125-134. вилучено із https://periodicals.karazin.ua/eejp/article/view/13832