Экстракция молибдена из азотнокислых растворов карбамоилметилфосфиноксидом, растворенным в высших спиртах

1. Изучение экстракции молибдена из азотнокислых растворов карбамоилметилфосфиноксидом, растворенным в высших спиртах

Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)
АО «Радиевый институт им. В.Г. Хлопина»
Изучение экстракции молибдена из
азотнокислых растворов
карбамоилметилфосфиноксидом,
растворенным в высших спиртах
А.М. Борцов, А.А. Наумов, Н.Д. Голецкий,
Б.Я. Зильберман, Б.Ф. Мясоедов

2. Цель и задачи работы

ЦЕЛЬ
Исследовать экстракцию Мо из HNO3, с применением
карбамоилметилфосфиноксида (КМФО), растворенного в высших спиртах, с
целью прогнозирования поведения Мо при фракционировании долгоживущих
радионуклидов
ЗАДАЧИ
1. Получить изотермы экстракции Мо и HNO3, растворами КМФО в высших
насыщенных спиртах в ряду от н-гексанола до н-деканола;
2. Исследование влияния концентрации HNO3 на коэффициенты
распределения Мо и сопоставление полученных данных с литературными
источниками;
3. Провести исследования по влиянию на экстракцию Мо в присутствие РЗЭ;
4. Определить состав экстрагированного соединения Мо с КМФО.
2

3. Фенил(октил)-N,N-диизобутилкарбамоилфосфин оксид (КМФО)

Объект исследования
Фенил(октил)-N,N-диизобутилкарбамоилфосфин оксид
(КМФО)
Белое кристаллическое вещество. Нейтральные
фосфороорганические соединения имеют
хорошую растворимость в полярных и
неполярных растворителях.
3

4. Изотермы экстракции HNO3 растворами 0,3 моль/л КМФО в высших насыщенных спиртах

0,45
DHNO3
0,4
0,35
0,3
н-гексанол
0,25
н-гептанол
0,2
н-октиловый
0,15
н-нониловый
0,1
н-деканол
0,05
0
0
1
2
3
СHNO3, равн., моль/л
4
5
6
4

5. Сравнение физических свойств, коэффициентов распределения HNO3 и коэффициентов распределения Mo, при экстракции 0,3 моль/л КМФО, в высших спир

Сравнение физических свойств, коэффициентов
распределения HNO3 и коэффициентов распределения
Mo, при экстракции 0,3 моль/л КМФО, в высших спиртах
Спирт
Плотность, Растворимость, %
Ткип, °С Твсп, °C Твосп., °С
кг/м3 (20°С) (в воде, при 20°С)
Коэффициент
распредления
HNO3
Mo
н-гексанол
820
0,59
157
63
290
0,34
16,1
н-гептанол
822
0,09
176
74
275
0,30
17,4
н-октанол
824
0,045
195
86
260
0,26
19,5
н-нонанол
827
0,015
212
96
260
0,22
20,3
н-деканол
830
0,005
232
130
245
0,18
21,4
Исходная концентрация: 1 г/л Мо. Равновесная водная фаза 3 моль/л HNO3 5

6. Влияние концентрации спирта на экстракцию Мо 0,3 моль/л КМФО в н-деканоле, разбавленном изопаром-М

DMo
45
Равновесная водная фаза: 3 моль/л НNO3;
исходная концентрация: 1 г/л Мо.
40
35
30
25
20
0
25
50
75
100
Деканол, %
6

7. Влияние концентрации HNO3 на экстракцию Мо в 0,2 моль/л КМФО в н-деканоле

100
DMo
н-деканол; 0,2 моль/л КМФО, 5,2 ммоль/л Мо
30 % ТБФ – додекан; 0,2 моль/л КМФО, 1,07 ммоль/л Мо *
10
1
*
0,1
0,1
1
10
CHNO3
* Tkac, P. Speciation of Molebdenum (VI) In Aqueous and Organic Phases of Selected Extraction System /
P. Tkac, A. Paulenova // Separation Science and Technology.- 2008.-Vol. 43.- P. 2641–2657.
7

8. Влияние концентрации КМФО на экстракцию Mo

100
DMo
10
1
3 моль/л HNO3; 0,01 моль/л Мо
2,5 моль/л HNO3; 5,2 ммоль/л Мо
0,1
0,04
CКМФО, моль/л
Равновесная водная фаза 3 моль/л HNO3; н-деканол.
0,4
8

9. Изотермы экстракции Мо в 0,3 моль/л КМФО в н-деканоле и в н-деканол

180
СМоорг.,
ммоль/л
160
140
120
100
Мо · 2КМФО
80
Мо-КМФО-деканол
60
Мо-деканол
40
Разностная изотерма
20
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
СМо водн., ммоль/л
9

10. Влияние концентрации РЗЭ, на примере Eu, на экстракцию Mo в 0,3 моль/л КМФО в н-деканоле

30
DMo
25
20
15
10
5
0
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
CEu орг., моль/л
Равновесная водная фаза 3 моль/л HNO3
10

11. Выводы

1.
Получены изотермы экстракции азотной кислоты растворами КМФО в
высших спиртах в ряду от н-гексанола до н-деканола;
2.
Выявлено, что с ростом числа углеродных атомов в спирте,
увеличиваются коэффициенты распределения молибдена от нгексанола до н-деканола в 1,3 раза, и снижаются коэффициенты
распределения азотной кислоты в два раза;
3.
В данной экстракционной системе экстракция молибдена
характеризуется монотонным ростом коэффициента распределения
Мо, при повышении концентрации азотной кислоты от слабой до
концентрированной;
4.
В насыщенных экстрактах молибдена установлено образование
аддукта с двумя молекулами КМФО, что подтверждается
литературными данными по другим экстракционным системам с
КМФО;
5.
С увеличением концентрации РЗЭ в экстракте, коэффициент
распределения молибдена снижается;
6.
Работа по уточнению состава экстрагированного соединения будет
продолжена с применением инструментальных методов ИКС и УФС.
11

12. Благодарю за внимание!

12