Abtrennung des Uran(IV) aus in der Kerntechnik anfallenden Lösungen mittels Extraktionschromatographie

Zusammenfassung

Die extraktionschromatographische Abtrennung von Uran(IV) aus salpetersauren Lösungen wird beschrieben. Kolonnen mit Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure (HDEHP) in Xylol als stationärer Phase wurden verwendet. Bei alleiniger Anwesenheit von Uran(IV) und Uran(VI) genügte es, mit Salpetersäure/0,1-m Hydrazin zu eluieren. Aus Lösungen komplexerer Zusammensetzung, die neben Uran(IV) und Uran(VI) auch noch längerlebige Spaltprodukte (¹⁴⁴Ce,¹⁰⁶Ru,⁹⁵Nb und¹³⁷Cs), Plutonium (III) und Korrosionsprodukte von Stahl [Fe(III), Co(II), Ni(II) und Cr(III)] enthielten, wurde das Uran(IV) auf zwei Arten abgetrennt. Bei der ersten Variante wurde es durch 5%iges HDEHP in Xylol an der Kolonne festgehalten und alle Begleitionen mit 2-n Salpetersäure/0,1-m Hydrazin entfernt. Bei der zweiten Variante konnte neben dem Uran (IV) auch das Uran(VI) in einer gesonderten Fraktion aufgefangen werden. Als stationäre Phase wurde 30%iges HDEHP, als Elutionsmittel 11,7-n Salpetersäure/0,1-m Hydrazin verwendet. Bei beiden Varianten konnte das Uran(IV) mit einem Gemisch aus 15% Schwefelsäure/5% Phosphorsäure von der Kolonne eluiert werden. Bei der ersten Variante konnte das Uran(IV) auch mit 11,7-n Salpetersäure/0,1-m Hydrazin eluiert werden, wenn es nach der Trennung in salpetersaurer Lösung vorliegen sollte. Die Stabilität der Kolonnen und des Uran(IV), der Einfluß der HDEHP-Konzentration in Xylol und der Salpetersäurekonzentration sowie das Verhalten einiger Ionen bei den Trennbedingungen werden besprochen.

Summary

The extraction-chromatographic separation of uranium(VI) from nitric acid solutions is described. Columns were employed containing di-(2-ethylhexyl)-phosphoric acid (HDEHP) in xylene as stationary phase. If only uranium(IV) and uranium(VI) are present, it is sufficient to elute with nitric acid/0.1M hydrazine. From solutions of more complex composition, which in addition to uranium(IV) and uranium(VI) also contain longer-lived fission products (¹⁴⁴Ce,¹⁰⁶Ru,⁹⁵Nb and¹³⁷Cs), plutonium(III) and corrosion products of steel [Fe(III), Co(II), Ni(II) and Cr(III)], the uranium(IV) was separated by two varieties. In the first variant it was retained on the column by 5% HDEHP in xylene and all accompanying ions were removed with 2N nitric acid/0.1M hydrazine. In the second variant, in addition to the uranium(IV), the uranium(VI) also was captured in a separate fraction. 30% HDEHP was employed as stationary phase, while the elution agent was 11.7N nitric acid/0.1M hydrazine. In both variants, the uranium(IV) could be eluted from the column by a mixture of 15% sulfuric acid/5% phosphoric acid. In the first variant, the uranium(IV) could also be eluted by means of 11.7N nitric acid/0.1M hydrazine in case it was planned to have it present after the separation in nitric acid solution. The stability of the columns and of the uranium(IV) and the influence of the HDEHP concentration in xylene and the nitric acid concentration as well as the behavior of several ions under the separation conditions are discussed.