Исследование взаимодействия нитрат-иона с муравьиной кислотой в присутствии урана

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследована реакция азотной кислоты с муравьиной кислотой, в том числе в урансодержащих растворах. Получены эмпирические уравнения зависимости длительности индукционного периода (τ) от концентраций реагентов и температуры. Зависимость τ от концентрации муравьиной кислоты имеет экспоненциальный характер. Влияние содержания урана на τ в денитруемых растворах становится заметным только при температурах <60°C. Основным фактором, влияющим на полноту денитрации, является мольное отношение [муравьиная кислота]: [NO3]¯. Начиная с мольного отношения ≥3, урансодержащие растворы денитруются при 90°C за час практически количественно. В результате образуется формиат уранила, который частично выпадает в осадок. Начальная стадия реакции сопровождается бурным газовыделением. При 90°C на этой стадии (около 10 с) выделяется ~80% объема газа, в то время как при 40°C – только ~10%.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. В. Красников

Радиевый институт им. В.Г. Хлопина

Автор, ответственный за переписку.
Email: lkrasnikov@khlopin.ru
Россия, 194021, Санкт-Петербург, 2-й Муринский пр., д. 28

А. А. Лумпов

Радиевый институт им. В.Г. Хлопина

Email: lkrasnikov@khlopin.ru
Россия, 194021, Санкт-Петербург, 2-й Муринский пр., д. 28

Н. А. Семенова

Радиевый институт им. В.Г. Хлопина

Email: lkrasnikov@khlopin.ru
Россия, 194021, Санкт-Петербург, 2-й Муринский пр., д. 28

Список литературы

  1. Longstaff J.V.L., Singer K. // J. Chem. Soc. 1954. P. 2610–2617.
  2. Kelm M., Oser B., Drobnik S. // Denitration of Radioactive Liquid Waste / Eds L. Cecille, S. Halaszovich. Dordrecht: Springer, 1986. P. 86–96.
  3. Lee E.H., Hwang D.S., Kim K.W., Kwon S.G., Yoo J.H. // J. Korean Ind. Eng. Chem. 1997. Vol. 8. N l. P. 132–139.
  4. Ando M., Fujita M., Izato Yu-ichiro, Miyake A. // Process Safety Environ. Protect. 2021. Vol. 151. P. 182.
  5. Bradley R.F., Goodlett C.B. // USAEC Report DP-1299. Du Pont de Nemours and Company, 1972. P. 48.
  6. Orebaugh E.G. Denitration of Savannah River Plant Waste Streams. SC (the United States): Savannah River Lab. Aiken, 1976. 26 p.
  7. Kubota M., Yamaguchi I., Nakamura H. // J. Nucl. Sci. Technol. 1979. Vol. 16. P. 426–433.
  8. Lee E.H., Hwang D.S., Kim K.W., Shin Y.J., Yoo J.H. // J. Korean Ind. Eng. Chem. 1995. Vol. 6. N 3. P. 406–411.
  9. Hwang D.S., Lee E.H., Kim K.W., Lee K.I., Park J.H., Yoo J.H., Park S.J. // J. Industrial and Engineering Chemistry. 1999. Vol. 5. N 1. P. 45–51.
  10. Holze K., Finke H.-D., Kelm M., Deckwe W.-D. // Сhem. Ing. Tech. 1979. Vol. 51. N 7. P. 754–755.
  11. Красников Л.В., Лумпов А.А., Мурзин А.А., Семенова Н.А. Патент RU 2494479 C1. 2012.
  12. Алой А.С., Самойлов С.Е., Кольцова Т.И., Металиди М.М., Рябков Д.В., Безносюк В.И. и др. Патент RU 2702095 C1. 2018.
  13. Алой А.С., Абашкин А.Ю., Карпович Н.Ф., Кольцова Т.И., Красников Л.В., Мурзин А.А. и др. // Вопр. радиац. безопасности. 2021. № 3 (103). С. 35–46.
  14. Алой А.С., Абашкин А.Ю., Исмаилов Р.В., Кольцова Т.И., Мурзин А.А., Сапрыкин В.Ф., Хоршев А.А. // Хим. технология. 2023. Т. 24. № 1. С. 26–32.
  15. Алой А.С., Вергазов К.Ю., Горбачев М.В., Давыдов А.В., Исмаилов Р.В., Орлова В.А., Серебрянских Р.А. // Радиохимия. 2024. Т. 66. № 6. С. 528–537.
  16. Cecille L., Kelm M. // Denitration of Radioactive Liquid Waste / Eds L. Cecille, S. Halaszovich. Dordrecht: Springer, 1986. P. 11–31.
  17. Родионов С.А., Сапрыкин В.Ф., Савин Р.А., Металиди М.М., Николаев А.Ю., Красников Л.В., Рябков Д.В. // Тез. докл. VIII Всерос. конф. по радиохимии. Железногорск, 28.09–02.10.2015 г. М.: Наука, 2015. С. 207.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Дополнительные материалы
Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 1. Зависимость полноты денитрации от мольного избытка муравьиной кислоты. T = 90°С, 1 ч

Скачать (83KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Зависимость длительности индукционного периода от концентрации муравьиной кислоты. T = 90°С, 1.7–3 моль/л HNO3. exp ‒ эксперимент; (8) – расчет по уравнению (8); (9) – расчет по уравнению (9); (11) – расчет по уравнению (11)

Скачать (100KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Зависимость индукционного периода от температуры и количества “свободного” нитрат-иона. Концентрация урана 600 г/л

Скачать (105KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Зависимость индукционного периода от концентрации урана при постоянной суммарной концентрации [NO3 –] 6.72 моль/л. Мольное отношение [NO3 –] : [HCOOH] = 1 : 3

Скачать (108KB)
Метаданные
7. Рис. 5. Зависимость расхода нитрат-иона от соотношения [HCOOH] : [NO3 –] за 1 ч. T = 90°C. Концентрация урана 400 г/л

Скачать (115KB)
Метаданные
8. Рис. 6. Зависимость количества урана в осадке от его исходной концентрации в реакционной смеси. T = 90°С, [HCOOH] : [NO3 –] = 4

Скачать (114KB)
Метаданные
9. Рис. 7. Зависимость объема выделяющегося газа от температуры и длительности реакции. 0.5 моль/л HNО3. Концентрация урана 800 г/л, [HCOOH] : [NO3 –] = 4

Скачать (106KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025