Математическая модель полупротивоточного процесса экстракционного разделения лютеция и иттербия и ее верификация на модельных растворах

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Разработана математическая модель экстракционного разделения лютеция и иттербия. С использованием экстракционной системы на основе моно-2-этилгексилового эфира 2-этилгексилфосфоновой кислоты в Isopar M проведены оптимизационные расчеты двух экстракционных схем отделения лютеция от иттербия с подвижной легкой (экстракционная смесь) и тяжелой (азотная кислота) фазой. Выбрана схема с подвижной легкой фазой, позволяющая сконцентрировать лютеций в 3-5 раз на стадии реэкстракции и сократить конечный объем выделенной фракции лютеция. Предложена схема отделения лютеция от иттербия экстракционной системой 10 % P507 в Isopar M-2 моль/л HNO3 на центробежных экстракторах МЦЭ-45-12П, оснащенных полупротивоточными (67 шт.) и противоточными (5 шт.) экстракционными ступенями. Проведена верификация математической модели с помощью динамических испытаниях схемы полупротивоточно-противоточной экстракции на модельных растворах с имитацией миллиграммовой (500 мг Yb) и декаграммовой (20 г Yb) облученной иттербиевой мишени. На динамических испытаниях с мишенью массой 500 мг показана возможность отделения лютеция от иттербия с очисткой от Yb в 25 раз за 5 ч. При этом математическая модель продемонстрировала высокую сходимость выходящих хроматограмм с динамическими испытаниями. В ходе динамических испытаний на иттербиевой мишени массой 20 г подтверждена возможность очистки лютеция от иттербия не менее чем в 20 раз за 18.5 ч работы с выходом по 177Lu (с учетом распада) до 82%. При этом математическая модель дает худший прогноз по разделению, чем в случае динамических испытаний. Для корректировки модели требуется исследовать влияние высоких концентраций иттербия на экстракцию лютеция и уточнить математическое описание распределения компонентов в области высоких насыщений экстракта металлами.

Об авторах

Е. В Амбул

Радиевый институт им. В.Г. Хлопина;Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Н. Д Голецкий

Радиевый институт им. В.Г. Хлопина;Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: goletsky@khlopin.ru

А. А Наумов

Радиевый институт им. В.Г. Хлопина;Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Е. А Пузиков

Радиевый институт им. В.Г. Хлопина

М. В Мамчич

Радиевый институт им. В.Г. Хлопина

А. В Бизин

Радиевый институт им. В.Г. Хлопина

А. И Медведева

Радиевый институт им. В.Г. Хлопина

Список литературы

  1. Kuznetsov R.A., Bobrovskayaа K.S., Svetukhinа V.V., Fominа A.N., Zhukovа A.V. // Radiochemistry. 2019. Vol. 61, N 4. P. 381-395.
  2. Horwitz E.P., McAlister D.R., Bond A.H., Barrans R.E., Williamson J.M. // Appl. Radiat. Isot. 2005. Vol. 63, N 1. P. 23-36.
  3. Голецкий Н.Д., Шишкин Д.Н., Петрова Н.К. и др. Пат. РФ № 2773142. Опубл. 31.05.2022.
  4. Brunetti B., Piacente V., Scardala P. // J. Chem. Eng. Data. 2005. Vol. 50. № 4. P. 1801-1813.
  5. Radhika S., Nagaphani Kumar B., Lakshmi Kantam M., Ramachandra Reddy B. // Sep. Purif. Technol. 2010. Vol. 75, N 3. P. 295-302.
  6. Корпусов Г.В., Кузнецов Г.И., Патрушева Е.Н., Попков Г.П., Яковлева Г.Я. // Радиохимия. 1974. Т. 15, N 5. С. 695-701.
  7. European Pharmacopoeia. Strasbourg: Council of Europe, 2017. 8th ed. Vol. 1.
  8. Амбул Е.В., Голецкий Н.Д., Медведева А.И., Наумов А.А., Пузиков Е.А., Афонин М.А., Шишкин Д.Н. // Радиохимия. 2022. Т. 64, № 3. С. 1-8.
  9. Яцимирский К.Б., Костромина Н.А., Шека З.А., Давиденко Н. К., Крисс Е.Е., Ермоленко В.И. Химия комплексных соединений редкоземельных элементов // Киев: Наук. думка, 1966. 494 с.
  10. Голецкий Н.Д., Пузиков Е.А., Наумов А.А., Амбул Е.В., Кудинов А.С., Металиди М.М. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU2023613898. 2023.
  11. Амбул Е.В., Голецкий Н.Д., Медведева А.И., Наумов А.А., Пузиков Е.А., Чирков А.В. // IX междунар. научно-практическая конф. молодых ученых и специалистов атомной отрасли "КОМАНДА". IX Международная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов атомной отрасли "КОМАНДА-2021", СПб: СИНЭЛ, 2021. С. 274
  12. Кузнецов Г.И., Пушков А.А., Косогоров А.В. Центробежные экстракторы Центрэк. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2000. 214 с.
  13. McAlister D.R., Horwitz P.E. // Solvent Extr. Ion Exch. 2007. Vol. 25, N 6. P. 757-769.
  14. Игумнов С.Н., Вальков А.В. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2: Химия. 2017. Т. 58, № 3. С. 120-125.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023