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 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