Studium extrakce stroncia pomocí crown-etheru

Abstract

Během provozu jaderného zařízení vzniká relativně velké množství radioaktivního odpadu, ve kterém hrají významnou roli štěpné produkty. Jedním z nejvýznamnějších štěpných produktů je Sr-90. Velice účinnými a hojně používanými extrakčními činidly pro separaci stroncia z kyselých roztoků jsou crown ethery. V poslední době je problematice separace stroncia věnována relativně velká pozornost v souvislosti s možným použitím iontových kapalin. Z tohoto důvodu je i tato práce zaměřena na studium extrakce stroncia pomocí crown etherů do iontových kapalin. V předchozí studii, na kterou tato práce navazuje, byla do tohoto systému potvrzena vysoká účinnost extrakce stroncia. V rámci této práce byl sledován a popsán vliv několika extrakčních parametrů se zaměřením na mechanismy přechodu stroncia do organické fáze. Bylo zjištěno, že při extrakci do iontových kapalin dochází ke změně extrakčního mechanismu s koncentrací kyseliny ve vodné fázi. Na převažujícím mechanismu je také závislý vliv ostatních kationtů na extrakci stroncia. Dále je popsán vliv koncentrace stroncia, extrakčního činidla a aniontu použité minerální kyseliny a srovnání různých iontových kapalin na bázi imidazolu s chloroformem a benzenem, jakožto zástupci běžných organických rozpouštědel.

During the operation of a nuclear facility, a relatively large amount of radioactive waste is produced, in which fission products play an important role. One of the most important fission products is Sr-90. Efficient and widely used extraction agents for the separation of strontium from acidic solutions are crown ethers. Recently, the application of ionic liquids in strontium separation has been studied extensively. For this reason, present work is focused on the study of liquid-liquid extraction of strontium into ionic liquids using crown ethers. The high efficiency of strontium extraction into this system was already confirmed in the previous study. In this work, the effect of several extraction parameters is studied and discussed with the focus on the mechanisms of strontium extraction. It was found that the extraction mechanism changes with the concentration of HNO3 in the aqueous phase during the extraction of strontium into ionic liquids. The influence of other cations on strontium extraction also depends on the prevailing mechanism. Furthermore, a comparison of various imidazolium-based ionic liquids with chloroform and benzene is given, as well as the effect of the concentration of strontium, the extraction agent and the anion of the acid used.