RU2243608C2 - Способ очистки азотной кислоты от фторидных примесей - Google Patents
Способ очистки азотной кислоты от фторидных примесейInfo
- Publication number
- RU2243608C2 RU2243608C2 RU2003104859/06A RU2003104859A RU2243608C2 RU 2243608 C2 RU2243608 C2 RU 2243608C2 RU 2003104859/06 A RU2003104859/06 A RU 2003104859/06A RU 2003104859 A RU2003104859 A RU 2003104859A RU 2243608 C2 RU2243608 C2 RU 2243608C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitric acid
- concentration
- aluminum nitrate
- fluoride
- aluminum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области утилизации жидких радиоактивных отходов. Сущность изобретения: способ очистки азотной кислоты от фторидных примесей осуществляют перегонкой в присутствии нитрата алюминия, который используют в качестве комплексообразователя. При этом перегонку азотной кислоты с концентрацией 0,5-6 моль/л ведут в условиях дефицита аниона азотной кислоты и существования в кубе аппарата расплава частично гидролизованного нитрата алюминия при концентрации 80-130 г/л по металлу при мольном соотношении алюминий/фторид более 1. Комплексообразователь вводят в куб выпарного аппарата вместе с питанием или на верхнюю тарелку в качестве флегмы. Преимущества изобретения заключаются в повышении степени очистки, а также снижение засоленности системы. 1 з.п. ф-лы., 1 табл.
Description
Изобретение относится к радиохимической технологии, в частности к способам регенерации азотной кислоты из радиоактивных отходов путем отгонки с очисткой ее от плавиковой кислоты, используемой в радиохимическом производстве. Оно может быть применено, как одна из стадий переработки выведенной из технологического процесса азотной кислоты.
Известен способ очистки азотной кислоты от фторидных примесей, представляющих собой плавиковую кислоту, при ее перегонке. По этому способу азотную кислоту, содержащую фторидную примесь, перегоняют при наличии в кубе нитратов алюминия и кальция, причем нитрат кальция вводят для повышения степени отгонки азотной кислоты. Очищенная азотная кислота выводится в дистиллат. Очистка достигается при условии, что мольное соотношение A1/F должно быть не менее 6 и мольное соотношение Ca/Al - не менее 4 [Патент США №3,846,256 “Chemical trap”, 09.17.1973. МПК B 01 d 3/00, 3/34, C 01 b 9/08; U.S. Cl.203-33]. Этот способ, как средство того же назначения со сходными признаками, принимается за прототип.
Заявленное соотношение Al/F≥6 авторы обосновывают, исходя из уравнения
Тем не менее, во всех приведенных примерах мольное соотношение A1/F в кубе превышает 900, то есть замещение нитрата на фторид не выходит за пределы первой ступени комплексообразования. В результате комплексующие возможности алюминия используются далеко не полностью, а предложенное уравнение искажает существо происходящих явлений. Заявленные коэффициенты очистки от фторид-иона, достигнутые в ходе проведенных экспериментов, находятся, в зависимости от условий, в пределах 20-800. При этом авторы ограничивают концентрацию подлежащей очистке азотной кислоты интервалом 1-3 моль/л при максимальном содержании фторидов не более 5 г/л.
Кроме нитрата алюминия в процесс вводится нитрат кальция, дополнительно заселяющий систему. Последний введен, по мнению авторов, для снижения гидролиза нитрата алюминия. На самом деле он введен в качестве высаливающего агента, позволяющего отгонять азотную кислоту при снижении количества нитрата алюминия, что позволяет системе находиться в пределах гидролитической устойчивости.
Задачей изобретения является повышение степени очистки азотной кислоты от плавиковой кислоты, расширение интервалов концентраций подлежащей очистке азотной кислоты и ее загрязнения фторид-ионом, а также относительное снижение засоленности системы.
Это достигается в ходе перегонки исходного раствора - азотной кислоты, содержащей фторид-ион, при поддержании в непрерывно обновляемом кубовом растворе экспериментально определенного количества нитрата алюминия в состоянии расплава с постоянной концентрацией в условиях кислотного дефицита. В таких условиях образующийся на первой ступени гидролиза гидратонитрат алюминия реагирует с фторид-ионом, образуя нелетучий комплекс.
В этом случае, в отличие от прототипа, предельно низкое мольное соотношение A1/F может быть равно 1. Интервалами осуществимости способа являются концентрации нитрата алюминия 80-130 г/л по металлу и концентрации исходной азотной кислоты 0,5-6 моль/л. Очищенная азотная кислота выводится в дистиллат.
Экспериментально постоянное соотношение концентраций A1/F поддерживали вводом нитрата алюминия, растворенного в азотной кислоте, совместно с потоком азотнокислого питания, содержащим примесь плавиковой кислоты, в выпарной аппарат и непрерывном (или периодическим) выводом части кубового раствора (расплава). Как показали испытания процесса на стенде, заданной концентрации азотной кислоты в питании соответствует своя определенная концентрация нитрата алюминия, при которой достигается оптимальный кислотный дефицит. Этот момент может быть зафиксирован при температуре кипения расплава при постоянном давлении. Пониженной концентрации кислоты соответствует более низкое содержание нитрата алюминия в расплаве: более высокая концентрация кислоты требует большего солесодержания. Таким образом, требуемый кислотный дефицит в системе может быть создан соответственным изменением концентраций нитрата алюминия и вводимой в качестве питания азотной кислоты.
При концентрации нитрата алюминия менее 80 г/л по металлу гидролиз проходит по второй ступени, и в результате выпадает осадок оксида алюминия. При концентрации выше 130 г/л по металлу кристаллизационная вода испаряется и начинается процесс денитрации нитрата алюминия с образованием монолитного нерастворимого композита (“козел”). При этом температура плава составляет ~130°С (при атмосферном давлении). Концентрация азотной кислоты ниже 0,5 моль/л выводит необходимую концентрацию нитрата алюминия ниже допустимого уровня 80 г/л, тогда как с повышением концентрации азотной кислоты более 6 моль/л превышается верхний температурный предел устойчивости системы.
Серия экспериментов, проведенных при оптимальных соотношениях концентраций нитрата алюминия и вводимой азотной кислоты, показали более высокую степень очистки азотной кислоты от плавиковой кислоты по сравнению с прототипом. Так, в случае концентрации исходной азотной кислоты 3 моль/л степень очистки от плавиковой кислоты достигает 2000; для 6 моль/л азотной кислоты - превышает 300. Снижение мольного соотношения A1/F до 1 ведет к уменьшению степени очистки примерно на порядок, и при его дальнейшем снижении уже не достигается поставленная цель.
Эффективность очистки может быть повышена некоторым видоизменением схемы процесса. Использовали выпарной аппарат с тарелками, причем нитрат алюминия вводился в процесс на верхнюю тарелку с флегмой, в отличие от рассмотренного выше случая, где нитрат алюминия подавался в куб вместе с питающим раствором или в его составе. Пройдя тарелки, нитрат алюминия концентрировался в кубе. Очищенную азотную кислоту, как и прежде, выводили в дистиллат.
В этом варианте процесса, как и в предыдущем, очистка азотной кислоты происходит преимущественно в кубе, где находится плав нитрата алюминия. При этом, благодаря низкой концентрации плавиковой кислоты во вторичном паре, выходящем из куба, на тарелках обеспечиваются высокие значения отношений A1/F (оцениваемые десятками тысяч) что обеспечивает дополнительную очистку на тарелках в кислой области.
Суммарный эффект при проведении процесса по этой схеме оказывается существенным: коэффициент очистки азотной кислоты от плавиковой кислоты превышает 20000.
Примеры.
Пример 1. Процесс проводится в выпарном аппарате без тарелок. В куб аппарата подают питающий раствор (3 моль/л азотная кислота, содержащая плавиковую кислоту) и раствор нитрата алюминия в 3 моль/л азотной кислоте. Нитрат алюминия концентрируется в кубе до ~100 г/л по металлу и находится в состоянии плава при температуре 115°С. Постоянную концентрацию алюминия в кубе поддерживают периодическим сливом кубового раствора (расплава). В этих условиях в системе достигается кислотный дефицит - 0,1 моль/моль А1. Продуктом является дистиллат выпарки - азотная кислота, В ходе опыта варьированием содержания плавиковой кислоты в питании изменяли соотношение A1/F в кубе аппарата. Влияние этого соотношения на степень очистки азотной кислоты от плавиковой кислоты показано в таблице (режимы 1-2).
Пример 2. Процесс проводится в условиях примера 1 и демонстрирует предельно низкое мольное соотношение A1/F=1,0. Концентрация HF в исходном растворе составляет при этом 9,6 г/л, содержание А1 в кубовом растворе (расплаве) - 130 г/л (режим 3 таблицы). Температура в кубе 126°С. Очистка азотной кислоты от плавиковой кислоты снижается на порядок, что свидетельствует о достижении предела возможностей способа.
Пример 3. Процесс проводится в условиях примера 1. Концентрация исходной азотной кислоты увеличена до 6 моль/л, а содержание А1 в кубовом растворе (расплаве) -до 130 г/л. Температура в кубе 126°С. Аналогично примеру 1 изменяли содержание плавиковой кислоты в питании, чтобы оценить влияние соотношения A1/F на очистку азотной кислоты (режимы 4-5 таблицы).
Сравнивая режимы 1-2 и 4-5, можно видеть, что в случае концентрации азотной кислоты в питании 6 моль/л очистка от плавиковой кислоты снижается по сравнению с 3 моль/л азотной кислотой. Это может быть объяснено меньшим кислотным дефицитом кубового раствора, несмотря на повышение концентрации нитрата алюминия.
Пример 4. Процесс проводится в аппарате, снабженном 8 тарелками. Питающий раствор - 3 моль/л азотная кислота, содержащая 1 г/л плавиковой кислоты. Раствор нитрата алюминия в 3 моль/л азотной кислоте вводят на верхнюю тарелку в качестве флегмы с концентрацией 18 г/л А1. Перетекающая по тарелкам флегма концентрируется в кубе, где содержание А1 поддерживается равным 130 г/л. В кубовом растворе (расплаве) содержится 8,2 г/л плавиковой кислоты; при этом мольное соотношение A1/F не превышает 9. Отгоняемая из куба и очищенная в нем азотная кислота с низким содержанием плавиковой кислоты проходит через тарелки, орошаемые раствором нитрата алюминия. Здесь происходит доочистка азотной кислоты при мольных соотношениях A1/F, значительно превышающих 1000. Содержание плавиковой кислоты в дистиллате - очищенной азотной кислоте - равно 0,03 мг/л, что соответствует коэффициенту очистки азотной кислоты 20000.
Claims (2)
1. Способ очистки азотной кислоты от фторидных примесей при перегонке в присутствии нитрата алюминия в качестве комплексообразователя, отличающийся тем, что перегонку азотной кислоты с концентрацией 0,5-6 моль/л ведут в условиях дефицита аниона азотной кислоты и существования в кубе аппарата расплава частично гидролизованного нитрата алюминия при концентрации 80-130 г/л по металлу при мольном соотношении алюминий/фторид более 1, причем комплексообразователь вводят в куб выпарного аппарата вместе с питанием или на верхнюю тарелку в качестве флегмы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дефицит аниона азотной кислоты достигают путем выбора соотношения концентраций исходной азотной кислоты и нитрата алюминия в кубовом растворе, которое задают температурой кипения при фиксированном давлении.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003104859/06A RU2243608C2 (ru) | 2003-02-17 | 2003-02-17 | Способ очистки азотной кислоты от фторидных примесей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003104859/06A RU2243608C2 (ru) | 2003-02-17 | 2003-02-17 | Способ очистки азотной кислоты от фторидных примесей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003104859A RU2003104859A (ru) | 2004-09-10 |
RU2243608C2 true RU2243608C2 (ru) | 2004-12-27 |
Family
ID=34387631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003104859/06A RU2243608C2 (ru) | 2003-02-17 | 2003-02-17 | Способ очистки азотной кислоты от фторидных примесей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2243608C2 (ru) |
-
2003
- 2003-02-17 RU RU2003104859/06A patent/RU2243608C2/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7922876B2 (en) | Method for processing an etching mixture which is formed during the production of highly pure silicon | |
JP2005021890A (ja) | トルエンのニトロ化の間に生じる廃水の処理法 | |
CN109956605A (zh) | 三氯蔗糖生产中的萃取废水的处理方法 | |
CN109795995B (zh) | 一种盐酸法湿法磷酸高效除杂的方法 | |
MXPA06010765A (es) | Proceso para purificar mesotriona. | |
RU2014100985A (ru) | Способы и аппараты для очистки пентафторида фосфора | |
US7928270B2 (en) | Process for distillatively removing dinitrotoluene from process wastewater from the preparation of dinitrotoluene by nitrating of toluene with nitrating acid | |
EP0521087B1 (fr) | Procede de traitement d'une solution aqueuse contenant principalement de l'acide nitrique et de l'acide fluorhydrique | |
RU2243608C2 (ru) | Способ очистки азотной кислоты от фторидных примесей | |
CN109809431A (zh) | 一种含硅、氟和铵废水回收氟化氢铵、白炭黑联产冰晶石的方法 | |
US20070098624A1 (en) | Andhydrous hydrogen fluoride composition and method of producing the same | |
CA3141617C (en) | Tricyanohexane purification methods | |
CN109809377B (zh) | 一种硫酸法湿法磷酸高效除杂的方法 | |
JP2002526463A (ja) | 高濃度モノエチレングリコールの製造方法 | |
JP6551728B2 (ja) | 脂肪酸クロライドの製造方法および脂肪酸クロライド | |
JP4582602B2 (ja) | ヒドロキシルアミン水溶液およびその製造方法 | |
RU2429199C1 (ru) | Способ очистки фторсодержащего редкоземельного концентрата | |
JP5079631B2 (ja) | 廃液の減量方法及び廃液の処理方法 | |
EP0879212B1 (en) | A method for extracting antimony from elemental phosphorus | |
CN1016602B (zh) | 从硝酸溶解的磷灰岩所得的混合物中分出的硝酸钙溶解液的纯化方法 | |
KR20160003007A (ko) | 플루오린화수소산과 질산의 혼합물을 정제하기 위한 역삼투 | |
FI58766C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av en renad kalsiumfosfathaltig fosforsyra ur raosyra fraon odda-processen | |
JP4487492B2 (ja) | フッ素含有排水の処理方法 | |
US5763696A (en) | Removal of dinitrotoluene from process water | |
JP2003266083A (ja) | フッ素含有排水の処理方法及び装置 |