The co-extraction of nitric acid and uranyl nitrate by tributyl phosphate
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TBP(Tributyl Phosphate)による硝酸ウラニルの抽出を行う際の最適条件を明らかにすることを目的とし,本報告では硝酸を塩析剤とする場合につき研究を行った。まずTBPの希釈剤の抽出におよぼす影響を調べ,次に希釈剤に対するTBPの濃度の影響を検討した。その結果希釈剤としては燈油を用い,それとTBPとの組成比(容積比)を8:2とする場合が抽出が比較的効果的で,溶剤相への水の溶解度がもっとも減少することを知った。さらにこの結果を基にして硝酸および硝酸ウラニルの濃度,抽出温度等の諸因子の抽出におよぼす影響を調べ,また共存イオンの影響を検討した。その結果,前記のTBP20%の組成の溶剤により,6Mの硝酸の存在下で,約10g/l以下の硝酸ウラニルの水溶液め抽出を20℃以下で行うと,97%以上の抽出率をうることを明らかにした。なおこれらの結果より抽出機構について推論を行った。i
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本報告においては,TBPにより硝酸ウラニルを抽出する際に随伴される硝酸の溶剤相への移動状態を検討した。すなわち一定量の硝酸ウラニルを含有した種々の濃度の硝酸水溶液を,燈油を希釈剤としたTBP溶剤により抽出を行った。そしてTBPの濃度の相違による硝酸ウラニルおよび硝酸の分配平衡を調べた。また硝酸ウラニルの含有量の異なつた硝酸水溶液を一定濃度のTBP溶剤で抽出し,溶剤相中の硝酸ウラニルと硝酸との存在量の関係を調べた。その結果溶剤相へ移動する硝酸量は,水溶液中の硝酸の濃度およびTBPの濃度により大きく左右されることが明らかとなった。さらに水溶液の硝酸の濃度が約3Mから9Mまでの範囲では溶剤相中へ抽出される硝酸ウラニルの1分子は硝酸の2分子を置換することができるが,硝酸の濃度がそれらより薄い場合および濃い場合にはこの関係は必ずしも成立しないことがわかった。
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Abstract The complex formation of TBP in the systems-TBP-water, TBP-nitric acid, and TBP-uranyl nitrate was confirmed by means of infrared spectroscopy. The infrared spectra of uranyl nitrate in the system TBP-nitric acid-uranyl nitrate lead to the conclusion that the competition extraction of both uranyl nitrate and nitric acid takes place during the extraction process.
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In this paper the synergistic extraction by a mixture of tributyl phosphate (TBP) and dibutyl butyl phosphonate (DBBP) for uranyl nitrate is studied. It has been found that maximum synergistic extraction effect occurs where the molar ratio of tributyl phosphate to dibutyl butyl phosphonate is five to one. The composition of the complex of synergistic extraction is UO2 (NO3)2·TBP·DBBP.The formation constant of the complex KTD=258±32. Mechanism of synergistic extraction and a possible structure of the complex is proposed.The effect of the total extractant concentration, concentration of nitric acid, temperature and concentration of sulphate on the distribution ratio of uranium is studied. The measured values of the distribution ratio of synergistic extraction agree quite well with the calculated values.
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