Separación de Protactinio de Oxido de Torio Irradiado con Neutrones.

J.E.N.546
Sp ISSN 0081-3397
SEPARACIÓN DE PROTACTINIO DE OXIDO DE
TORIO IRRADIADO CON NEUTRONES.
por
DOMÍNGUEZ, G.
GUTIÉRREZ, L.
ROPERO, M.
JUNTA DE ENERGÍA NUCLEAR
MADRID, 1983
CLASIFICACIÓN INIS Y DESCRIPTORES
B14
PROTACTINIUM
THORIUM OXIDES
LEACHING
NEUTRONS
IRRADIATION
HYDROFLUORIC AGID
Toda correspondencia en relación con este trabajo debe dirigirse al Servicio de Documentación Biblioteca
y Publicaciones, Junta de Energía Nuclear, Ciudad Universitaria, Madrid-3, ESPAÑA.
Las solicitudes de ejemplares deben dirigirse a
este mismo Servicio.
Los descriptores se han seleccionado del Thesaura
del INIS pasa»describir Xaá materias que contiene este¿in~ -_j,
forme con vistas a su recuperación. Para más detalles con_
sultese el informe ISEA-INIS-12 (INIS: Manual de Indización) j IAEA-INIS-13 (INIS: Thesauro) publicado por el Organismo Internacional de Energía Atómica.
Se autoriza la reproducción de los resúmenes analíticos que aparecen en esta publicación.
Este trabajo se ha recibido para su impresión en
Mayo de 1983.
Depósito legal nQ M-19951-1983
I.S.B.N. 84-500-8955-7
1.
1. INTRODUCCIÓN
La separación química entre torio y protactinio puede
realizarse a través de métodos convencionales los cuales, en
general, toman como punto de partida soluciones de ambos ele_
mentos en medios acuosos. Pero dichos procedimientos o bien
consideran el torio como material abundante y que no merece,
en principio, un esfuerzo particular su recuperación, o, como en el caso de los métodos previstos para la producción de
uranio-2 33 como material fisionable, donde si interesa recu
perar el torio, no suele prestarse atención a la separación
entre éste y el protactinio.
Sin embargo hay casos, tales como la producción de uranio-232, via torio-230 y protactionio-2 31, (1), en las que el
isótopo de torio que entra en juego es un metrial costoso, es_
caso y del que se dispone en cantidades limitadas. Además resulta fundamental recuperar el protactinio con el mayor rendi_
miento posible.
Por todo ello, se consideró oportuno explorar las posib_i
lidades de lixiviación de protactinio a partir de ThO 2 irradia.
do con neutrones, con un agente que no podía ser otro que el
fluoruro de hidrógeno. El método presentaba las siguientes pers_
pectivas:
- Separación neta entre torio y protactinio, dada la extrema disparidad en las solubilidades de sus fluoruros.
::-
Riesgo nulo de pérdidas por adsorción o formación de
compuestos insolubles del protactinio que hubiera pasado a la fase acuosa.
- Mantenimiento del torio en una fase sólida, fácilmente
transformable en ThO 2 .
Esta última previsión toma como punto de partida el, ya
conocido, efecto catalítico de los iones fluoruro en la diso
lueión del ThO~ en medio NO-.H concentrado.
En la reacción del óxido de torio con agua se crean gru
pos hidroxílicos en la superficie de aquel (2-5), cuya disociación, en medio ácido origina puntos superficiales con carga positiva, capaces de absorber los iones fluoruro (5-6).
Podría, así, iniciarse una reacción en fase heterogénea
cuyo producto final fuera tetrafluoruro de torio, favoreciéndose, como consecuencia del desmoronamiento de la estructura
cristalina inicial del ThO , la lixiviación del protactinio
que se hubiera generado en él por irradiación neutrónica.
La experimentación se ha llevado a cabo con torio-2 32 y
protactinio-233 por razones prácticas y de protección radiol<5
gica.
2. DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA EXPERIMENTAL.
Se emplearon dos tipos de oxido de torio en forma pulvu
rulenta:
2
- ThO 2 (I), 98,9% de pureza, 13,6 m /gr de superficie
específica y tamaño de grano < 35 juiim.
2
ThO 2 (F) , 99,0% de pureza y 9P4 xn /gr de superficie
específica. Se separaron dos fracciones? Fl de tamaño
de grano comprendido entre 420 y 80 nm y F2 de tamaño
de grano inferior a 80 um
j
y cuatro tipos de matrices de ThO^/protactinio-233s
3.
Matriz tipo A: precipitación con hidróxido sódico de
una solución nitrica de Th(IV) que contenía una act_i
vidad conocida de trazador de protactinio-233, filtración y calcinación del precipitado a 1000°C duran,
te 3 horas
Matriz tipo B: ThO«(I) irradiado con neutrones en el
11
-2 -1
tubo vertical del reactor JEN-1: $ = 5.10
n.cm . s ,
24 horas de irradiación, 10 horas de enfriamiento.
- Matriz tipo C: calcinación de 1000°C durante tres horas de la matriz tipo B
- Matriz tipo D: irradiación en el tubo vertical del
reactor. JEN-1, en idénticas condiciones a las ya des_
critas, de ThO^ (I) previamente calcinado a 1000°C du
rante tres horas.
Las experiencias se realizaron tratando la cantidad pre_
fijada de ThO 2 con HF de normalidad variable en frascos de po_
lie ti leño con tapón a rosca. La agitación se efectuó por méto_
dos convencionales y las muestras se mantuvieron termostatiza_
das a la temperatura deseada en cada caso. Se efectuaron las
comprobaciones pertinentes y, en su caso, la corrección de la
normalidad de las soluciones fluorhídricas en función de la
temperatura y tiempo de experimentación.
La separación sólido-líquido se efectuó por centrifugación, lavándose el residuo sólido resultante con agua y acetc_
na, a fin de facilitar la eliminación del agua de empapamiento, secándose a temperatura inferior a 60°C para no modificar
la composición final alcanzada.
En el análisis químico de dicha composición final se in_
cluye:
1. Determinación del contenido en flúor, por fusión alcalina de porciones de unos 60 mg de sólido con un
4.
gran exceso de mezcla equimolecular de CO^Nap-CO-Kj »•
disolución en agua de la pastilla formada, filtración del residuo insoluble (ThO2), eliminación del
C0 2 y valoración del F~ con ( N O ^ T h 0,1 N (titulado
con FNa 0,1 N, S^P.T.P-) utilizando como indicador
alizarina S en un medio tamponado con áxido cloroac£
tico-NaOH (pH = 3,1).
2. Determinación del torio en forma de fluoruro por disolución selectiva del ThF. recientemente formado en
NO 3 H 0,1 N - (NO3)3A1 3,5 N, eliminación del residuo
insoluble (ThO~) por filtración y gravimetría del to_
rio en solución via oxalato. La cantidad de muestra
tomada en cada caso es de unos 0,5 g*
3. Determinación del torio en forma de Óxido por gravimetría del residuo insoluble en NCUH 0,1 N - (NO3)3A1
3,5 N obtenida en el tratamiento descrito en el punto
anterior.
4. Determinación del agua de cristalización por diferencia .
El grado de transformaciónf
, se calcula como la fracción, en peso, de torio que ha pasado de la forma óxido a la
forma fluoruro. Para el análisis difractográfico se empleó el
difractómetro vertical de Rayos X PW 1050/25, con cambiador
automático de muestras PW 1170/00 y tubo de Rayos X de ánodo
de Cu 2253/00 a 40 KV y 30 mA de trabajo y un detector propor
eiQiial..PW 1965/20, con rendija de divergencia d e l % rendija . .
de recepción de 0,2° y rendija de dispersión de Io .
La determinación del grado de lixiviación, ^ L , se rea
lizó por espectrometría X" con detector de Ge ( Li) y analiza^
dor de 40 96 canales empleando con fines cuantitativos el foto
pico de 311 KeV de protactinio-2 33 en la fase fluorhídrica,
fue determinado con respecto a un patrón obtenido por la diso
5.
lución total de una cantidad conocida de la matriz de ThO 2 /
protactinio-233 en NCUH 13 M-FH 0,04 M - (NCuKAl 0,36 M.
En la Figura 1 se presenta el diagrama operativo del
método analítico empleado en la determinación de o1 y
as
Cada experiencia realizada está caracterizada por el
valor del parámetro C / D s , donde £ es la concentración de
FM en moles/litro y Ñs
la densidad molar del sólido en el
sistema, expresada como moles de sólido/volumen de la fase
líquida en litros.
3o RESULTADOS
.
-_-
-_
La experimentación se orientó hacia la obtención de un
conocimiento, al menos cualitativo de la cinética de las rea£
ciones de transformación y lixiviación y de la relación exis_
tente entre ambas reacciones, así como a la determinación de
unas condiciones operativas que permitieran una separación,
lo más rápida y cuantitativa posible, entre torio y protacti_
nio.
3o1. Transformación de oxido de torio en tetrafluoruro
La existencia efectiva de la transformación ThO ? a ThF
se comprobó conjuntamente por difracción de Rayos X y por ana
lisis guímico- de muestras de T h O - d ) tratadas con :TH 5N'duran •
te diferentes tiempos. Los resultados obtenidos se presentan
en la Tabla I, mientras que, en la Tabla II se dan los espaciados de los compuestos de torio con flúor y del ThO- obteni_
dos de la bibliografía (17).
Matriz T h O 2 / P a - 2 3 3
Tomar
M (g.)
Tomar
M (g.)
Lixiviar
con FH
Disolver
NO 3 H-=FH-(AL)
Residuo
sólido
Solución
lixiviacio'n
Solución
Lavar
H 2 0;CH 3 -C0-CH 3
Tomar
M (g.)
Tomar
M (g.)
Sacar
espectro y
Sacar
espectro y
1
Disolver con
N03H-(AL)
(1
(1 - Igualar volumen
por pesada.
Pptar.
ac. oxálico
Calcinar
3h. 1OOO°C
Calcinar
3h.1OOO°C
Comparar
aL y a
Pesar
ThO 2 (%)
no transform.
ThO 2 (%)
transform.
Comparar
a
Figura 1 . - Diagrama de flujo para la obtención de los datos- del grado de
lixiviación en función del de transformación.
TABLA I
Espaciados obtenidos por difracción de rayos X
I/Io
I/Io
ThF^.nHgO
patrón
99,9%
ThO 2
f»37
T,25
1108
5,90
5,09
M1
a=1
si
si
4,62
15
4,37
3,95
3,68
11
si
si
si
si
31
31
6
3,51
3,10
2,84
2,80
2,73
2,57
100
M5
M6
51
si
24
si
19
si
4
8
5
si
si
si
6
(1)
si
si
si
31
10
13
18
2,01
1,95
1,90
39
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
(4)si
(3)
10
si
6
5
si
si
si
10
si
si
si
si
(4)si
si
si
(2)
si
si
si
si
(2)
si
si
si
(2)
(3)
si
si
(4)
(5)
(4)
si
(3)
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
46
M7
a=0,005 a=0,011 <x=0,024 a=0,037 a=O,157 a=0,785
3
(1)
12
, 2,13
2,05
1,86
1,83
1,78
1,74
1,69
M4
(Dai
38
2,53
2,51
2,38
2,30
2,16
1,98
1,97
M3
(1)
100
21
3,44
3,24
3,22
3,16
3,13
M2
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
(1)
si
si
si
si
si
si
TABLA I
(cont.)
I/lo
ThO 2
dS 99,9?¿
1,66
1,61
Th5 t 4 ..nH 2 O
patrón
M1
a=1
8
si
5
si
si
10
1,55
1,49
1,46
(1)
(1)
1,40
1,38
1,36
1,35
1,34
8
1,28
1,27
1,26
1,25
1,23
12
1,14
1,116
1,08
12
M2
M6
M4
M5
M7
M3
a=0,005 a=0,011 a=0,024 a=O,O37 a=O,157 a=O,78
SÍ ;
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
(D
(1)
(D
(D
(1)
12
(1)
2
11
si
si
si
(1) Espaciado de muy baja intensidad, próximo al límite de sensibilidad
del equipo.
(2) No se aprecia en el difractograma por su interferencia con un espa=
ciado mucho más intenso.
(3) Espaciados que aparecen interferidos entre sí en forma de banda es=
pectrale
(4) Espaciado cuya altura (l/l0) es superior, en más de un 5%, al del
patrón.
(5) Espaciado, cuya altura (l/l ) es inferior;, en más de ua 5/«s al del
patrón»
TABLA I I
Sspaciados de l o s compuestos de t o r i o con oxígeno y/o fláor
obtenido
en l a b i b l i o g r a f í a
ThíV ^ 0 ( 0 , 5 / 2 )
GUBIGO ( Q.Q.)
a
o = 5 ,600
dS
V i o hkl
3,234 100
2,800 35
1,980 58
1,689 64
1,616 11
8
1,400
111
200
1,284
1,252
220
311
ORTOROIffilGO
a
o = 8 ,73
= 11 ,79
c
o = 14 , 5 3
I/Io hkl
dS
020
112
5,89
95
5,06
85
4,63)
(1)65
4,58)
022
121
ThF.. 0,881^0
ORTOROMBICO
a
7, 98
o =
ThOF
GUBIGO( G.( 3.)
a•o = 5 ,685
= 1 3 , 69
c
7, 39
o =
dS
8,2
7,42
6,98
1
hkl
CRTOROMBICO
a
o = H , 09
b Q = 4,049
c
d2
1
hkl
o = 7,267
dS
^ 0
hkl
10 100 3, 28 1 00 111 7,04
10 001 2 , 842 30 200 6,46
80 110 2 , 010 45 220 5,058
20 2 0 0
30 101
40 201
1 00 101 1 , 975
1 00 030 1 , 641
10 121 1 , 421
60 311 4,010
6 222 3,948
10 0 1 0
85
200
400
4,37
3,94
100
211
5,47
4,54
4,30
26
331
3,74
20
202
4,01
1 00 220 1 , 306
5 331 3,525
70 •001'
17
420
3,68
95
004
3,97
1 00 130 1 , 272
10 420 3,512
1,1432 20
1,0779 19
0,9900 6
0,9465 18
0,9333 8
0,8854 14
442
20
220
20
440
3,51
3,44
3,22
123
132
531
3,13
85
600
3,10
60
620
2,95
20
213
024
040
3,71
3,59
3,54
3,49
3,43
3,37
80 • 1 0 2
^210
10 111
0,8540
9
533
2,80
20
204
3,13
0,8441
9
622
2,73
2,75 (2)20
40
2,57
20
2,53
20
2,51
20
2,373
80
2,294
042
3,12
2,67
2,6.6
2,62
2,48
2,45
2,398
2,341
222
511
80
141
321
224
125
215
044
90 002
10 012
1 00 201
10 131
10 040
10 102
10 301
2 400 3,630 100 002
3,435
3,229 30 202
3,171 100 401
3,162 100 211
2,877
2,830
1 00 221
2,657
90 041
2,626
2,531
2,525
2,497
2,388
2,350
2,294
2,227
10 300
70 212
40 310
7 0 320
70 151
10 142
10 232
Moo
10 302
10 311
10
40 N• 4112
10 501
50 402
7 0 212
50 411
40 103
40 600
20 2 0 3
10 502
TABLA I I
OBTOBGMBICO
QBTOBOMBICO
a 0 = 14,09
b Q = 4,049
c 0 = 7,267
a0 = 7,98
b o = 13,69
o
= 7,39
o
I/Ip
10
2,323
2,290
2,222
2,200
2,165
2,138
2,124
2.111
10
70
70
10
70
100
70
113
060
123
160
251
312
152
203
(2) Valores del espaciado e índices no concordantes.
(3) Sólo en e l ThF20
(4) Sólo en el ThO
o 5F25
5
hkl
hkl
(1) Valores calculados de un pa
trón compuesto o
(5) En e l
(Cont.)
2,153
2,146
2,057
2,031
2,023
1,997
1,995
1,974
20
20
10
100
70
60
90
40
1,949
10
1,929
1,903
1,879
1,839
1,817
1,790
1,774
1,768
10
10
10
10
50
es 1,614
1,755
1,712
20
100
70
203
412
113
610
020
403
213
602
512
021
121
313
221
503(3)
004
413(4)
612
022
30
420
122
40
222
.801
1 ? 706
70
1,610
40
1,579
30
421
721
810
(5)
404
422
6.
Comprobada la existencia de la reacción
e identifi_
cadas las especies resultantes, así como la ausencia aparente de otros productos de reacción, se pasó a determinar:
a.- Influencia de la concentración de reactivos. Las
experiencias correspondientes se efectuaron a 30°
C, manteniendo una velocidad de agitación constan
te de 2 400 r.p.m. durante un tiempo de reacción
de dos horas. La concentración de reactivos se
expresa, de acuerdo con el modelo cinético del nú
cleo decreciente (13,14) para reacciones en fase
heterogénea, como la' relación molar C/ P
donde C
es la concentración del reactivo en la fase fluida
y
O
la densidad molar del sólido en el sistema,
calculada como el cociente entre el número de mo-les del sólido y el volumen total de la fase flui_
da en litros.
Los resultados obtenidos fueron transformados
de forma que se ajustasen a las expresiones matemáticas obtenidas con dicho modelo y que son:
11 // 33
= (I-OÍ
-OÍ ))
(i)
para reacciones controladas por la velocidad de
la propia reacción química, y
f (OÍ) = J L - = 1 - 3(l-ac:)2/3 + 2 ( 1 - * )
(2)
para reacciones controladas por la velocidad de di^
fusión del reactivo fluido a través de la capa de
sólido ya transformado ("cenizas"). Ambas válidas
para partículas de forma ideal esférica.
En estas ecuaciones:
t = tiempo de reacción (h)
Z=
tiempo necesario para que la rección sea total
(h) .
7.
Oi= grado de transformación, expresado como tanto
por uno, en peso, de torio transformado de la
forma óxido a la forma fluoruro.
Los resultados obtenidos pueden verse en la Figura 2
b.- Influencia de la velocidad de agitación. Las experiencias se efectuaron a 30°C empleando 1,652 g. de
ThO2(I) y 100 mi de HF 1N (C/o = 16).
Los resultados obtenidos se representan en la Figu
ra 3.
c - Influencia de la temperatura. En este caso las se. ries experimentales se efectuaron en un baño terxrios_
tático de bandeja oscilante regulada a 50 v.p.m.,
empleando 0,826 g de ThO2(I) y 50 mi de FH 5N
(C/o = 80) obteniéndose los resultados que se re
presentan en la Figura 4. De la pendiente de las
rectas se determinó la energía aparente de activa^
ción, la cual resultó ser de 13 Kcal/mol.
d.- Relación entre las reacciones de transformación y
lixiviación. Se emplearon ThO 2 (I), ThO2(Fl) y
ThO2(F2) irradiados con neutrones en las condicio_
nes habituales, matrices B, Fl y F2, respectivamen
te. De cada muestra se tomaron varias porciones de
0,826 g., una para ser usada como patrón por simple
disolución en NO 3 H 13M-FH 0,04M~(NO3)3AL 0,36M y
. . aforado, y el resto para ser sometidas a un proceso
de ataque y lixiviación a una velocidad de agitación de 2400 r.p.m. determinándose simultáneamente
el grado de transformación, ¿v , y el de lixiviación,
°< rr por espectrometría Y" . Este último se expresa
como tanto por uno de la actividad lixiviada a la
fase líquida con respecto a la encontrada en el pa_
trón.
FH 1N
FH 0,5N
o
o
1.-
f(a)*1-(l-a)
•
o
2.—
f(a) =1-3(1-a) L '"+2(l-a)
1/3
,2/3
0,8-
c
-o
o
o
£
o
c
o
0,6-
0,4-
0,2-
0-
4
Figura
8
12
CFH] (moles/l) / P s (moles/l)
16
.2. Relación entre la transformación del óxido de torio y la
fracción molar de reactivos
Tiempo (min.)
1,0-
0,1-
sz
•o
"o
£
o
c
D
da/dt
2,40. 10" 4
3
23 rpm
5,60. 1Q°4 o 1700 rpm
6,62. 10" 4
0
Figura
20
80
«2400rpm
100
120
Tiempo (min.)
-3-~ Variación de la transformación con la velocidad de agí
tación entre las fases.
1,0-
s
i
0,1-
100
Tiempo (min.)
Figura
.k.- Influencia de la temperatura en la transformación.
Energía aparente de activación.
Las muestras correspondientes a la matriz B
se trataron con 50 mi de HF 1N a temperaturas de
3 0 y 50°C durante tiempos comprendidos entre 12 y
12 0 minutos, mientras que para obtener análogos
índices de transformación con las matrices Fl y
F2 fue preciso emplear HF 5, 7 y ION, tiempos de
operación comprendidos entre 150 y 48 0 minutos y
operar a 50°C. Los resultados se expresan en la
Figura 5.
3.2. Lixiviación del protactinio
Se estudió la influencia de los siguientes parámetros:
a-- Tipo de material irradiado»
Se efectuaron series experimentales para las
matrices A, B, C y D tratando 0,100 gc de material
con 100 mi de HF de normalidad comprendida entre
0,5 y 15 a las temperaturas de 25 y 50°C durante
tiempos de reacción de 1, 3 y 5 horas. La agitación
se efectuó con un agitador magnético. Los resultados obtenidos se expresan en las Tablas III aIV =
b.- Concentración de reactivos.
Los experimentos se hicieron con 50 mi de HF
de concentraciones 2, 5 y 7 M y cantidades de matriz B de 0,5507? 0,826? 1,1013 y 1,652 g» a la
temperatura de 30°C mantenida constante en un baño
termostático de bandeja oscilante fijado a 50 v.p.ra,
Los resultados se expresan en las Figuras 6 y 7»
c*~ Temperatura.
Siguendo la misma metodología descrita en b)
se realizaron series experimentales utilizando cada
1,0-
c
•o
"o
o
:>. 0,5-1
X
o Matriz B
o Matriz F1
9 Matriz F2
10
0,5
ó
a (transformación)
Figura 5.
Relación entre el grado de lixiviación del protactinio-233
y el de transformación del óxido de torio en tetrafluoruro.
0,2CFH1
o 5
CFHl/^s
0,042
119
o 5
0,083
60
o 5
0,125
40
c
12
o
o
•5 0,1-
5'0
-
60
70
Tiempo (min.)
Lixiviación como función de la densidad molar del óxido de torio
TABLA n i
Lixiviación de matrices tipo A « 100 g de matriz; 100 mi de FE
(eq/l)
A C
0,5
j
5
7
10
15
•J
25°C
1 hora 3 horas
5 horas
50°C
1 hora 3 horas
5 horas
0,995
0,995
0,992
0,994
0,980
0,984
0,992
0,985
0,980
0,988
0,963
0,977
0,975
0,975
0,961
0,970
0,866
0,807
0,778
0,817
0,797
0,744
0,817
0,786
0,20
0,59
1,30
0,80
4,50
3,80
0,967
0,972
0,970
0,910
0,899
0,905
0,916
0,901
0,923
0,815
0,800
0,852
0,564
0,668
0,655
0,596
0,531
0,564
1 - aL
0,970
0,905
0,913
0,822
0,629
0,564
(1~L)
0,24
0,59
1,11
2,7
5,7
3,2
0,938
Os951
0,949
0,878
0s888
0,889
0,870
0,886
0,876
0,754
0,725
0,723
0,541
0,504
0,473
0,502
0,569
0,546
1 - aL
0,946
0,885
0,877
0,734
0,506
0,539
O^L)
0,72
0,61
0,82
1,7
3,4
3,4
0,.922
0,926
0,923
0,879
0,876
0,877
0,864
0,905
0,864
0f637
0,655
0,612
0?501
0,506
0,507
0,443
0,475
0,546
0,924
0,877
0,878
0,635
0,505
0,488
0,21
0,17
2*3
2,1
0,32
5,3
0,936
0,949
0,912
0,888
0,873
0,860
0,880
0,880
0,864
0,575
0,595
0,549
0,399
0,416
0,404
0,443
0,503
0,505
1 - aL
0,932
0,874
0,875
0,573
0,406
0,483
(I^L)
1,9
0,14
0,92
2,3
0,92
3S5
0,435
0,575
0,565
0,473
0,480
0,353
0,413
0,477
0,339
1 - aL
0,538
5,5
0,435
0,409
(1-a L )
7,1
6,9
1
~ «L
(1-aL)
102.<Tn-1
102.0ri-1
io2
,<ni-i
1 - aL
10 2 .dli-1
102c0H=1
1O 2 .(Tn=1
TABLA IV
l i x i v i a c i ó n de matrices tipo B, G_ y D . 0,100 g de matriz; 100 mi
de solución fluorhídrica
25°C
Matriz
(eq/l)
1 hora
3 horas
1 hora
3 horas
0,042
0,056
0,062
0,066 •
0,042
0,038
0,049
0,064
0,040
1,2
0,048
0,052
1,0
0,3
0,3
0,024
0,026
0,045
0,051
0,036
0,033
0,050
0,025
0,048
0,034
0,2
0,2
0,5
0,3
0,024
0,026
0,018
0,027
0,038
0,026
0,026
0,022
0,025
0,022
0,032
0,024
0,1
0,1
0,9
0,3
0,212
0,194
0,180
0,151
0,158
0,133
0,092
0,084
0,202
0,166
0,146
0,088
1,4
2,0
1,8
0,5
0,117
0,135
0,118
0,084
0,093
0,053
0,051
0,040
0,126
0,101
0,073
0,046
1,3
2,4
2,8
0,8
0,086
0,066
0,079
0,050
0,049
0,047
0,055
0,044
1 - aL
0,076
0,064
0,048
0,049
(1-a L )
1,4
2,1
0,2
0,8
0,082
1
0,099
0,091
B
5
10
1
C
5
10
50°C
1 - aL
1 O 2 . CT n-1
1 - aL
10 2 .<Tn-1
1 - aL
1O 2 .CTn-1
1 - <xL
1 0 2 . crn-1
1 - aL
(I^L)
1O 2 .CTn-1
10 2 . crn-1
TABLA IV
Mo
Matriz
(eq/1)
1
3
D
5
7
10
25°C
1 hora 3 horas
(Gonte)
50°0
1 hora 3 horas
0,992
0,973
0,860
0,866
0,891
0,851
0,822
0,824
0,988
0,863
0,871
0,823
0?7
0,4
2,8
0,2
0,918
0,929
0,751
0,800
0,792
0,776
0,746
0,771
1 - aL
0,923
0,776
0,784
0,758
(1-<X L )
0,7
3,4
1,1
1,8
0,837
0,852
0,721
0,733
0,764
0,776
0,713
0,720
1 - aL
0,845
0,727
0,770
0,717
(1-^)
1,1
0,9
0,8
0,5
0,808
0,794
0,710
0,702
0,753
0,737
0,678
0,684
0,801
0,706
0,745
0,681
1,0
0,6
1,1
0,5
0,807
0,775
0,695
0,705
0,713
0,717
0,665
0,671
1 - aL
0,791
0 ? 700
0,715
0,668
d-a L )
2,3
0,6
0,3
0,4
1 - aL
1O2.crn-1
1 O 2 . CTn-1
1O 2 .crn«1
1 - <x L )
10 2 e Q™n-1
1O2.crn-1
0,5LFH1
Ps
7
0,063
111
o 5
0,063
79
2
0,063
32
•
0,4-
O
:o
CFHJ/Z's
0,3-
o
o
0,2-
0,1-
80
0
Figura
0
7.-
50
100
120
140
Tiempo (min.)
Lixiviación en función de la concentración de ácido fluorhídrico.
100
150
26
200
2¿0
300
350
Tiempo (min.)
Figura
9 . - Curva de l i x i v i a c i ó n
total
9.
vez 0,826 g. de matriz B y 50 mi de HF 5 M a las
temperaturas de 30, 40, 50 y 60° C. Los resultados obtenidos pueden verse en la Figura 8, en la
que se incluye la representación de Arrenius que
permite determinar las siguientes energías de a£
tivación aparentes:
- Zona inicial: E
= 1 0 , 3 Kcal/mol
el
- Zona de transición: E
= 7,4 Kcal/mol
3.
-
Zona final del tramo de curva estudiado:
Ea3 = 5,5 Kcal/mol.
d.- Curva de lixiviación total
Finalmente se realizó un estudio de la evo=
lución de la actividad del protactinio-233 en la
solución fluorhídrica en función del tiempo. Para
ello se trataron muestras de 0,82 6 g. de matriz
B con 50 mi de HF 7N (C/ /og = 111,1) a 30° C con
el equipo descrito en b) a la velocidad de 50
v. p.m. Se tomaron muestras de 5 gotas de solución fluorhídrica cada cinco minutos, con cuenta
gotas previamente tarados, efectuándose las corres_
pondientes correcciones a la pérdida de volumen de
dicha solución fluorhídrica. Los resultados se ex
presan en la Figura 9 y en la Figura 10 se ha representado el tiempo total de reacción, X¿ r
ca
-l.
culado a partir de la ecuación propia de modelo
del núcleo decreciente (13,11) para reacciones en
fase heterogéneas
donde i
t es el tiempo experimental de reacción en minutos,
-20-
-40Temperatura (°C)
30
o 40
• 50
60
•60-
-80-
i-100CM
O
-120-
3 1S Zona
• Zona de transición
o 32 Zona
•140-
-7•160-
-180-
-10-11-
•200»
Ó
Figura
8.
3,0-
3,1
20
40
3,2
3,3
1O .1/T(°K)
3
60
80
1Ó0
120
Tiempo (min.)
Influencia de la temperatura en la lixiviación. Energía de
activación aparente
6.000
100
200
300
Tiempo (min.)
Sgjura 10.-Tiempo total de reacción calculado de los resultados
experimentales
según el modelo del núcleo decreciente
1,0-
o Datos experim.
1,2,3 Curvas teóricas
o
0,2
0,4 0,6 0,8 1,0
T/r
Figura 11«, - Comparación de los resultados experimentales de
lixiviación con las previsiones del modelo del
núcleo disgregado. Curva 1, w « 0,25 ó 0,75;
Curva 2 S w * 0,5; Curva 3, w » 0 ó 1(modelo del
núcleo decreciente)
10.
Esto ha permitido representar nuevamente la
lixiviación en función del parámetro t/ ¿p , toman_
do como valor de 3" 460 minutos que es el valor a
que tiende según lo encontrado en la Figura 10.
Los resultados se expresan en la Figura 11.
4. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
De los resultados presentados puede aceptarse la viabilidad de la separación de torio y protactinio por lixivia_
ción de este último con ácido fluorhídrico, existiendo una
transformación simultánea del oxido de torio, en forma pul_
vurulenta, a tetrafluoruro n-hidratado. Esta última~reacción
coadyuda a la liberación del protactinio, lo que unido a la
elevada estabilidad de los complejos de flúor y protactinio
(18), se traduce en una rendimiento de recuperación de éste
del orden del 95%.
4.1. Transformación del óxido de torio en tetrafluoruro
La comparación entre las Tablas I y II permite afirmar
que, en efecto, se produce una transformación de ThO~ y
ThF. y más concretamente, a la estructura ortorómbica de
las especies ThF^.nH-O (0,5 ^ n ^ 2 ) no habiéndose detectado,
en ningún caso, lineas de difracción correspondientes a posibles intermedios de reacción.
Las experiencias acerca de la influencia de la concen
tración de reactivos se diseñaron teniendo presente que,
al ser el resultado de la reacción un compuesto insoluble,
parece ser que, en principio, el comportamiento del sistema
ha de seguir lo previsto por los modelos del núcleo decreciente (14) o sus ulteriores perfeccionamientos
(15,16).
11.
Según esto, tanto para reacciones controladas por la difu
sión en la capa del producto solido, como si el control se
debe a la propia reacción química, y para partículas esfé_
ricas, se verifica que:
(4)
incluyendo en K todos los demás parámetros así como el tiem
po de reacción que fue constante para todas las experiencias señaladas.
En la Figura 2 puede verse que para C/p ^J. 8 los datos experimentales siguen muy satisfactoriamente la ecuación
correspondiente a procesos controlados por la difusión a tra_
vés derlas cenizas, mientras que para C/p es "> 8 se apartan\
de lo previsto por el modelo.
Ahora bien, Park y Levenspiel (16) han desarrollado un
modelo cinético para reacciones en fase heterogénea, el mode_
lo del núcleo disgregado ó "crackling core model", según el
cual un sólido inicialmente no poroso, por la acción del
reactivo en la fase fluida se transforma, mediante procesos
de fisuramiento y disgregación, en una estructura porosa,
que no ofrece resistencia a la difusión del reactivo; este
sólido poroso reacciona hasta el producto final de acuerdo
con el modelo del núcleo decreciente ("shrinkiñg core model")
Aunque la primera etapa, disgregación, puede significar en
algunos casos la creación de un compuesto intermedio de reac
ción_»>~ otras veces puede asimilarse a un simple cambio físico- En la segunda etapa, reacción, la fase sólida sé compo£
ta como "granulos" de menor tamaño que las partículas inicia_
les.
Si en la Figura 2 se extrapola el tramo recto inicial
de la curva 2 para C/p = 12, se encuentra un valor de
12.
f (c*) = 0,03, mientras que el valor experimental correspon
ciente es 0,09 verificándose que:
lf (<* )J real _
(5)
cale
Pero si se tiene en cuenta que f (<x ) = t/p- y el valor
de ~G (14) , resulta que:
2
Rcal
D real
'
—*
_
= 3
(a,
(6)
y como en principio puede aceptarse que D, difusividad del
reactivo fluido, ha de ser constante para cada valor de
C/ p
resulta ques
R
cal = !' 7 3
R
real
es decir, que para que se cumplieran las previsiones del
modelo del núcleo decreciente, las partículas reaccionantes tendrían que tener un radio, R, 1,73 veces mayor que
el de las que intervienen en el proceso. Como, por otro la.
do, la divergencia ocurre a partir de un estadio de reacción avanzado, y no antes, puede admitirse que éste progre
sa con desmoronamiento de las partículas iniciales.
que:
Procediendo de igual manera para C/r>
\
R , = 3,9 R
-.
cal
real
= 16 resulta
s
(8)
lo que significa que el proceso de desmoronamiento es taii
to más ostensible cuanto más avanzada está la reacción, lo
cual coincide de nuevo con las previsiones del modelo del
núcleo disgregado.
13.
Si se aplica el mismo procedimiento a los puntos co_
rrespondientes de la curva 1 resulta:
R
cal = 1'85
R
R
cal = 3'6
R
real
p a r a C / P s = 12
real
?ara
C/
(9)
p s = 16
valores cuya apreciable coincidencia con los dados en (7) y
(8) hace inferir que cuando la fragmentación es notoria la
reacción deja de estar controlada por la difusión, lo cual
encaja de nuevo dentro de las previsiones del modelo.
Los resultados de la Figura 3 confirman cualitativamente la idea de que la reacción puede explicarse según el
modelo del nücleo disgregado, puesto que la velocidad de
reacción crece con el tiempo como consecuencia, por un lado
del menor tamaño de las partículas, y por otro, de la creación de nuevos centros activos inducida por el propio proce_
so de fragmentación.
Las experiencias correspondientes a la influencia de
la temperatura (Figura 4) se han realizado a una relación
molar elevada (C/O = 80) con lo que la fragmentación de
las partículas será un proceso muy rápido. Esto se traduce
en que el orden aparente de la reacción es uno:
c*= i - e " k e t
(11)
y la reacción vendrá controlada por la de creación de nuevos centros activos, proceso al que correspondería la éner_
gía aparente de activación determinada, 13 Kcal/mol. Este
valor resulta similar al encontrado por otros autores (6)
para la reacción de disolución del ThO2 en NCUH en presen
cia de HF (18 Kcal/moi) en la que también tiene lugar la
desstrucción del retículo cristalino del ThO.,, mediante un
24
mecanismo que conduce a la formación de ThF«
que pasa a
14.
la fase liquida. En un medio con un fuerte exceso de FH
ha de prodi
producirse la formación inmediata del
ThF. que
precipita.
Con respecto a la relación entre el grado de trans_
formación,C<, y el de lixiviación, CXT , y cuyos resultados se dan en la Figura 5, cabe destacar que ambas reacciones están correlacionadas directamente. No obstante,
la curva sigmoide correspondiente a la matriz B presenta
dos zonas, una inicial
y otra final, en las que hay re-
tención de protactinio en la fase sólida residual; en la
primera, donde el grado de transformación es bajo, la re
tención del protactinio puede producirse en los poros del
ThO- no atacado o ser consecuencia del escaso avance del
frente de disfregación, mientras que en la parte-final es
probable una oclusión en el propio ThF..
El hecho de que esto no ocurra con la matriz F hay
que atribuirlo, a que, al ser menor su 'superficie especl_
fica, debe presentar una porosidad más baja y con mayores
diámetros de poros. Esto se manifiesta por la necesidad de
emplear condiciones de ataque más drásticas y tiempos de
reacción más prolongados, por lo que, y a igualdad de resistencia a la difusión a través del ThF., la probabilidad
de retención de protactinio es mucho más baja.
4.2. Lixiviación de protactinio de oxido de torio
- :E1 diferente comportamiento de las diversas matrices"
empleadas frente a la lixiviación, Tablas III a IV, hay que
:
atribuirlo al distinto modo de preparación y de tratamiento
térmico de dichas matrices antes o después de su irradiación
con neutrones. El mencionado tratamiento térmico repercutirá,
no sólo en la forma química del protactinio que contengan,
15.
sino también en la concentración de centros activos, rea
les o potenciales, en su superficie, vista la importancia
que tiene la transformación del ThO~ a ThF. sobre la üxi_
viación del protactinio.
En efecto; la matriz A constituida por ThO_ , conteniendo trazas de Pa^O,-, ha sido desactivada y estabilizada
por una calcinación .a 1QOO°C y, por tanto, resultará difícilmente atacable presentando un Índice bajo de lixiviación. La matriz B, óxido de torio irradiado, con una supe£
ficie especifica de 13,6 m /g., presenta gran cantidad de
centros activos originando un producto final prácticamente
de ThF. con una lixiviación cuantitativa. La matriz C, oxi_
do de torio irradiado y posteriormente calcinado a 1000°C
no presenta puntos activos superficiales; sin embargof es
evidente que la
irradiación origina una gran distorsión
de la red cristalina del óxido de torio por la transforma_
ción de iones Th
en Pa
y que esta estructura cristali_
na tenderá, en un tratamiento térmico prolongado, a la estabilización, creándose defectos capaces de compensar, en
parte, la desaparición de los centros activos superficiales del ThOp. Este efecto compensante no aparecerá en la
matriz D que ha sido previamente desactivada y después irra_
diada, por lo que su comportamiento será similar al de la
matriz A.
Con respecto a la influencia de la concentración de
reactivos, Figuras 6 y 7, el tratamiento matemático perini
te encontrar que, a partir de un tiempo de reacción de 4050 minutos, tiende a verificarse la relación (Tabla V )s
(12)
para todos los casos, excepto cuando se comparan las expe;
riencias hechas con C = 7 y 5 son la de C = 2.
TABLA V
)rrelación entre el grado de lixiviación y la relación entre
las concentraciones de reactivos
Tiempo
UL)I
\ (XT J O
(aLH
(a1)5
(aL)4
(min.)
(aL)2
\ (XT ) o
(aL ) 5
(aL)6
(al)6
1 ,43
1 ,4
1,3
1 A
2 ,0
2 ,2
2 ,6
40
50
60
70
80
90
100
110
1,44
1,8
2,6
2,7
2,6
2,4
2,4
-
• 1,36....
2,0
2
-
BM-j
RM2
RM2
BM3
1,40
2,50
1,37
1,40
1,39
1,42
1,38
1,30
RM-]
1,9
1,78
1,7
-
1,4
1,6
1,96
2 ,8
-
—
RM4
RM5
RM4
BM3
BM5
RM6
RM6
3,50
1,98
1,51
2,98
—
-
moles FH/1
moles
BM =
Curva
1
2
3
4
5
6
moles
FH/1
7
5
2
5
5
5
0,063
0,063
0,063
0,042
0,083
0,125
11 1,1
79,4
31,7
60 ,2
40,0
moles
ThO2A
BM
9,0
16.
Se pone, por consiguiente, de manifiesto que la velo_
cidad de reacción es directamente proporcional a la relación C/p
, por lo menos dentro del entorno donde es de es
perar que la variación de la actividad de F
sea lineal res_
pecto a la concentración nominal del ácido.
Este comportamiento es justificable mediante simples
consideraciones geométricas cuando se supone que las parti_
culas atacadas son esféricas y de igual radio, R, y que la
interfase avanza isotrópicamente hacia el centro del grano
a una velocidad constante, K. Se encuentra así que la fra£
ción del sólido que ha reaccionado, o( , en un tiempo, t,
viene dado por:
2
r*S • _
3 o JC
.
J . JC
ir
R
3
,¿
, ¿ » JC
3
.j
M "í ^
R-
y como el tiempo necesario para que concluya la reacción,27,
es decir, para que la interfase haya alcanzado el centro del
grano, viene dado pors
valor que sustituido en la ecuación (13) conduce a una expre_
sión que tras su simplificación para o¿ <f< 1, t <"<T CT , con
duce a.%
's
una vez sustituido el valor de «
dado en (14) para reacci£
nes en fase heterogénea controladas por la velocidad de la
propia reacción química.,
Las discrepancias encontradas respecto a la última
ecuación, y que ya han sido señaladas, pueden atribuirse a
errores experimentales, a una no constancia de k, a que el
17.
sistema no es homodisperso o, finalmente, al hecho de uti_
lizar la concentración de HF en lugar de la actividad de
los iones producidos por la ionización del HF propiamente
dicho o de sus productos de condensación.
Con respecto a la influencia de la temperatura, Figu
ra 3, las curvas no son tan simples como las propias de la
transformación del ThO» en ThF., habiéndose podido distinguir tres zonas con distintos valores de energía aparente
de activación. En la primera zona, se obtiene un valor de
10,3 Kcal/mol, relativamente próximo al anteriormente dete£
minado para la transformación del ThO 2 en ThF
(13 Kcal/mol),
lo cual da idea de que en la fase inicial, la reacción de
lixiviación viene controlada por la formación del ThF..
En la última zona la energía de activación es de 5,5
Kcal/mol lo que puede interpretarse en el sentido de que en
ella la reacción viene determinada, probablemente, por la
difusión del complejo flúor-protactinio a través de la capa
creciente de ThF 4 .
La evolución de la lixiviación con el tiempo (Figura
9) sigue una curva sigmoide, lo que parece indicar que la
reacción puede ser interpretada en términos del modelo del
núcleo disgregado de Park y Levenspiel (16). Para ello es
necesario conocer el tiempo necesario para que la reacción
sea completa, Pero este valor es dificil de obtener por las
ecuaciones propias del modelo al ser éstas excesivamente com
plicadas; por ello se ha recurrido al modelo del núcleo decreciente aunque, como puede verse en la Figura 10, sólo a
partir de un estadio avanzado de la reacción es aplicable a
dicho modelo.
En la Figura 11 donde se representa 0/ en función de
t/<2T ( U" = 460 min.) se han incluido las curvas teóricas del
18.
modelo del núcleo disgregado seleccionadas de acuerdo con
su grado de adaptación a la curva experimental. Cabe seña_
lar que el cotejo de las curvas teóricas de dicho modelo
con la experimental pone de manifiesto que ésta no se corresponde con ninguna de aquellas donde el proceso venga
controlado por la difusión; además no se pone de manifies_
to la formación de ningún compuesto intermedio.
En las ecuaciones propias del modelo del núcleo dis_
gregado interviene el parámetro w definido por:
w
donde? £7
= — . — ^ — - = ~^~
2-c
g
^
(16)
= tiempo total necesario para que el frente de
disgregación alcance el centro de la partícula.
tiempo necesario para el ataque completo de los
granulos resultantes del proceso de disgregación,
Se aprecia así que los resultados experimentales pueden
clasificarse en tres gruposs
1--* 0 <? t/¿J ^ 0,12 ó fase de iniciación. La curva teórica
que mejor se ajusta a aquella donde w = 0,5 es decir
2o- 0,13 <* t/¿, ^0,35 ó fase de propagación. La curva teóri_
ca más adecuada es la correspondiente a w = 0,25 ó w =
0,75.
3.-
0,36 ^ t / ^ j <C 1 ó fase de terminación. La correlación se
alcanza con la curva teórica correspondiente a w = 0 o
bien w = 1, lo cual ocurre s i 3°
= 0 o bien "C = 2T
r
f
respectivamente. En el primer caso la ecuación correspondiente se reduce a la propia del modelo del núcleo
decreciente.
Según esto, la lixiviación del protactinio de ThO» por
reacción con HF en solución acuosa ocurre asís
19.
a.- En primer lugar, el ataque del ThO 2 por los iones
F
provoca, por un lado, la disgregación de las
partículas de ThO 2 en otras de menor diámetro que,
a su vez son también atacadas liberándose el prota£
tinio correspondiente. En esta fase de iniciación
la velocidad de avance de la interfase reactiva, "¿T,
y la del ataque de los granulos resultantes, ^*ar
son iguales.
b.- La disgregación de las partículas se hace con velocidad creciente a medida que avanza la reacción con
lo que
XT
aumenta respecto a
2T t entrando la reac
ción en la etapa de propagación descrita por la cur
va 1 de la Figura 11, que, en este caso, correspondería a w = 0,25, es decir
3"
=
3 . ~CZ-,•
c.~ Finalmente, en la etapa de terminación, cuando las
partículas iniciales se han disgregado totalmente,
la reacción continua a expensas de los granulos se_
cundarios (curva 3 de la figura 11) , lo que signifi_
ca que a partir de éste momento es aplicable el modelo del núcleo decreciente.
Esta descripción no contradice el razonamiento hecho a
propósito de la influencia de la concentración de reactivos
en la lixiviación, puesto que las correlaciones allí establecidas corresponden a tiempos donde es
probable que la reac-
ción haya entrado en la fase de propagación. En cuyo caso,
desde el punto de vista del tamaño de las partículas hace que
el sistema sea más homodisperso que al principio y la deducción y ecuaciones obtenidas son igualmente aplicables a las
partículas secundarias resultantes del resquebrajamiento de
las primarias.
20.
BIBLIOGRAFÍA
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tinium". Centre National de la Recherche Scientifique,
Paris 195-207 (1966) .
J.E.N- 546
Junta de Energía Nuclear. Departamento de Reactores e Isótopos. Madrid.
J.E.N. 546
Junta de Energía Nuclear. Departamento de Reactores e Isfitopos. Madrid.
"Separatlon of Protactinium from Neutrón
Irradiated Thorium Oxide".
"Separation of Protactinium from Neutrón
Irradiated Thorium Oxide".
DOMÍNGUEZ, G.¡ GUTIÉRREZ, h.¡ ROPERO, M. (1983) 21 pp. 11 figa. 18 refs.
The chemical separation of thorium and ptotactinium can be carried out
by leaching most of the last one, about 95%, with aqueous HF from neutrón
irradiated thorium oxide. This leaching reactlon is highly favored by the
transformatioh reaction of the ThO2 material into ThF4.
For both reactions, leaching and tranformation, the reagents concentration, agitation apeed and temperature influences «ere studied and the
activation energies were found.
DOMÍNGUEZ, G.} GUTIÉRREZ, L./ ROPERO, M. S1983) 21 pp. 11 figs. 18 refs.
The chemical separation of thorium and ptotactinium can be carried out
by leaching most of the laat one, about 95%, with aqueous HF from neutrón
irradiated thorium o:;ide. This leaching reaction la highly favored by the
transíormation reaction oí the ThO2 material into ThF4.
For both reactlona, leaching and tranformation, the reagents concentration, agitation apeed and temperature influences were studied and the
activation energies were found.,
'
INIS CLASSIFICATION AND DESCRIPTORS: B14. Protactinium. Thorium Oxides.
Leaching. Neutrons. Irradiation. Hydrofluoric Acid.
INIS CLASSIFICATION AND DESCKIPTORSi' B14. Protactinium. Thorium Oxides.
Leaching. Neutrons. Irradiation. Hydrofluoric Acid.
J.E.N. 546
Junta de Energía Nuclear. Departamento de Reactores e Isótopos. Madrid.
"Separation of Protactinium from Neutrón
Irradiated Thorium Oxide".
J.E.N. 546
Junta de Energía Nuclear. Departamento de Reactores e Isótopos. Madrid.
"Separation of Protactinium from Neutrón
Irradiated Thorium Oxide".
DOMÍNGUEZ, G.; GUTIÉRREZ, L.; ROPERO, M. (1983) 21 pp. 11 figs. 18 refs.
The chemical separation of thorium and protactinium can be carried out
by leaching most of the last one, about 95%, with aqueous HF from neutrón
irradiated thorium oxide. This leaching recction is highly favored by the
transformation reaction of the ThO2 material into ThF4.
For both reactions, leaching and tranformation, the reagents concentration, agitation apeed and temperature influences were studied and the
activation energlea were found.
DOMÍNGUEZ, G.; GUTIÉRREZ, L.j ROPERO, M. (1983) 21 pp. 11 figs. 18 refs.
The chemical separation of thorium and ptotactinium can be carried out
by leaching most of the last one, about 95%, with aqueous HF from neutrón
irradiate5 thorium oxide. This leaching reaction is highly favored by the
transformation reaction of the ThO2 material into ThF4.
For both reactions, leaching and trahformation, the reagents concentration, agitation apeed and temperature influences were studied and the
activation «-.Jnergies were found.
INIS CLASSIFICATION AND DESCRIPTORS: B14. Protactinium. Thorium Oxides.
Leaching. Neutrons. Irradiation. Hydrofluoric Acid.
INIS CLASSIFICATION AND DESCRIPTORSi B14. Protactinium. Thorium Oxides.
Leaching. Neutrons. Irradiation. Hydrofluoric Acid.
J.E.N. 546
Junta de Energía Nuclear. Departamento de Reactores e Isótopos. Madrid.
J.E.N. 546
Junta de Energía Nuclear. Departamento de Reactores e Isótopos. Madrid.
"Separación de Protactinio de Oxido de Torio
Irradiado con Neutrones".
"Separación de Protactinio de Oxido de Torio
Irradiado con Neutrones".
DOMÍNGUEZ, G.; GUTIÉRREZ, L.; ROPERO, M. (1983) 21 pp. 11 figs. 18 reís.
La separación química entre torio y protactinio puede llevarse a cabo
lixiviando alrededor del 95% del protactinlo con Scido fluorhídrico en solución acuosa el óxido de torio irradiado con neutrones.
Para ambas reacciones, se estudiaron los efectos de la concentración de
reactivos, de la velocidad de agitación y la temperatura y se determinaron
las energías aparentes de activación.
DOMÍNGUEZ, G.¡ GUTIÉRREZ, L.¡ ROPERO, M. (1983) 21 pp. 11 figs. 18 refs.
La separación química entre torio y protactinio puede llevarse a cabo
lixiviando alrededor del 954 del protactinio con ácido fluorhídrico en solución acuosa el óxido de torio irradiado con neutrones.
Para ambas reacciones, se estudiaron los efectos de la concentración de
reactivos, de la velocidad de agltacifln y la temperatura y se determinaron
las energías aparentes de activación.
CLASIFICACIÓN INIS Y DESCRIPTORES: B14. Protactinium. Thorium Oxides.
Leaching. Neutrons. Irradiation. Hydrofluoric Acid.
CLASIFICACIÓN INIS Y DESCRIPTORES: B14. Protactinium. Thorium Oxides.
Leaching. Neutrons. Irradiation. Hydrofluoric Acid.
J.E.N. 546
Junta de Energía Nuclear. Departamento de Reactores e Isótopos. Madrid.
J.E.N. 546
Junta de Energía Nuclear. Departamento de Reactores e Isótopos. Madrid.
"Separación de Protactinio de Oxido de Torio
Irradiado con Neutrones".
"Separación de Protactinio de Oxido de Torio
Irradiado con Neutrones".
DOMÍNGUEZ, G.; GUTIÉRREZ, L.; ROPERO, M. (1983) 21 pp. 11 figs. 18 refs.
La separación química entre torio y protactinio puede llevarse a cabo
lixiviando alrededor del 95% del protactinio con ácido fluorhídrico en solución acuosa el Óxido de torio irradiado con neutrones.
Para ambas reacciones, se estudiaron los efectos de la concentración de
reactivos, de la velocidad de agitación y la temperatura y se determinaron
las energías aparentes de activación.
DOMÍNGUEZ, G.; GUTIÉRREZ, L.; ROPERO, M. (1983) 21 pp. 11 figs. 18 refs.
La separación química entre torio y protactinio puede llevarse a cabo
lixiviando alrededor del 95% del protactinio con ácido fluorhídrico en solución acuosa el óxido de torio irradiado con neutrones.
Para ambas reacciones, se estudiaron los efectos de la concentración de
reactivos, de la velocidad de agitación y la temperatura y se determinaron
las energías aparentes de activación.
CLASIFICACIÓN INIS Y DESCRIPTORES: B14. Protactinium. Thorium Oxides.
Leaching. Neutrons. Irradiation. Hydrofluoric Acid.
CLASIFICACIÓN INIS Y DESCRIPTORES: B14. Protactinium. Thorium Oxides.
Leaching. Neutrons. Irradiation. Hydrofluoric Acid.