7.5 Сұйылтқыштар

Экстрагентпен әрекеттесу үрдісінде түзілетін уранның кейбір комплекстік қосылыстары экстрагенттің артық мөлшерінде нашар ериді. Сонымен қатар олардың кейбіреулерінің тығыздығы 1-ге жуық және тұтқырлығы жоғары. Бұлардан басқа, қатты зат болып табылатын экстрагенттер де бар, мысалы үшоктилфосфинтотығы (ҮОФТ).

Сондықтан, уранды экстракциялауда органикалық фазаны сұйылтқыш ретінде, мысалы, керосин, гексан, бензол, уран-спирт немесе ароматты көмірсутектердің жоғары қайнағыш фракцияларын кеңінен қолданады. Бірақ, соңғы қосылыстарды сирек қолданады, себебі олар – канцерогенді заттар.

Көбінесе сұйылтқыш, бөлініп алынатын металмен химиялық әрекеттеспейді, сондықтан оны инерттік сұйылтқыш деп атайды. Бірақ, бұл термин шартты түрде алынған, себебі кейде сұйылтқыш экстракцияның көптеген көрсеткіштеріне әсер етеді (таңдап алу қабілеттілігі, таралу коэффициенті және т.б.). Қауіпсіздік пен экономикалық тиімділік - уран технологиясындағы сұйылтқыштарға негізгі талап қойылады. Сұйылтқыштың арзан, улы емес және тұтану температурасының жоғары болғаны дұрыс. Осы айтылғандардан , әдетте сұйылтқыш ретінде керосинді қолданады.

Керосиннің кейбір қасиеттеріне көңіл аударайық: ол суда мүлде ерімейді, Т_қайн= 170/240⁰С, тығыздығы 0,74г/см³, тұтқырлығы 0,3-0,5сПз.

7 Бақылау сұрақтары

1	Экстракцияның жалпы сипаттамасы
2	Экстракциялық жүйелерге фазалар ережелерін қолдану
3	Экстракция кезіндегі фазалық таралу заңы
4	Уран қосылыстарының экстракциясының механизмімен экстрагенттердің классификациясы
5	Сұйылтқыштар

8. Уран технологиясындағы аффинаж

8.1 Уран қосылыстарындағы «ядорлық тазалық» түсінігі

Урандық химиялық концентраттарды алудың негізгі үш әдістері: тұнбалық сорбциялык және жана, жетілдірілген экстракциялық әдісі болып табылады.

Бұлардын бәрі сапасы, құрамындағы уран және коспалар мөлшері әр түрлі уранның химиялық концентратын береді. Олардың бірқатары «кедей» құрамды (30-50% U₃0₈) және қайта тазалауды қажет етеді. Басқалары құрамы неғрлым бай (U₃0₈-95-99%-ға жуық). Бірақ бұлардың бәрі техникалык өнімдер, яғни техникалық уранның шала тотық-тотығы немесе уранат типті тұздар. Уранды атомдық техникада қолдану үшін ядорлық таза металдық уран, оның тотықтары, тетрафториді және баска қосылыстары талап етіледі.

«Ядорлы тазалық» түсінігі әртүрлі элемент - коспалардың баяу нейтрондарды сініруінің тиімді кималарымен түсіндіріледі. Бұл кималар әртүрлі элементтер үшін әрқалай (8.1-кесте). Мұндай кауіпті элементтер болып нейтрондарды сіңіру кимасының жоғары мәні бар элементтер, мысалы: Cd, B, Hf, СЖЭ, әсіресе Gd, Sm, Eu, Dy және басқалар саналады. Бұлар «нейтрондық улар» деп аталады және олардың болуы нейтрондар жоғалуын туғызады. Ядорлық отын ретінде қолданылатын уран қосылыстарында бұл элементтердің мөлшері қатаң дәрежелермен шектелуі керек. Бұндай шектеулер басқа элементтердің мөлшеріне де қойылады, бірақ олардың зияндылығы жоғарыдағыларға қарағанда төменгі дәрежеде.

Барлық «элемент-қоспалар» нейтрондарды сіңіру кималарына байланысты бес топқа бөлінген (8.1-кесте).

Нақты жүйелерде заттардың ядорлық касиеттеріне бір ғана қоспа емес, олардың жалпы қосындысы да әсер етеді. Қоспалардын жалпы косындысының нейтрондарды сіңіруге әсерінің сандық бағасы үшін, %-бен өрнектелетін «қауіптілік коэффициент» енгізілген.

8.1-кесте. Жылулық нейтрондардың сіңірілу қимасы

Элемент	Сіңірілу қимасы	Топ	Рұқсат етілген мөлшері, %	Элемент	Сіңірілу қимасы	Топ	Рұқсат етілген мөлшері, %
O	0,0002	0,1	10-2	Cr	2,90	110	10-4
C	0,0045			Cu	3,59
Be	0,009			Ni	4,50
F	0,010			V	4,70
Mg	0,059			La	8,90
Si	0,13			Co	34,8
Pb	0,17			Ho	64,0
Zr	0,18			Li	67,0	10100	10-5
P	0,19			Au	94,0
Al	0,215	0,161	10-3	Lu	108,0
H	0,33			Hf	118,0
Ca	0,43			Tm	120,0
Na	0,49			B	750,0
Ce	0,70			Dy	1100,0	100	10-6
Nb	1,10			Cd	2400,0
K	1,97			Eu	4500,0
Mo	2,40			Sm	6500,0
Fe	2,43			Gd	44000,0

Уран үшін жалпы қауіптілік коэффициент, элемент – қоспалардың жеке қауіптілік коэффициентерінің қосындысы х_і, g_і арқылы сипатталады. xg мәні қоспаның пайыздык мөлшерінің - х, қоспаның нейтрондарды сіңіру коэффициентіне g=_A238/А көбейтіндісіне тең, мұндағы _A - қоспаның нейтрондарды сіңіруінің тиімді қимасы, 238-уранның атомдық массасы; А-коспаның атомдық массасы. Барлық қоспалар үшін кауіптіліктің жалпы қосындылық коэффициенті мынаған тең: x_lg₁+х₂g₂+x₃g₃+…және т.б., бірақ ол белгілі мәннен аспау керек, мысалы - 0,25% (АҚШ), 0,20% (Канада), 0,15% (Франция, Бельгия). Сонымен қатар, кейбір қоспалар (мысалы, көміртек және азот) уранның физикалық қасиеттеріне әсер етеді және оның балқуына зиян келтіреді.

Сондықтан да, ары қарай терең химиялық тазалау, яғни урандық концентраттарды аффинаждау қажет.