RECYCLING OF RADIOACTIVE METALS FROM SECONDARY RAW MATERIALS
Abstract
Radioactive and other metals can be obtained from waste products and waste from the nuclear industry. In the processing of spent nuclear fuel and other types of waste, hydrometallurgical technologies are used to extract uranium, thorium, plutonium, technetium, americium, rare earth elements, cesium, zirconium and rhenium. This report provides an overview of new (2016-2018) publications devoted mainly to the reprocessing of spent nuclear fuel and the production of molybdenum-99 radionuclide. Methods of processing spent nuclear fuel of nuclear power plants can be classified into water and non-water. Currently, only the hydrometallurgical technology for the processing of spent nuclear fuel from thermal reactors, the socalled PUREX process, which is based on liquid extraction using tributylphosphate, has been implemented on an industrial scale. The authors patented an extraction mixture and a method for extracting and from a highly active raffinate of spent nuclear fuel processing. The procedure for applying extraction processes at the Siberian Chemical Combine includes the choice of extracting, calculation of the extraction process, and equipment selection. The prospects for reprocessing spent nuclear fuel based on the uranium-thorium alloy are considered in known work. To isolate thorium and rare-earth metals from radioactive residues, Cyanex 572 extracting dissolved in kerosene was tested. The method of processing irradiated nuclear fuel, proposed, involves the autoclave dissolution of spent nuclear fuel in nitric or hydrochloric acid at a temperature of 400-500 ºС and a pressure of 30-40 MPa. The problem of SNF reprocessing by the electrochemical method using the FFC Cambridge process is known. To improve the extraction processes, a new activating additive, (CF3SO2) 2NSi, was proposed, which makes it possible to extract cesium with sufficiently high distribution coefficients from neutral solutions. To extract americium from spent nuclear fuel and purify it from plutonium and uranium in the patent it was proposed to use electrolysis in molten chloride salts with liquid electrodes from cadmium or bismuth. The main operations of the uranium extraction technology proposed. The technology for processing zirconium-containing intermediate product of uranium
References
2. Колобов, Г. А. Вторичные редкие металлы (тугоплавкие, редкоземельные, радиоактивные) [Текст] / Г. А. Колобов. – Запорожье : РИО ЗГИА, 2016. – 244 с.
3. Балихин, А. В. О переработке отработавшего ядерного топлива [Текст] / А. В. Балихин, О. Э. Барковская / Деп. в ВИНИТИ РАН 09.10.2017. – № 123-В2017. – 12 с.
4. Балихин, А. В. О состоянии и перспективах развития методов переработки отработавшего ядерного топлива. Обзор [Текст] / А. В. Балихин // Комплексное использование минерального сырья. – 2018. – № 1. – С. 71-87.
5. Галецкий, Н. Д. Варианты разделения технеция и нептуния в первом цикле экстракционной переработки ОЯТ АЭС с высоким выгоранием [Текст] / Н. Д. Галецкий, Б. Я. Зильберман, Ю. С. Федоров и др. / 5-я междунар. конферения-школа по химической технологии (ХТ16). Волгоград, 16.05-20.05.2016. – С. 454-457.
6. Камаева, Е. А. Экстракция редкоземельных и трансплутониевых элементов растворами трибутилфосфата для фракционирования долгоживущих радионуклидов [Текст] / Е. А. Камаева, Н. Д. Галецкий, А. А. Наумов, Б. Я. Зильберман / 7-я научно.-практическая конференция молодых ученых и специалистов атомной отрасли : тезисы докладов. – Санкт-Петербург, 2017. – С. 171-174.
7. Пат. 2623943 Росcийская Федерация, МПК С 22 В 60/02 (2006.01), С 22 В 59/00 (2006.01), С 22 В 3/38 (2006.01). Экстракционная смесь для извлечения ТПЭ и РЗЭ из высокоактивного рафината переработки ОЯТ АЭС и способ ее применения [Текст] / Патентообладатель НПО «Радиевый ин-т», Н. Д. Галецкий, Б. Я. Зильберман и др. – № 2016103546. – Заявл. 03.02.2016, опубл. 29.06.2017.
8. Алимпиева, Е. А. Экстракционные процессы в производстве атомного комплекса [Текст] / Е. А. Алимпиева, В. П. Пишулин / Актуальные проблемы инновационного развития ядерных технологий : материалы конференции. – Северск, 10.04-14.04.2017. – С. 54.
9. Prabhu, D. R. Role of diluents in the comparative extraction of Th(IV), U(VI) and other relevant metal ions by DHOA and TBP from nitric acid media and simulated wastes: Reprocessing of U-Th based fuel in perspective [Теxt] / D. R. Prabhu, A. Sengupta, M. S. Murali, P. N. Pathak // Hydrometallurgy. – 2015. – Vol. 158. – P. 132- 138.
10. Wang, Y. Process for the separation of thorium and rare earth elements from radioactive waste residues using Cyanex 572 a new extractant [Теxt] / Y. Wang, C. Huang, F. Li etc. // Hydrometallurgy. – 2017. – Vol. 169. – P. 158- 164.
11. Hwang, D. Studies on supercritical hydrothermal syntheses of uranium and lanthanide oxide particles and their reaction mechanisms [Теxt] / D. Hwang, T. Tsukahara, K. Tanaka etc. // J. Nucl. Mater. – 2015. – Vol. 466. – P. 134-141.
12. Stevenson, A. J. Development of a Novel Electrochemical Pyroprocessing Methodology for Spent Nuclear Fuels [Теxt] / A. J. Stevenson // Nottingham: Univ. – 2016. – 338 p.
13. Стрельникова, А. М. Экстракционное извлечение цезия краун-эфирами в присутствии активирующих добавок [Текст] / А. М. Стрельникова // Конференция молодых ученых и специалистов атомной отрасли : тезисы докладов. – Москва, 26.05-27.05.2015. – С. 31-32.
14. Пат. 1122325 ЕПВ, МПК7 С22 В60/02, G 21 C 19/48, Euratom 2920 Luxembourg. Electrorefining of americium [Текст] / C. Pernel, L. Koch, T. Koyama. – № 00101954.6. – Заявл. 01.02.2000, опубл. 08.08.2001.
15. Алхимов, Н. Б. Извлечение урана из ядерных материалов в виде невостребованных уран-циркониевых твэлов [Текст] / Н. Б. Алхимов, В. П. Исаков, Д. В. Стефановский, А. С. Черкасов / 5-я междунар. конференция-школа по химической технологии (ХТ16). – Волгоград, 16.05-20.05.2016. – С. 365-366.
16. Пат. 2613352 Рос. Федерация, МПК G21 С19/44 (2006. 01), G 11 F 9/14 (2006.01). Способ переработки уран-циркониевых отходов [Текст] / Патентообладатель НИИ НПО «ЛУЧ», Н. Б. Алхимов, В. П. Исаков и др. – № 2016113719. – Заявл. 11.04.2016, опубл. 16.03.2017.
17. Юлусов, С. Б. О переработке цирконийсодержащих отходов уранового производства [Текст] / С. Б. Юлусов, Т. Ю. Суркова, А. П. Дуленин / Инновационные технологии обогащения минерального и техногенного сырья : материалы конференции. – Екатеринбург, 17.12-19.12.2017. – С. 127-131.
18. Пат. 2627838 Рос. Федерация, МПК С22 В61/00 (2006. 01), С 22 В 3/24 (2006. 01), С 22 В 60/02 (2006. 01). Способ извлечения рения из урановых растворов [Текст] / Патентообладатель РХТУ, И. Д. Трошкина, Н. В. Балановский, И. А. Ванин и др. – № 2016110588. – Заявл. 23.03.2016, опубл. 11.08.2017.
19. Пат. 2603405 Рос. Федерация, МПК С22 В60/02 (2006.01), С22 В59/00 (2006.01), С22 В3/26 (2006.01). Способ выделения америция из жидких радиоактивных отходов и отделения его от редкоземельных элементов [Текст] / Патентообладатель Росатом, ВНИИНМ, М. Ю. Аляпышев, В. А. Бабаин, Е. В. Кенф и др. – № 2015117911/02. – Заявл. 13.05.2015, опубл. 27.11.2016.
20. Черноокая, Е. В. Проблемы конверсии производства радионуклида молибден-99 на низкообогащенный уран [Текст] / Е. В. Черноокая, Р. А. Кузнецов // Научные исследования и технологические разработки в обеспечении развития ядерных технологий нового поколения : тезисы докладов. – Димитровград, 2016. – С. 107.
21. Комарова, А. В. Сорбционное извлечение радионуклида молибден-99 из раствора [Текст] / А. В. Комарова, В. Г. Бондарева, Е. В. Черноокая и др. // Научные исследования и технологические разработки в обеспечении развития ядерных технологий нового поколения : тезисы докладов. – Димитровград, 2016. – С. 109.
22. Пат. 2545953 Рос. Федерация, МПК С22 В34/34 (2006.01), С 22 В 3/40 (2006.01). Способ извлечения молибдена-99 из раствора облученных урановых мишеней [Текст] / Патентообладатель ПО «Маяк», НПО «Радиевый ин-т», С. В. Баранов, Г. Ш. Баторшин, К. В. Бугров и др. – № 2013130120/02. – Заявл. 01.07.2013, опубл. 10.04.2015.
23. Fourie, M. M. Urunium recovery from simulated molybdenum-99 production residue using non-dispersive membrane based solvem extraction [Теxt] / M. М. Fourie, W. C. M. Hunter, D. J. van der Westhuizeh, H. M. Krieg // Hydrometallurgy. – 2016. – Vol. 164. – P. 330-333.
ISSN 
