ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

21
ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НОВОСИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» «НОВОСИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. А.В. Николаева СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ ИНСТИТУТ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. А.В. Николаева СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

description

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НОВОСИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ». ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

Page 1: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ

ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НОВОСИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ «НОВОСИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»УНИВЕРСИТЕТ»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ

ИНСТИТУТ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. А.В. Николаева СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ ИНСТИТУТ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. А.В. Николаева СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУКРОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Page 2: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

Реакторы на тепловых нейтронах (РТН) (топливо – UO2 (235U), глубина выгорания топлива – 33 ГВт*сут/т, 10 лет выдержки ОЯТ): ~2,1 кг Ru, ~0,4 кг Rh, ~1,3 кг Pd в среднем на одну тонну топлива.

Для реакторов на быстрых нейтронах (РБН) содержание осколочных платиновых металлов возрастает на порядок.

ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ В ОТРАБОТАННОМ ЯДЕРНОМ ТОПЛИВЕ (ОЯТ) 2

Разгрузка отработавших тепловыделяющих сборок (ТВС) на радиохимическом заводе РТ-1 ПО «Маяк», г. Озерск

Page 3: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ ПЛАТИНОВЫХ МЕТАЛЛОВ В ОЯТ

Год Количество облученного топлива, т

Накопление платиновых металлов в облученном

топливе, т

Мировые запасы платиновых металлов, т

2000 173000–181000 Ru: 364–381

Rh: 71–75

Pd: 218–228

Ru: 3090

Rh: 620

Pd: 6870

2030 676000–832000 Ru: 1423–1752

Rh: 280–344

Pd: 850–1047

Ru: 2870

Rh: 370

Pd: 4100

3

Хранение отработавших ТВС в бассейне с водой на радиохимическом заводе РТ-1 ПО «Маяк», г. Озерск

Page 4: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

ПУРЕКС-процесс – технология переработки ОЯТ, включающая растворение отработавших ТВЭЛов в азотной кислоте, отделение урана, плутония и нептуния экстракцией в трибутилфосфате.

Формы существования Ru, Rh, Pd в азотнокислых технологических растворах:

[Ru(NO)(H2O)x(NO2)y(NO3)z](3-y-z)+

[Rhx(H2O)y(μ-OH,μ-NO3)z]n+

[Pd(H2O)3(NO3)]+

ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

4

Page 5: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

ПРОДУКЦИЯ РАДИОХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА 5

Работа с плутонием на радиохимическом заводе РТ-1 ПО «Маяк», г. Озерск

Контейнеры для транспортировки урана (слева) и ТВС (слева) на радиохимическом заводе РТ-1 ПО «Маяк», г. Озерск

Page 6: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

В настоящее время не существует эффективной технологии выделения осколочных платиновых металлов из ОЯТ. В составе твердых высокоактивных отходов (ВАО) они подвергаются остекловыванию с последующим контролируемым захоронением.

ЗАХОРОНЕНИЕ ВЫСОКОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ (ВАО) ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ 6

Хранилище остеклованных ВАО

Page 7: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

7

L = NO3, NO2

, OH, H2O

(RuNO)3+

LL

LL Ru

NO

L

РУТЕНИЙ В АЗОТНОКИСЛЫХ РАСТВОРАХ

ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

Концентрация рутения в отходах ОЯТ 0,7-29,4 г/л

Содержание стабильных изотопов (99Ru, 100Ru, 101Ru, 102Ru, 104Ru) в ОЯТ в несколько раз выше чем радиоактивных (103Ru и 106Ru)

Page 8: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

8ФОРМЫ НИТРОЗОРУТЕНИЯ, ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫЕ В МОДЕЛЬНЫХ НИТРИТНО-НИТРАТНЫХ АЗОТНОКИСЛЫХ РАСТВОРАХ

{Ru(NO)Ln}(3–n)+ + H+ + H2O = {Ru(NO)(H2O)Ln–1}(2–n)+ + HNO2

{Ru(NO)(H2O)(NO2)m}(3–m)+ + NO3– = {Ru(NO)(NO2)m(NO3)}(2–m)+ + H2O

Рос

т к

онц

ент

рац

ии

HN

O3

0,1

мол

ь/л

3 м

оль/

л

0

XIIIOH2

O2NO

ONO2O2N

OH2

Ru

NO

0,70,4

0,06 0,3 0,140,17

0,4

XV OH2

H2O

ONO2O2N

ONO2

Ru

NO 0

XIV

-

Ru

NO

O2N

ONO2O2N

ONO2

OH2

OH2

ONOO2N

O2N ONORu

NO

OH2

H2O

ONO2O2N

OH2

Ru

NO

XII XIX

IX VII VIII

V VIIII'

IVII'I'

2+ ++

+ +0

000

---

OH2

OH2H2O

O2N ONORu

NO

Ru

NO

H2O

OH2O2N

ONO2

OH2

Ru

NO

H2O

OH2O2N

OH2

OH2

Ru

NO

OH2O2N

O2N ONO2

OH2

Ru

NO

OH2O2N

O2N OH2

OH2

Ru

NO

OH2O2N

O2N ONO

OH2

Ru

NO

NO2O2N

O2N OH2

OH2

Ru

NO

NO2H2O

O2N ONO

OH2

Ru

NO

NO2O2N

O2N ONO

OH2

Ru

NO

NO2O2N

O2N NO2

OH2

Page 9: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

9РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РУТЕНИЯ ПО КОМПЛЕКСНЫМ ФОРМАМ В НИТРИТНО-НИТРАТНЫХ АЗОТНОКИСЛЫХ РАСТВОРАХ

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

C(HNO3), моль/л

До

ля

ко

мп

лек

сно

й ф

ор

мы

III' VI VII VIII IX X XI XII

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

До

ля

ко

мп

лек

сно

й ф

ор

мы

C(HNO3), моль/л

II' III' IV V VI VII VIII IX

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

До

ля

ко

мп

лек

сно

й ф

ор

мы

C(HNO3), моль/л

VII VIII IX X XI XII XIII XIV

-

Ru

NO

NO2O2N

O2N ONO

OH2

0

Ru

NO

OH2O2N

O2N ONO

OH2

+

Ru

NO

OH2O2N

O2N OH2

OH2

0

Ru

NO

OH2O2N

O2N ONO2

OH2

+

Ru

NO

H2O

ONO2O2N

OH2

OH2

Page 10: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

10ГЕТЕРОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ[Ru(NO)(NO2)4(OH)]2- С ЦВЕТНЫМИ МЕТАЛЛАМИ

4) G. Kostin, A. Borodin, V. Emel’yanov et al. // J. Mol. Struct. 837 (2007) 63-71

5) Г.А. Костин, А.О. Бородин, Ю.В. Шубин и др. // Коорд. хим., 2009, т. 35, № 1, с. 57-64

Выделение и характеризация гетерометаллических комплексов в виде индивидуальных кристаллических фаз

[Ru(NO)(NO2)2(-OH)(-NO2)2)MR3] (M = Ni, Zn, Co, R = Ph3PO, Py)

Предложен новый способ извлечения рутения из отходов ОЯТ, который был успешно апробирован на реальных ВАО [2].

3) Торгов В.Г., Шульман Р.С., Ус Т.В. и др. // Химия в интересах устойчивого развития. 2004. Т. 12. С. 217.

«Сопровождение» рутения цветными металлами при аффинаже по нитритной технологии. Гипотеза об образовании гетерометаллических комплексов рутения [1].

1) Емельянов В.А., Беляев А.В., Федотов М.А. // Журн. неорган. химии. 2000. Т. 45. № 5. С. 813.

При совместной экстракции [Ru(NO)(NO2)4(OH)]2- и [М(H2O)n]2+ (М = Zn, Cu, Сo, Ni) из нитритно-нитратных растворов был обнаружен сильный синергетический эффект (~103) для экстрагентов: ТБФ, ТОФО, ФОР и КМФО. 2) Торгов В.Г., Шульман Р.С., Ус Т.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2007. Т. 52. № 6. С. 1025.

Page 11: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

[Ru(NO)(NO2)3L(OH)]2– (I, II) + [Zn(H2O)]42+ =

= [Ru(NO)(NO2)2L(μ-NO2)(μ-OH)Zn(H2O)2]0 (I/Zn, II/Zn) + 2H2O, L = NO2–, ONO–

[Ru(NO)(NO2)2L(μ-NO2)(μ-OH)Zn(H2O)2]0(водн.) (I/Zn, II/Zn) + nТОФО(орг.) =

= [Ru(NO)(NO2)4–nL(μ-NO2)n–1(μ-OH) Zn(ТОФО)n]0(орг.) (I/Znорг, II/Znорг) + 2H2O, n = 2, 3

Фрагменты спектров ЯМР 15N: а) водного раствора Na2[Ru(15NO)(15NO2)4(OH)] 0,1 М, б) водного раствора Na2[Ru(15NO)(15NO2)4(OH)] 0,15 М с Zn(NO3)2 0,27 М, в) экстракта Ru/Zn-комплексов в гексанег) рафината после экстракции

I:II = 2,713ОБРАЗОВАНИЕ ГЕТЕРОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ Ru/Zn

В ПРОЦЕССЕ СОВМЕСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ

2-

Ru

NO

NO2O2N

O2N NO2

OH

-

Ru

NO

NO2O2N

O2N OH2

OH

2-

Ru

NO

NO2O2N

O2N ONO

OH

III III

Page 12: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

Ru

NO

NO2O2N

O2N OH2

OH2

Ru

NO

OH2O2N

O2N ONO

OH2

Ru

NO

OH2O2N

O2N OH2

OH2

Ru

NO

OH2O2N

O2N ONO2

OH2

00

0+

III' VI

VII IX

Ru

NO

H2O

OH2O2N

OH2

OH2

Ru

NO

H2O

OH2O2N

ONO2

OH2

+

+2+

X XI

XII

Ru

NO

H2O

ONO2O2N

OH2

OH2

Ru

NO

O2N

ONO2O2N

ONO2

OH2 XV

-

XIV

0

Ru

NO

H2O

ONO2O2N

ONO2

OH2

Ru

NO

O2NO

ONO2O2N

OH2

OH2 XIII

0

Фрагменты спектров ЯМР 15N азотнокислых реэкстрактов. после реэкстракции:а) зарегистрированный через 2 ч 6 М H15NO3, б) зарегистрированный через 2 ч 3 М H15NO3,

в) зарегистрированный через 6 мес 6 М H15NO3

14КОМПЛЕКСНЫЕ ФОРМЫ РУТЕНИЯ В АЗОТНОКИСЛЫХ РЕЭКСТРАКТАХ

Page 13: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

Раствор Na2[Ru(NO)(NO2)4(OH)] (0,1 M) в HNO3 (3 M) выдержанный 2,5 – 3 года

выход = 73 % - без упаривания, выход = 90 % - при упаривании раствора

15АЗОТНОКИСЛЫЕ РЕЭКСТРАКТЫ БИЯДЕРНЫХНИТРОКОМПЛЕКСОВ НИТРОЗОРУТЕНИЯ С ЦИНКОМ

[Ru(NO)(NO2)4–nL(μ-NO2)n–1(μ-OH)Zn(TOФO)n](орг.) + (3+n)H+(водн.) + kNO3

–(водн.) + (6–k)H2O =

= [Ru(NO)(H2O)3–k(NO2)2(NO3)k]1–k(водн.) + [Zn(H2О)4]2+

(водн.) + nTOФOН+(водн.) + 2HNO2, k = 0-2

[Ru(NO)(H2O)3–k(NO2)2(NO3)k]1–k + H+ + H2O = [Ru(NO)(H2O)4–k(NO2)(NO3)k]2–k + HNO2

* ― в силу низкого качества спектра рассчитать долю комплексной формы не удается

Распределение рутения по комплексным формам в азотнокислых реэкстрактах

[Ru(NO)(H2O)5-x-y(NO2)x(NO3)y](3-x-y)+ [Ru(NO)(NH3)4(OH)](NO3)2

1) NH3(конц.) до pH = 32) (NH4)2CO3, 90 0C

-NH4NO3

-CO2, -N2

Page 14: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

16АММИАЧНЫЕ РЕЭКСТРАКТЫ ГЕТЕРОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

[Ru(NO)(NO2)4–nL(μ-NO2)n–1(μ-OH)Zn(TOФO)n](орг.) + 4NH3(водн.) = [Ru(NO)(NO2)3L(OH)]2–(водн.) + [Zn(NH3)4]2+

(водн.) + nTOФO(орг.)

[Ru(NO)(NO2)3L(OH)]2– + xNH3 = [Ru(NO)(NH3)x(NO2)4–x–y(OH)y](1–x)+ + (x+1)NO2–, L = NO2, ONO, x = 2–4

Фрагменты спектров ЯМР 15N аммиачных реэкстрактов зарегистрированные через: а) 2 ч после реэкстракции, б) 7 мес после реэкстракции

2+

Ru

NO

NH3H3N

H3N NH3

OH

XVI

15

15

XVIIRu

NO

NH3H3N

H3N NO2

OH

+

15

15

0

Ru

NO

NO2H3N

H3N NO2

OH

XVIII

15

15

15

XIXRu

NO

NH3H3N

H3N OH

OH

+

Эксперименты по выделению малорастворимых кристаллических фаз

[Ru(NO)(NO2)4(OH)]2– + 4NH4+ + 2CO3

2– = цис-[Ru(NO)(NH3)2(NO2)2(OH)]↓ + 2N2↑ + 2HCO3– + 4H2O,

выход = 83 %

Page 15: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

17СОСТОЯНИЕ РУТЕНИЯ В АЗОТНОКИСЛОМ РАСТВОРЕ ТРАНС-[Ru(15NO)(15NH3)2(15NO2)2(OH)] ПО ДАННЫМ ЯМР 15N

[Ru(NO)(NH3)2(H2O)2(NO2)]2+ + NO3- =

= [Ru(NO)(NH3)2(H2O)(NO2)(NO3)]+ + H2O

K = 0,80,1

Ru

NO

NH3O2N

H3N NO2

OH2

+

Ru

NO

NH3O2N

H3N ONO

OH2

+

Ru

NO

NH3O2N

H3N OH2

OH2

2+

Ru

NO

NH3O2N

H3N ONO2

OH2

+

Комплексная форма ХС(ONOкоорд.), м.д. ХС(NO2коорд.), м.д. ХС(NO3

коорд.), м.д. ХС(NOкоорд.), м.д.

[Ru(NO)(NH3)2(H2O)(NO2)2]+ 87,5 -29,6

[Ru(NO)(NH3)2(H2O)(NO2)(ONO)] 205,6 78,7 -16,7

[Ru(NO)(NH3)2(H2O)2(NO2)]2+ 58,6 -23,1

[Ru(NO)(NH3)2(H2O)(NO2)(NO3)]+ 62,7 -10,5 -19,5

Page 16: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

Ru

NO

Cl

NH3Cl

H3N Cl

ÂÛ ÕÎ Ä: 50%(ÐÑÀ, ÐÔÀ, ÈÊ, ÄÒÀ, ß Ì Ð 14N, XAFS)

Ru

NONH3O2NO

H3N ONO2

OH2

(NO3)*H2Otкип.

Ru

NO

Ru

NO

NH3O2N

H3N NO2

OH

4,5 ýêâ. NaNO2, H2O*tкип., 1 ÷.

t

HNO3(16.6 M)tкомн.

-NO2

-H2O

NH3O2N

H3N ONO2

ONO2

ÂÛ ÕÎ Ä: 50%(ÐÑÀ, ÐÔÀ, ÈÊ, ÄÒÀ, CHN)

HNO3(6 M)

Ru

NONH3O2NO

H3N ONO2

ONO2

ÂÛ ÕÎ Ä: 85%(XAFS, ÈÊ, ÄÒÀ, AAC, CHN)

-NO2

-H2O

HNO3(3 M)

-NO, -H2O-NaCl, -NO

ÂÛ ÕÎ Ä: 90%

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ транс-[Ru(NO)(NH3)2(NO2)2(OH)] C HNO3

18

* Синтез транс-[Ru(NO)(NH3)2(NO2)2(OH)]М.А. Ильин, Е.В. Кабин, В.А. Емельянов и др. //Журн. структурн. хим., 2009. Т. 50. № 2. С. 341

Page 17: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

HNO3(3 M)têèï .

-"HNO2"

NaNO2*

HNO3 (16,6 M)

têî ì í .

Ru

NO

NH3H3N

H3N Cl

OH2

Cl2 Ru

NO

NH3H3N

H3N Cl

OH2

(NO3)2

-Cl2, -NOCl, -H2O

ÂÛ ÕÎ Ä: 60-95%(ÈÊ, ÐÔÀ, ÐÑÀ, ÄÒÀ)

HNO3 (16,6 M),

têî ì í .

Ru

NO

NH3H3N

H3N ONO2

OH2

(NO3)2

-NO2, -H2O

ÂÛ ÕÎ Ä: ~50%(ÈÊ, ÐÔÀ, CHN)

ÂÛ ÕÎ Ä: 90%(ÈÊ, ÐÔÀ, ÐÑÀ, CHN)

HNO3 (16,6 M), 2 ÷àñà

têî ì í .

Ru

NO

NH3H3N

H3N NO2

OH

Cl*0.5H2O Ru

NO

NH3H3N

H3N NO2

OH2

(NO3)2

-Cl2, -NOCl, -H2O

t-NaCl-"HNO2"

19ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТРИАММИНОКОМПЛЕКСОВ С ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТРИАММИНОКОМПЛЕКСОВ С HNOHNO33

* Синтез [Ru(NO)(NH3)3(NO2)(OH)]Cl0.5H2O

В.А. Емельянов, С.А. Громилов, И.А. Байдина //

Журн. структурн. хим., 2004. Т. 45. № 5. С. 923

Page 18: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ транс-[Ru(NO)(NH3)4(OH)]Cl2 С HNO3

20

Фрагмент ЯМР 14N спектра маточного раствора от синтеза гран-[Ru(NO)(NH3)2(NO3)3]

{Ru(NO)(NH3)x} + H+ = {Ru(NO)(NH3)x-1} + NH4+

NH4+ + NO3

= N2O↑ + 2H2O

HNO3(8 M)têî ì í .

-HCl

Ru

NO

ONO2H3N

H3N ONO2

ONO2ÂÛ ÕÎ Ä: 70%

(XAFS, ÈÊ, ÐÑÀ, ÄÒÀ, CHN)

Ru

NO

NH3H3N

H3N NH3

OH

Cl2

Ru

NO

NH3H3N

H3N NH3

OH2

(NO3)3

ÂÛ ÕÎ Ä: ~75%(ÐÑÀ, ÐÔÀ, ÈÊ, ÄÒÀ)

HNO3(16.5 M)

têèï ., 5 ì èí .Ru

NO

NH3H3N

H3N NH3

ONO2

HNO3(16,5 M)(NO3)2

têèï ., 1 ÷àñ-H2O, -Cl2, -NOCl

(ÈÊ, ÀÂÃ-Ì Ñ)-H2O, -N2O

(ÈÊ, ÀÂÃ-Ì Ñ)ÂÛ ÕÎ Ä: ~95%

(ÐÑÀ, ÐÔÀ, ÈÊ, ÄÒÀ, ÀÀÑ, XAFS, CHN)

HNO3(8-16,5 M)têèï .

-H2O

Page 19: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

ТЕРМОЛИЗ НИТРАТОКОМПЛЕКСОВ НИТРОЗОРУТЕНИЯВ АТМОСФЕРЕ He

21

2[Ru(NO)(NH3)4(NO3)](NO3)2 (Ru(NO))2O3 + 3N2O + 4N2 + 12H2O (240–310°C)

2(Ru(NO))2O3 4RuO2 + 2NO + N2 (280–450°C)

Образец Состав и ОКР продуктов, нмΔmпр., %

(Δmтеор.(RuO2), %)

[Ru(NO)(NH3)4(H2O)](NO3)3 RuO2 (10) 33,1 (33,0)

[Ru(NO)(NH3)4(NO3)](NO3)2 RuO2 (4–5) 33,8 (34,6)

гран-[Ru(NO)(NH3)2(NO3)3] RuO2 (5–6) 37,8 (37,9)

ос-[Ru(NO)(NH3)2(NO3)3] RuO2 (5–6) 39,1 (37,9)

транс-[Ru(NO)(NH3)2(H2O)(NO3)2]NO30,86H2O RuO2 (4–5) 37,3 (34,6)

транс-[Ru(NO)(NH3)2(NO2)(NO3)2] RuO2 (4–5) 40,1 (39,7)

Page 20: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ НИТРАТОКОМПЛЕКСОВРЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ НИТРАТОКОМПЛЕКСОВ 22

Ru

NO

NH3H3N

H3N NH3

ONO2

(NO3)2

(NH4)2CO3(ð-ð) (4,5 ýêâ.)

Ru

NO

NH3H3N

H3N NH3

OH

(NO3)2

ÂÛ ÕÎ Ä: 97%(ÈÊ, ÐÔÀ, ÐÑÀ, CHN)

75 °C-CO2, -NH4NO3

Ru OH Ru NOONN OH3N NH3

OH3N NH3NO

O

(NO3)3*H2O

ÂÛ ÕÎ Ä: 40%(ÐÑÀ, ÐÔÀ, ÈÊ, CHN)

OH2

OH2H3N

H3N OH2

Ru

NO

ONO2

ONO2H3N

H3N ONO2

Ru

NO

ÂÛ ÕÎ Ä: 70%(ÐÑÀ, ÈÊ)

(ClO4)3

-3HNO3

têî ì í .

3HClO4(9.2 M) + 3H2O

-NaNO3, -NOtêî ì í .

NaNO2(ð-ð) (~2 ýêâ.)

Page 21: ОСКОЛОЧНЫЕ ПЛАТИНОИДЫ В ОТХОДАХ ПЕРЕРАБОТКИ ОЯТ

1. Беляев А.В. Химико-технологические проблемы платиновых металлов при переработке отработанного ядерного топлива // Журн. структурн. Химии. – 2003. – Т. 44, № 1. – С. 39-47.

2. Фотоматериалы: http://ilya-yakovlev.livejournal.com/, http://d0cent.livejournal.com, http://www.nti.org, http://coto2.wordpress.com, http://www.world-nuclear.org, http://greenopolis.com, http://www.chrab.chel.su,

22ЛИТЕРАТУРАЛИТЕРАТУРА