ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выделение актиния ионообменными методами из "Химия актинидных элементов" На рис. 2.2 [9] коэффициенты распределения (отношение доли катионов, поглощенной на грамм сухой смолы, к доле катионов в растворе на миллилитр раствора) актиния сравниваются с коэффициентами распределения ионов некоторых лантанидов. Актиний сильнее адсорбируется и труднее вымывается, чем любой другой трехзарядный ион. Поэтому выделение актиния из природных источников становится возможным, хотя все еще остается более трудным, чем выделение его из синтетических материалов. [c.18] Актиний, выделенный из облученного радия ионообменным методом, может содержать такие примеси, как железо и алюминий. Эти элементы легко отделяются осаждением актиния в виде нерастворимого оксалата по методике, описанной Салют-ским и Керби [10]. Оксалат-ион получают путем медленного гидролиза диэтилоксалата при температуре 60—70° С. В 0,5 М щавелевой кислоте при pH = 1,2 оксалат актиния имеет растворимость примерно 0,024 мг/мл. Это очень близко к растворимости оксалата лантана. [c.18] Несколько миллиграммов металлического актиния было получено Стайтсом, Салютскими Стоуном [11] восстановлением фторида актиния парами лития. Применявшийся при этом прибор аналогичен прибору, который использовался для получения трансурановых элементов, нептуния и плутония. Основной его частью является молибденовый микротигель, нагреваемый в вакууме индукционной печью. Трифторид актиния приготовлялся осаждением из водного раствора и высушиванием при температуре 200° С. Определяющим фактором является температура восстановления наилучшие результаты, с точки зрения чистоты и выхода, были получены при восстановлении трифторида в интервале температур от 1100 до 1275° С. [c.18] Температура плавления металлического актиния 1050 50 примерно на 200° С выше температуры плавления лантана. [c.19] В последнее время выполнены исследования по интерпретации спектра испускания актиния, хотя полный анализ термов все еще не произведен. Спектр однократно ионизированного актиния Ас(П) намного ближе к соответствующему спектру иттрия, чем к спектрам Ьа(П) и Зс(П) / электроны в возбужденном актинии связаны слабее, чем в Ьа(П). Анализ спектра нейтрального атома актиния все еще фрагментарен. Основным состоянием является, по-видимому, бсПв , Сверхтонкая структура была истолкована как указание на то, что ядерный спин Ас равен V [12, 13]. [c.19] Оптический спектр поглощения актиния исследовался в ультрафиолетовой и видимой областях. Как и ожидалось в области 400—1000 ммк, поглощение света обнаружено не было. Отчетливый пик наблюдался при 250 ммк, а незначительное общее поглощение—в области 300—400 ммк. [c.19] Ион Ас имеет наибольшие размеры из всех трехзарядных ионов, поэтому он и является более основным. На рис. 2.2 видно, что Ас адсорбируется сильнее всех лантанидных ионов. Поскольку адсорбируемость на катионообменной смоле увеличивается с увеличением основности, то большее сродство (измеряется коэффициентом распределения К ) актиния к катионообменной смоле по сравнению с Ьа является мерой большей основности Ас . [c.20] Таким образом, облучение медленными нейтронами встречающегося в природе тория превращает его в изотоп урана, который делится под действием медленных нейтронов. Этот процесс, по крайней мере, в принципе открывает потенциальный источник делящегося материала, во много раз больший, чем количество U — единственного известного делящегося изотопа, имеющегося в природе. На практике превращение тория в U осуществляют при использовании избыточных нейтронов в работающем на основе цепной реакции ядерном реакторе типа бридерного или воспроизводящего реактора. Возможность использования тория для значительного увеличения запасов делящихся изотопов, естественно, усилила интерес к химии тория и обусловила большинство последних работ. [c.24] Химия тория явилась предметом очень квалифицированного обзора Кацина [2] и получила подробное и тщательное освещение во вновь изданном томе справочника Гмелина [3]. [c.24] К моменту написания настоящей книги было известно 13 изотопов тория с массами от 223 до 235 (табл. З.1.). [c.25] Торий широко распространен в земной коре. Среднее содержание его в самых верхних слоях земной коры составляет около 12 частей на миллион [4]. Для сравнения укажем, тао свинец встречается в количестве около 16 частей на миллион. Таким образом, торий распространен почти так же широко, как свинец его ни в коей мере нельзя считать очень редким элементом. [c.26] Содержание тория в монаците сильно изменяется, колеблясь от 1 до 20% и более в виде ТЬОз. Коммерческие монациты содержат от 3 до 10% ТЬОг- В табл. 3.3 показаны составы некоторых типичных монацитовых песков. На долю редких земель приходится около 60—65%, а содержание урана в минерале обычно меньше 0,5%. Эти пески имеют желтоватый или красновато-коричневый цвет они твердые и хрупкие. [c.28] Извлечение тория из монацита—не простая проблема. Первая стадия переработки монацита состоит в разрушении структуры песка посредством химической реакции, затем, чтобы получить водный раствор, из которого может быть извлечен торий, его нагревают с серной кислотой или едким натром. [c.28] В зависимости от разновидности песка для обработки может потребоваться от 1 до 6 ч. По мере окончания реакции получаемая пасса становится все более и более вязкой. Для разложения монацита по стехиометрии требуется отношение веса кислоты к весу песка, равное 0,6. Однако в действительности необходимо отношение, равное примерно 1,6. Нижний предел количества используемой кислоты определяется растворимостью фосфата тория, поскольку для полного растворения довольно плохо растворимого юсфата тория требуется значительное количество кислоты. Затем к полученной массе добавляют холодную воду при этом образуется водный сульфатный раствор (монацитовый сульфатный раствор), очень близкий к насыщению по торию и редким землям. Монацитовый сульфатный раствор, из которого должны быть извлечены компоненты минерала, отделяют декантацией от нерастворенного остатка. [c.29] Для извлечения тория и редких земель из монацитового сульфатного раствора существует много методов. Основная проблема состоит в этом случае в отделении тория от редких земель и фосфатов. В прошлом наиболее употребительными были методы дробной кристаллизации и дробного осаждения. При добавлении карбоната натрия к исходным растворам тория осаждается основной карбонат тория, смешанный с карбонатами редких земель. С избытком карбоната натрия карбонат тория образует растворимый комплекс. Растворимость карбонатов редких земель в избытке карбоната натрия мала этим пользуются для отделения тория от редких земель. Аналогичный процесс может быть проведен с оксалатами, так как оксалат тория образует со щелочными металлами растворимые комплексные двойные оксалаты. Можно также использовать дробное осаждение, так как фторид тория имеет меньшую растворимость, чем фториды редких земель, хотя нее эти фториды довольно плохо растворяются в кислом растворе. Для отделения тория от редких земель можно применить также дробное осаждение умеренно растворимых сульфатов. И сульфат тория и сульфаты редких земель относительно мало растворимы при температурах ниже 45 °С сульфат тория растворяется меньше, чем сульфаты редких земель. [c.29] Вернуться к основной статье