Способ электролитического рафинирования для разделспособ электролитического рафинирования для разделения металлов ения металлов - RU2003128107A

Реферат

1. Способ электролитического рафинирования для переработки отработанного ядерного топлива, который включает в себя способ выделения металла из композиции, включающей в себя указанный металл, причем способ включает в себя создание ячейки для электролитического рафинирования, имеющей анод, катод и электролит, где анод содержит указанный металл, а электролит содержит вещество, которое является жидким при его рабочей температуре и которое при этой температуре состоит, полностью или по большей части, из ионных частиц, и приложение достаточной разности потенциалов между анодом и катодом для того, чтобы вызвать перенос металла от анода к катоду и его осаждение на нем, при этом зазор между анодом и катодом минимизируют, доступную площадь поверхности катода максимизируют путем получения металла катода в такой форме, которая имеет большую площадь поверхности на единицу объема, а электролит циркулируют через ячейку с высокой скоростью, где указанная высокая скорость составляет в пределах от 0,6 до 25 м/с.

2. Способ электролитического рафинирования по п.1, в котором межэлектродный зазор между анодом и катодом находится в пределах от 1 до 30 мм.

3. Способ электролитического рафинирования по п.1 или 2, в котором сочетание параметров потока жидкости и электролита приводит к числу Рейнольдса, большему, чем 2000.

4. Способ электролитического рафинирования по п.3, в котором число Рейнольдса находится в районе 3000.

5. Способ электролитического рафинирования по любому из пп.1-4, в котором композиция, включающая в себя металл, содержит отработанное ядерное топливо.

6. Способ электролитического рафинирования по любому из пп.1-5, в котором анод находится в форме корзины, а композицию металла вводят в измельченной форме внутрь указанной корзины.

7. Способ электролитического рафинирования по любому из пп.1-5, в котором композицию металла вводят в форме длинного тонкого стержня, который сам по себе образует анод.

8. Способ электролитического рафинирования по п.6, в котором композиция металла содержит сборку из топливных стержней, которые разбирают до отдельных стержней, разрезают на малые секции посредством устройства для разрезания отдельных стержней, а затем загружают в анодную корзину.

9. Способ электролитического рафинирования по п.7, в котором композиция металла содержит сборку из топливных стержней, которые разбирают до отдельных стержней, а затем отдельный топливный стержень действует в качестве анода.

10. Способ электролитического рафинирования по п.6, в котором ячейка для электролитического рафинирования содержит центральную анодную корзину, внешнюю емкость, которая является трубчатой по форме, и цилиндрический катод, изолированный от крышки и основания емкости, причем указанный катод содержит сталь.

11. Способ электролитического рафинирования по п.7, в котором ячейка для электролитического рафинирования содержит анод, содержащий топливный стержень, наружную емкость, которая является трубчатой по форме, и цилиндрический катод, изолированный от крышки и основания емкости, причем указанный катод содержит сталь.

12. Способ электролитического рафинирования по п.9 или 10, в котором ячейка для электролитического рафинированиядополнительно содержит сепаратор твердого продукта и жидкости.

13. Способ электролитического рафинирования по п.12, в котором указанный сепаратор твердого продукта и жидкости содержит гидроциклон.

14. Способ электролитического рафинирования по любому из предыдущих пунктов, в котором вещество, которое является жидким при его рабочей температуре и которое при этой температуре состоит, полностью или по большей части, из ионных частиц, содержит расплав соли.

15. Способ электролитического рафинирования по п.14, в котором расплав соли содержит эвтектическую расплавленную смесь солей LiCl/KCl.

16. Способ электролитического рафинирования по любому из пп.1-13, в котором вещество, которое является жидким при его рабочей температуре и которое при этой температуре состоит, полностью или по большей части, из ионных частиц, содержит ионную жидкость.

17. Способ электролитического рафинирования по п.16, в котором катионный компонент ионной жидкости представляет собой органический катион.

18. Способ электролитического рафинирования по п.17, в котором органический катион представляет собой N-замещенный пиридиний, N,N’-дизамещенный имидазолий, тетраалкиламмоний или тетраалкилфосфоний.

19. Способ электролитического рафинирования по п.18, в котором органический катион включает в себя алкильные группы, которые являются линейными или разветвленными, причем не все они имеют одинаковую длину цепи.

20. Способ электролитического рафинирования по любому из пп.16-19, в котором анионный компонент представляет собой галогенид, нитрат, сульфат, тетрафторборат, гексафторфосфат или тетрахлоралюминат.

21. Способ электролитического рафинирования по любому из пп.16-19, в котором анионный компонент представляет собой трифторметансульфонат бис(трифторметансульфонил)имид.

22. Способ электролитического рафинирования по любому из пп.16-21, в котором ионную жидкость предварительно нагружают ионами металла.

23. Способ электролитического рафинирования по п.22, в котором ионную жидкость предварительно нагружают ионами металла путем добавления растворимой соли урана.

24. Способ электролитического рафинирования по п.22, в котором ионную жидкость предварительно нагружают ионами урана путем введения хлорида металла.

25. Способ электролитического рафинирования по п.24, в котором хлорид металла представляет собой AgCl или CdCl₂.

26. Способ электролитического рафинирования по п.22, в котором ионную жидкость предварительно нагружают ионами урана путем разрушающего восстановления электролита.

27. Способ электролитического рафинирования по любому из пп.16-26, в котором после использования в данном способе ионную жидкость очищают для дальнейшего использования.

28. Способ электролитического рафинирования по любому из предыдущих пунктов, в котором очищенный металл осаждают на катоде.

29. Способ электролитического рафинирования по любому из предыдущих пунктов, в котором металл осаждают на катоде в виде соединения.

30. Способ электролитического рафинирования по любому из предыдущих пунктов, в котором выделяемый металл представляет собой уран и/или плутоний.