СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ РАДИЯ ИЗ ЕГО СУЛЬФАТА
METHOD FOR RADIUM REGENERATION FROM ITS SULFATE

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в аналитической химии и в химической технологии. В частности, изобретение может быть использовано для переработки отработанных радиоактивных источников излучения.
227
228
Сульфат радия является труднорастворимым в воде соединением. Известны следующие способы перевода его в растворимые соединения радия. Сульфат радия можно растворить в концентрированной серной кислоте или щелочных растворах этилендиаминтетраацетов (ЭДТА) [Вдовенко В.М., Дубасов Ю.В. Аналитическая химия радия. 1973]. Но во многих случаях данные способы переведения сульфата радия в раствор неприемлемы, так как в случае изменения состава раствора (разбавление, изменение рН) происходит повторное выпадение осадка. Для переведения сульфата радия в карбонат используют сплавление сульфата радия с карбонатом натрия, полученный плав растворяют в воде и образовавшийся малорастворимый карбонат радия отделяют фильтрованием [Каралова З.К., Иванов Р.Н., Мясоедов Б.Ф. и др. Получение изотопов Ас и Th при облучении радия в реакторе СМ-2. // Атомная энергия. 1972, т.32, №2, с.119-121]. Недостатком способа является использование большой температуры, что приводит к усилению эманации радона из радия.
Известен способ регенерации радия из сульфата радия (Curie М. Traite de Radioactivite, 1, 164 (1910)), заключающийся в многократном кипячении сульфата радия с раствором карбоната калия.
При этом в растворе устанавливается следующее равновесие (1), приводящее к тому, что часть сульфата радия в осадке переходит в карбонат. Затем раствор над осадком сливают и добавляют новую порцию раствора карбоната калия.
Недостатком способа является гетерогенность процесса, которая приводит к низкой скорости превращения сульфата в карбонат.
4
Известен способ растворения сульфата радия в 3-5% растворе NH-ЭДТА [V.Vebersik, K.Norova. Z.Anal. Chem, 1958, V.162, P.401] с последующим кипячением смеси в течение нескольких часов до полного растворения осадка сульфата радия. При этом в растворе устанавливается равновесие (2)
2+
Основной недостаток способа заключается в том, что не происходит разделение ионов Raи  и в случае изменения химического состава раствора комплексы радия смогут разрушиться, при этом радий повторно образует осадок сульфата.
Задачей данного технического решения является повышение скорости получения солей радия, растворимых в кислотах при одновременном увеличении безопасности процесса.
Вышеуказанная задача достигается тем, что в способе регенерации радия из его сульфата растворяют сульфат радия в щелочном растворе комплексообразователя с избытком карбоната щелочного металла или карбоната аммония, добавляют в раствор вытеснитель и фильтруют полученный осадок.
В качестве комплексообразователя используют щелочной раствор растворимых солей этилендиаминтетрауксусной кислоты со щелочными металлами.
В качестве вытеснителей используют растворимые в воде соли свинца (II), никеля (II), марганца (II) и меди (II) и кобальта (II).
При добавлении вышеуказанных солей происходит вытеснение радия из комплексов с ЭДТА с образованием более устойчивых этилендиаминтетраацетатных комплексов добавляемых металлов. Освободившиеся ионы радия реагируют с карбонат ионами, находящимися в растворе с образованием карбоната радия. Избытки солей вытеснителей образуют также осадки карбонатов или основных карбонатов. Карбонат радия способен соосаждаться с данными осадками, что повышает степень выделения радия из раствора.
К значимым преимуществам заявленного способа относится возможность проведения всего процесса при комнатной температуре, что позволит избежать эманации радона.
224
133
226
Проверка заявляемого способа проводилась экспериментально как с использованием индикаторных количеств радионуклидов Ra и Ва, так и с использованием миллиграммовых количеств сульфата Ra. Для растворения препаратов были использованы 3% растворы ЭДТА и ДПТА в 0,02М КОН. Для смещения равновесия в сторону образования карбоната использовался 25-100-кратный избыток карбоната калия. В качестве вытеснителей использовались соли марганца (II), свинца (II), меди (II), никеля (II), цинка (II) и кобальта (II). Выпавший осадок растворяли в азотной кислоте на фильтре. Для определения количества непрорегенерировавшего остатка сульфата радия (бария) растворяли остаток на фильтре в концентрированной серной кислоте и определяли активность полученного раствора. Степень превращения сульфата в карбонат определяли радиометрически. Результаты регенерации радия из сульфата сведены в таблицу.
Вытеснитель
Потери за счет растворимости
Регенерировано
Остаток сульфата
Mn(II)
21%
79%
0,3%
Pb(II)
10%
90%
0,2%
Co(II)
11%
89%
0,2%
Ni(II)
27%
73%
0,2%
Cu(II)
34%
66%
0,2%
Zn(II)
26%
74%
0,4%
Наилучшие данные были получены при использовании в качестве вытеснителей солей свинца и кобальта.
Полученные осадки карбоната радия, соосажденного с неизотопным носителем, можно использовать как для получения препаратов радия в чистом виде, так и непосредственно в композитном виде.