توضیحات
چکیده
زيركونيم و هافنيم دو عنصر بسيار با اهميت در صنايع هسته اي بشمار مي آيند. از زيركونيم به دليل جـذب پـايين نوترون در غلاف ميله هاي سوخت استفاده مي شود. از آنجاييكه هافنيم نسبت به زيركونيم جذب نوترون بـالاتري دارد، يا لذا ن عامل به عنوان يك عنصر مزاحم بايد از زيركـونيم جـدا گـردد. در ايـن تحقیق فرآیند جداسـازي زیركونیم از هافنیم محصول كارخانه توليد زيركونيم (ZPP) اصفهان به روش استخراج با حـلال در محـيط اسید نیتریک و با استفاده از تری بوتیل فسفات (TBP) به عنوان حلال و كروزن بـه عنـوان رقيـق كننـده مـورد بررسـي قرار گرفت. اثر عواملي مانند غلظت اسيد نيتريك، غلظت نمك نيترات سديم، غلظـت حـلال، غلظـت زيركـونيم در فاز يآب ، زمان اختلاط دو فاز، دور همزن و نسبت فازي بر روي فرآيند جداسازي اين دو عنصـر مـورد مطالعـه قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان دادند كـه در غلظـت 5مـولار اسـيدنيتريك، غلظـت 1مـولار نمـك نيتـرات سديم، غلظت % 60حجمي TBPو %40حجمي كروزن در فاز آلي در و زمان 5دقيقه ودور همـزن 500دور در دقيقه با نسبت فازی1/5 شرايط بهینه حاصل مي شـود. در ايـن شـرایط ، رانـدمان اسـتخراج زیركـونيم برابـر 1/65 درصد و فاكتور جداسازي 59/ 205 بدست آمد. همچنين میزان هـافنيم بـه زيركـونيم در محصـول نهـايي كمتـر از % 02/0بوده كه اين میزان بسيار نزديك به درجه خلوص هسته ای (0/01%) می باشد.
مقدمه
زيركونيم و هافنيم دو عنصر بسيار با اهميت در صنعت هسته اي بشمار مي آيند. بدليل شباهت بسيار زياد اين دو عنصر از لحاظ خواص شيميايي، جداسازي اين دو عنصر مشكل مي باشد. از زيركونيم به دليل جذب پايين نوترون در غلاف ميله هاي سوخت استفاده مي شود و چون هافنيم نسبت به زيركونيم جذب نوترون بالاتري دارد لذا اين عنصر مزاحم بايد از زيركونيم جدا گردد. زيركونيم به دليل مقاومت در برابر خوردگي و سطح مقطع كم جذب نوتروني ( barn18/0 )يك عنصر مهم و استراتژيك در صنايع هسته اي به شمار مي آيد. از اين فلز مي توان در ساخت غلاف براي ميله هاي سوخت راكتورهاي هسته اي استفاده نمود. هافنيم بطور طبيعي همراه زيركونيم وجود دارد.
ABSTRACT
Zirconium and hafnium are two very important elements in the nuclear industry. Zirconium is used because of the low absorption of neutrons in the sheath of fuel rods. Since hafnium has a higher neutron absorption than zirconium, the agent should be separated from zirconium as an intruder. In this research, the zirconium separation process from hafnium of zirconium production plant (ZPP) in Isfahan was investigated by solvent extraction in nitric acid and using tri-butyl phosphate (TBP) as solvent and kerosene as diluent. The effects of factors such as nitric acid concentration, sodium nitrate concentration, solvent concentration, zirconium concentration in water phase, mixing time of two phases, stirring time and fuzzy ratio were investigated on the separation process of these two elements. The results showed that in the concentration of 5 molar nitric acid, concentration of 1 mol of sodium nitrate, 60% vol. TBP concentration and 40% volume of kerosene in organic phase and at 5 minutes and stirred at a rate of 500 rpm, with a fuzzy ratio of 5.1, optimum conditions were obtained. In these conditions, the zirconium extraction efficiency was 65.1% and the separation factor was 205.59. Also, the amount of hafnium to zirconium in the final product is less than 0.20%, which is very close to the purity of the nucleus (0.01%).
INTRODUCTION
Zirconium and hafnium are two of the most important elements in the nuclear industry. Due to the very similarity of these two elements in terms of chemical properties, separation of these two elements is difficult. Zirconium is used because of the low absorption of neutrons in the sheath of fuel rods, and since hafnium has a higher neutron absorption than zirconium, this intruder should be separated from zirconium. Zirconium is an important and strategic element in the nuclear industry due to corrosion resistance and low neutron absorption (barn18 / 0). This metal can be used in the manufacture of pods for fuel rods for nuclear reactors. Hafnium is naturally present with zirconium.
Year: 2007
Publisher : 11th National Congress of metallurgy of Iran
By : Kamal Saberiyan, Nemat Mansouri, Abbas Sam
File Information: persian Language/ 12 Page / size: 175 KB
سال : 1386
ناشر : يازدهمين كنگره ملي مهندسين متالورژی ايران
کاری از : كمال صابريان ، نعمت منصوري ،عباس سام
اطلاعات فایل : زبان فارسی / 12 صفحه / حجم : KB 175
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.