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Separación de elementos transuránicos y algunos productos de fisión presentes en los combustibles nucleares irradiados. Programa 2005
Durante el proyecto PARTNEW, se realizaron nuevos
experimentos para mejorar las características de
selectividad y estabilidad hidrolítica del proceso utilizando
derivados lipofílicos de TPTZ desarrollados
por la Universidad de Reading (UK) en colaboración
con la Universidad de Chalmers (Suecia) y el
CEA (Francia) [36-38].
1.8.2. Extracción con bis-sustituídas-
1,2,4-triazinil-piridinas (BTP)
Los ligandos BTP (Figura 19) fueron diseñados y
sintetizados por la Universidad de Reading (UK)
dentro del proyecto europeo PARTNEW. En este
marco se han estudiado sus propiedades de extracción
por diversas instituciones participantes en el
proyecto como fueron CEA-DEN (Marcoule, Francia),
FZK-INE (Alemania) y la Universidad Tecnológica
de Chalmers (Suecia).
Se realizaron estudios de procesos con estos nuevos
compuestos utilizando disoluciones reales procedentes
del proceso DIAMEX y se observó que la
concentración de ligando en la disolución orgánica
decrecía por problemas de estabilidad hidrolítica y
30
X
N
N
N N
N
N
R
N
N
Figura 18. Fórmula del reactivo TZTP.
N
Figura 19. Estructura general de los compuestos BTP.
Y
radiolítica. Se sintetizaron nuevos ligandos basados
en la estructura de la Figura 19, con las posiciones
más lábiles protegidas. El problema de estos nuevos
compuestos fue que la cinética de extracción es
muy lenta por lo que fue necesario añadir una diamida
como catalizador de transferencia de fases, y
facilitar la extracción de los nitratos de los An(III). En
estas condiciones se realizó un ensayo SANEX con
disolución acuosa real, procedente del proceso
DIAMEX, en el CEA-DEN (Marcoule, Francia). Los
resultados de este ensayo fueron muy satisfactorios
y se recuperó el 99,9% de Am y el 99,8% de Cm
con excelentes factores de separación, especialmente
para los lantánidos más ligeros como se
muestra en la Tabla 2.
1.8.3. Extracción con CYANEX 301
A mediados de la década de los años 90 del siglo
pasado, Zhu y col. de la Universidad de Tsinghua
(China) [39] publicaron unos excelentes resultados
para la separación de Am(III) y Ln(III) utilizando el
extractante Cyanex 301. Este ligando está compuesto
principalmente por el ácido (2,4,4-trimetilpentil)
ditiofosfínico (Figura 20). El producto comercial
contiene impurezas que afectan negativamente
a la capacidad de extracción de iones metálicos por
el ligando. En el caso de utilizar Cyanex 301 en
crudo, no se produce una extracción selectiva de
An(III) frente a Ln(III) a menos que el extractante sea
saponificado, en cuyo caso se obtienen elevados
factores de separación. Si el Cyanex 301 se purifica
mediante precipitación de su sal amónica se llegan
a obtener factores de separación de An(III)/Ln(III)
aproximadamente de 6000, aunque la principal
desventaja de este sistema es que necesita un ajuste
de pH de la disolución acuosa entre 3.5 y 4.
Estudios realizados por Jarvinen y col. del LANL
(USA) y Hill y col. del CEA-DEN (Marcoule, Francia)
R
R
P
S
SH
Figura 20. Fórmula del reactivo Cyanex 301.