Ионообменные методы

Нептуний, подобно урану и плутонию, во всех стабильных валентных состояниях легко адсорбируется из кислых растворов на катионообменных смолах типа дауэкс-50. Десорбция может быть осуществлена элюированием умеренно концентрированными растворами НСl или HNO₃. Порядок вымывания при этом следующий: Np(V), Np(VI), Np(IV). Элюирование происходит значительно быстрее с ростом концентрации НСl, вероятно, вследствие сильной склонности нептуния к образованию хлоридных комплексов.

Существенный интерес для целей выделения и очистки нептуния представляют процессы, связанные с анионообменными механизмами, именно ввиду легкости образования анионных комплексов не только с шестивалентными, но и с четырех- и пятивалентными ионами. Так, U(VI), Np(VI) и Pu(VI) легко адсорбируются из солянокислых растворов при концентрациях НС1 6 М и выше на смолах типа дауэкс-1 или дауэкс-2, а при концентрациях НС1 меньше 3 М легко десорбируются. Нептуний (V) адсорбируется на этих же смолах при концентра­циях НСl более 4М, так же как и Np(IV), тогда как Рu(IV) адсор­бируется уже при меньших концентрациях НС1 (~2,5М), a U(IV) — только при значительно высоких; Th(IV) и Рu(III) не адсорбируются из растворов НС1 при любой ее концентрации. Из этих фактов ясно, что названные элементы могут быть полностью отделены друг от друга при подходящем выборе состояния окисления и концентрации НС1. Так, при пропускании через колонку с дауэкс-1 солянокислого раствора Np(IV) и Рu(III) плутоний количественно проходит через колонку, в то время как нептуний количественно адсорбируется [2].

Основным недостатком метода ионообменного метода является разрушение смол под действием излучения, приводящее к снижению их ионообменной емкости, газовыделению и нарушению режима работы колонны.

В связи со всеми трудностями, которые возникают при переработке ОЯТ с высокой глубиной выгорания и высоким содержанием плутония, а также в связи с низкой производительностью метод ионного обмена мало перспективен для переработки топлива энергетических реакторов.