А.А. Летюшов¹, А.М. Сафиулина², С.А. Писарева³, Е.И. Горюнов³, И.Г. Тананаев¹,

Э.Е. Нифантьев³, Б.Ф. Мясоедов¹

¹Институт Физической Химии и Электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва. Россия

²Институт Геохимии и Аналитической Химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва. Россия

³Институт Элементоорганических Соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва, Россия

Новый высокоэффективный универсальный бинарный экстрагент для извлечения урана на основе бис[(гидрокси)фенилфосфорил]метана и метилсульфата метилтриалкиламмония

A new bidentate organophosphorus extractant - the salt of PhP(O)(OH)CH₂P(O)(OH)Ph with methyltrialkylammonium methylsulphate has been proposed. This extractant is highly efficient for U(VI) and Th(IV) extraction from aqueous solutions in a wide range of pH.

Наряду с органическими лигандами, связывающими ионы металлов только по одному механизму, широко известны также и бинарные экстрагенты, которые представляют собой комплексы, состоящие из фрагментов разных классов химических соединений в эквивалентных соотношениях и способные взаимодействовать с металлами по различным механизмам.

Известны экстракционные свойства бидентатных нейтральных фосфорорганических комплексообразователей на основе диокисей алкилендифосфинов по отношению к разнообразным металлам, в том числе актинидам и лантанидам. При этом было обнаружено, что наиболее эффективными экстрагентами являются соответствующие P,P,P',P'-тетраарильные производные. В то же время дифосфорильные лиганды кислого характера типа ArP(O)(OH)(CH₂)_nP(O)(OH)Ar (I) к настоящему времени в качестве экстрагентов практически не изучались, что было связанно с их чрезвычайно низкой растворимостью в распространенных органических разбавителях.

Нами было обнаружено, что дикислота (Ar = Ph, n = 1) (Ia) (наиболее простой кислый лиганд этого типа) с метилсульфатом метилтриалкиламмония (TАМАМС) образует растворимую соль состава (Ia) : 2(TАМАМС) - бинарный экстрагент.

Изучена экстракция урана(Vl), тория(IV) и лантана(III) из водных растворов раствором данного бинарного экстрагента в хлороформе в широком диапазоне pH. Методом ЯМР ³¹P спектроскопии показано, что в отсутствии металла экстрагент частично переходит в водную фазу, в то время как комплекс с металлом находится в органической фазе. Было установлено, что соль (Ia) с TАМАМС является высокоэффективным реагентом для концентрирования U(Vl) (степень извлечения ~ 90 %) как из кислой, так и из нейтральной сред, при чем для азотнокислых растворов степень извлечения урана(VI) слабо зависит от концентрации кислоты. Для Th(IV) было показано, что максимальная степень извлечения (~ 99 %) достигается при экстракции из азотнокислых сред ([HNO₃] = 2,81 М). В отличие от вышеуказанных актинидов La(III) экстрагируется значительно хуже как из кислых, так и из нейтральных сред. Промывка нагруженной органической фазы 0,5-1 М раствором Na₂CO₃ позволяет осуществлять реэкстракцию урана(Vl) и тория(IV).

Авторы выражают благодарность проф. С.И. Степанову (РХТУ им. Д.И. Менделеева) за предоставление образца ТАМАМС и вед.н.с. П.В. Петровскому (ИНЭОС РАН) за регистрацию спектров ЯМР.

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы Фундаментальных Исследований Президиума РАН № 8.

Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья