تعیین شرایط بهینه‌ی جداسازی زیرکنیم و هافنیم

Abstract

زیرکنیم و هافنیم در صنعت هسته­ای از اهمیت بسیار زیادی برخوردار هستند. از زیرکنیم به دلیل سطح مقطع جذب پایین نوترون، در غلاف میله­های سوخت هسته­ای استفاده می­شود. از آن­جا که هافنیم نسبت به زیرکنیم سطح مقطع جذب نوترون بسیار بالاتری دارد، لذا باید به عنوان یک عنصر مزاحم از زیرکنیم جدا گردد. از روش آرایه­های متعامد تاگوچی برای تعیین شرایط بهینه­ی جداسازی هافنیم از زیرکنیم به روش استخراج حلالی استفاده شد. متغیرهای نوع اسید (نیتریک، سولفوریک و هیدروکلریک) و غلظت آن (01_/0، 1 و 5 مول برلیتر) از فاز آبی و استخراج­کننده­های دی-2- اتیل هگزیل فسفریک اسید، سیانکس301 و سیانکس302 از فاز آلی مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که استفاده از نیتریک اسید 5 مول برلیتر و استخراج­کننده­ی سیانکس302 شرایط بهینه برای استخراج و جداسازی زیرکنیم و هافنیم را فراهم می­کند. تحت این شرایط، درصد استخراج زیرکنیم و ضریب جداسازی به ترتیب برابر %5_/99 و 7_/8 به دست آمد. برای بررسی بیش­تر نتایج حاصل از طرح تاگوچی، اثر عوامل مختلف مانند زمان اختلاط دو فاز، غلظت اسید، غلظت استخراج­کننده، غلظت نمک سدیم نیترات و نوع رقیق­کننده به صورت تک متغیری نیز مورد بررسی قرار گرفتند.