Взаимодействие неодимсодержащих хлоридных расплавов с кислородом
Аннотация
Объектом исследования данной работы являлись расплавы на основе эвтектической смеси LiCl–KCl, содержащие хлорид неодима NdCl3.
Расплавы на основе смесей хлоридов щелочных металлов могут быть использованы в различных технологических процессах, включая рабочие электролиты для электролитического получения и рафинирования редких (включая редкоземельные) металлов, переработки отработавшего ядерного топлива. Неодим является одним из продуктов деления урана, образующихся с высоким выходом. Кислород – одна из самых распространённых технологических примесей и его присутствие может повлиять на ионно-координационное состояние неодима в солевом электролите и на ход технологического процесса.
Целью настоящей работы являлось исследование взаимодействия расплавов на основе хлоридов щелочных металлов, содержащих трихлорид неодима, с кислородом.
В качестве метода исследования была выбрана высокотемпературная электронная спектроскопия поглощения. Эксперименты выполняли в расплавах на основе эвтектической смеси 3LiCl–2KCl в интервале 450–750 оС. Исходную концентрацию хлорида неодима варьировали от 1,53·10-5 до 9,7·10-5 моль/л. Через расплав порциями пропускали кислород. Под действием кислорода происходит образование малорастворимого оксихлорида неодима:
NdCl_6^(3-)+1⁄2 O_2→NdOCl↓+Cl_2+3Cl^-
В результате были определены скорости реакции, рассчитаны константы скорости при различных температурах, порядок реакции, температурные коэффициенты и энергия активации реакции. Показано, что реакция протекает в кинетическом режиме.
Расплавы на основе смесей хлоридов щелочных металлов могут быть использованы в различных технологических процессах, включая рабочие электролиты для электролитического получения и рафинирования редких (включая редкоземельные) металлов, переработки отработавшего ядерного топлива. Неодим является одним из продуктов деления урана, образующихся с высоким выходом. Кислород – одна из самых распространённых технологических примесей и его присутствие может повлиять на ионно-координационное состояние неодима в солевом электролите и на ход технологического процесса.
Целью настоящей работы являлось исследование взаимодействия расплавов на основе хлоридов щелочных металлов, содержащих трихлорид неодима, с кислородом.
В качестве метода исследования была выбрана высокотемпературная электронная спектроскопия поглощения. Эксперименты выполняли в расплавах на основе эвтектической смеси 3LiCl–2KCl в интервале 450–750 оС. Исходную концентрацию хлорида неодима варьировали от 1,53·10-5 до 9,7·10-5 моль/л. Через расплав порциями пропускали кислород. Под действием кислорода происходит образование малорастворимого оксихлорида неодима:
NdCl_6^(3-)+1⁄2 O_2→NdOCl↓+Cl_2+3Cl^-
В результате были определены скорости реакции, рассчитаны константы скорости при различных температурах, порядок реакции, температурные коэффициенты и энергия активации реакции. Показано, что реакция протекает в кинетическом режиме.