Труды КНЦ. Технические науки. – 2026. - № 1

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2026. Т. 17, № 1. С. 29-40. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2026. Vol. 17, No. 1. P. 29-40. по ступеням. Выявлено, что градиент концентраций HNO 3 осуществляется на первых 4 ступенях, а дальнейшее увеличение количества степеней не приводит к значительному изменению содержания азотной кислоты в фазах (рис. 4). Параметры рабочей линии для азотной кислоты при реализации процесса представлены в табл. 3. 2 -1 ChN03, моль/л (органическая фаза) CHN03, моль/л (водная фаза) Рис. 4. Графический расчет числа теоретических ступеней экстракции азотной кислоты в системе модельный раствор ВАО — 3,92 М HNO 3 — 30 об. %ТБФ в декане при 20 °С: 1-4 — теоретические ступени экстракции, экспериментальные и расчетные данные представлены с учетом суммарной погрешности 20 % Fig. 4. Graphical calculation of the number of theoretical stages o f nitric acid extraction in the system: model solution of HAO—3.92 M HNO 3 —30 vol. %TBP in decane at 20 °C: 1-4 are theoretical stages of extraction; experimental and calculated data are presented taking into account a total error of 20 % Таблица 3 Параметры рабочей линии для HNO 3 экстракционного противоточного каскада в 4 ступени Operating line parameters for a 4-stage HNO 3 countercurrent extraction cascade Параметр Концентрация, моль/л Органическая фаза Водная фаза Входная в каскад по HNO 3 0 3,90 Выходная по HNO 3 0,40 1,54 Примечание. О:В = 2,5:1. Коэффициент рабочей линии 0,4 (см. рис. 3). Для подтверждения расчетных оценок, проведенных ранее, было выполнено экспериментальное моделирование непрерывной экстракции с помощью ряда следующих друг за другом операций периодической экстракции. На схеме эксперимента по моделированию противоточного экстракционного каскада, приведенной на рис. 5, показана имитация противоточного непрерывного процесса периодическим 5-кратным повторением межфазных контактов по схеме перекрестного тока. Используемая схема позволяет получить концентрационный профиль компонентов по ступеням каскада и на основании этих данных оценить эффективность экстракционного процесса. При использовании предложенной схемы моделирования принимали, что экстракционный контакт эквивалентен одной теоретической ступени разделения [Альдерс, 1962; Трейбал, 1966]. В ячейке 1 модельный раствор ВАО контактирует со свежим раствором экстрагента, экстракт отбрасывается, а рафинат поступает на экстракционный контакт со свежей порцией экстрагента в ячейке 2. После этого экстракт подается в ячейку 1 второй ступени, а рафинат — в ячейку 3 первой ступени и т. д. При этом в схеме на рис. 5 рафинаты движутся слева направо, а экстракты — сверху вниз. Соотношение фаз при всех экстракционных контактах было постоянным и составляло 2,5:1. Для уточнения содержания циркония(ГѴ) и других компонентов ВАО на выходе рафината из каждой ступени отбирали пробу на МС-ИСП анализ. Таким образом, были получены стационарные профили концентраций Zr4+ и азотной кислоты по ступеням моделируемого противоточного каскада. © Сафиулина А. М., Лизунов А. В., Костикова Г. В., Жилов В. И., Михалюк В. С., Тананаев И. Г., 2026 3 5