Solvent extraction behaviors of rhodium and palladium in nitric acid solutions using amide extractants

アミド系抽出剤によるロジウム及びパラジウムの硝酸溶液からの溶媒抽出挙動

伊藤 健吾*; 守田 美咲*; 荒木 優太*; 加藤 千図*; 福谷 哲*; 松村 達郎  ; 藤井 俊行*

Ito, Kengo*; Morita, Misaki*; Araki, Yuta*; Kato, Chizu*; Fukutani, Satoshi*; Matsumura, Tatsuro; Fujii, Toshiyuki*

高レベル廃液中のロジウム(Rh)とパラジウム(Pd)は主要な核分裂生成物である。本研究では、これらの白金族元素(PGEs)の新規な抽出剤HONTA及びADAAMによる溶媒抽出挙動を理解することを目的とした。これらの抽出剤はPdに親和性を示し、その分配係数は1を有意に超えPd分離に対する有効性を示している。これに対して、Rhの分配係数は、一貫して10を下回っており、硝酸からの抽出効率が低いことを示している。しかし、硝酸カルシウム水和物を用いた塩析効果により、HONTAによるRhの分配係数約570を達成した。HONTAによる白金族元素の逆抽出の困難さを克服するため、HEDTA及びチオ尿素を用いた実験を行った。高濃度硝酸(2M)におけるHEDTAによる逆抽出では約90%のPdが抽出されていたが、硝酸系におけるチオ尿素による逆抽出では、抽出されていたRhは約40%であり塩酸系では最大62.7%であった。

Rhodium (Rh) and Palladium (Pd) in high-level radioactive waste are primarily fission products. This Study focused on understanding the extraction behavior of these platinum group elements (PGEs) using the novel extractants -hexaoctylnitriloacetamide (HONTA) and alkyl diamideamine (ADAAM). Both extractants showed affinity for Pd, with distribution coefficients significantly exceeding 1, demonstrating their effectiveness in Pd separation. In contrast, the distribution coefficients for Rh were consistently below 10 , indicating low extraction efficiency from nitric acid. However, by leveraging the salting-out effect with calcium nitrate hydrate, a distribution coefficient of 570 for Rh was achieved using HONTA. To overcome the difficult back-extraction of PGEs with HONTA, experiments were conducted using HEDTA and thiourea. Back-extraction with HEDTA in high-concentration nitric acid (2M) resulted in 90% extraction of Pd, while thiourea-based back-extraction with nitric acid yielded over 40% extraction for Rh, with the maximum of 62.7% achieved using hydrochloric acid.