Extracción selectiva de torio de las tierras raras utilizando carbono mesoporoso arrugado

Área de la Ciencia:

• Ingeniería nuclear
• Ciencias de los materiales
• Química analítica

Sus antecedentes:

• Los reactores de fluoruro de torio líquido ofrecen ventajas económicas y ambientales sobre los reactores de uranio.
• La producción de torio requiere separarlo de los elementos de tierras raras que se encuentran en minerales como la monazita.
• Los métodos convencionales de separación utilizan la extracción líquido-líquido, lo que requiere el desarrollo de alternativas de estado sólido reutilizables.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo absorbente en estado sólido para la extracción selectiva de iones de torio.
• Evaluar el rendimiento del carbono mesoporoso arrugado oxidado en superficie (WMC-O) para separar el torio de los iones de tierras raras.
• Evaluar la capacidad de reutilización y adsorción del WMC-O.

Principales métodos:

• Síntesis de carbono mesoporoso arrugado oxidado en superficie (WMC-O).
• Experimentos de adsorción para determinar el coeficiente de distribución (Kd) de los iones de torio y las tierras raras.
• Análisis comparativo de WMC-O con carbón activado oxidado en superficie.

Principales resultados:

• WMC-O demostró una alta selectividad para los iones de torio (Th4+) sobre los iones de tierras raras.
• El coeficiente de distribución para el torio con WMC-O fue significativamente mayor (Kd = 13 × 10 ^ 4) en comparación con el carbón activado (Kd = 35 × 10 ^ 2) a pH 2,15.
• WMC-O exhibió una alta capacidad de adsorción de iones de tierras raras puras (Kd > 3 × 10^5).

Conclusiones:

• El carbono mesoporoso arrugado oxidado en superficie (WMC-O) es un absorbente altamente selectivo y prometedor para la extracción de torio.
• WMC-O ofrece un potencial para la recuperación eficiente de iones de tierras raras.
• Las propiedades del material apoyan su uso en aplicaciones avanzadas del ciclo del combustible nuclear.