Verwydering van MoF6 en HF uit ʼn helium-MoF6-gasmengsel

Abstract

Die wêreldwye mark vir kernmedisyne, wat radio-isotope en mediese toerusting insluit, was in 2016 meer as $11 miljard sterk en sal na verwagting teen 2021 na byna $20 miljard groei. Klydon het die aërodinamiese skeidingsproses (ASP) met die doel van isotoopverryking in molibdeen-100 vir die doeleindes van mediese-isotoopproduksie ontwikkel. Helium word as draergas saam met molibdeen in die vorm van molibdeenheksafluoried (MoF6) tydens die proses gebruik. Die MoF6 word as produk uit die heliumstroom verwyder deur dit uit te vries. Die helium moet gesuiwer word en indien waterstoffluoried (HF) of molibdeenheksafluoried (MoF6) nog teenwoordig is, moet dit effektief verwyder word. Die doel van die studie is om ʼn effektiewe manier te vind om MoF6 en HF in die finale poleringstap uit die heliumstroom te verwyder. In die literatuurstudie is navorsing oor al die reagense en moontlike produkte wat kan vorm, gedoen. Die fisiese eienskappe van die elemente, verbindings en mengsels is bespreek. Die gevare van HF en hantering van HF is onder die loep geneem. Noodbehandeling na blootstelling aan HF is ook bespreek. Aangesien materiaalkeuse uiters belangrik is weens die korrosiewe aard van die gasse, is dit volledig bespreek en aanbevelings oor droging en passivering is gemaak.Verskillende moontlikhede van gasskeiding en verwydering van HF en MoF6 uit die stroom is ondersoek en bespreek. Die keuse het geval op adsorbente en die verskillende adsorbente word bespreek. Twaalf verskillende adsorbente is gekies met die oorwig van keuse wat op ioonuitruilharse geval het. Die rede vir die keuse was dat harse maklik bekombare sintetiese polimeermateriale is, wat in staat is om spesifieke ione uit te ruil of vas te lê. Sommige het selfs die baie belangrike vermoë om hierdie funksionaliteit om te keer. Eksperimente is gedoen met die verskillende adsorbente om die adsorbsievermoë van die adsorbente ten opsigte van MoF6 te bepaal. Data van druk en temperatuur teenoor tydsverloop is versamel. Na afloop van die eksperimente en dataverwerking is bevind dat die adsorbeervermoë van A100Mo en MN102 die beste van die getoetsde adsorbente was. Die resultate was nie verrassend nie want A100Mo is ʼn makroporeuse, gemengde basis anioon hars, wat juis gebruik word om molibdeen uit suuroplossings te verwyder. MN102 is ʼn makroporeuse hidrofobiese, swak basisanioon hars. A100Mo adsorbeer 2,276 g MoF6 per gram adsorbent en MN102 3,293 g MoF6 per gram adsorbent. Die gevolgtrekking is gemaak dat A100Mo en MN102 duidelike potensiaal toon vir gebruik in die finale poleringstap om MoF6 uit helium te verwyder. Dit word aanbeveel dat MN102 en A100Mo verder ondersoek moet word om as adsorbente MoF6 uit helium te verwyder in die finale poleringsstap. Uit die adsorbente is alumina en koolstof gekies vir verdere eksperimente met HF. Die adsorbeervermoë van alumina teenoor HF is bereken as 2,208 g HF per gram alumina. As dit vergelyk word met adsorbeervermoë van alumina teenoor MoF6 wat 0,2405 g gas per gram adsorbent is, is dit ʼn belangrike adsorbent om verder te ondersoek om selektiewe adsorpsie van HF uit helium te verkry. Adsorbeervermoë van koolstof teenoor HF is 1,22 g HF per gram koolstof. Vergelykenderwys is die adsorbeervermoë van koolstof teenoor MoF6 0,457 g MoF6 per gram adsorbent. Die moontlikheid om koolstof te gebruik om HF selektief te verwyder uit MoF6-heliumgasmengsel behoort verder ondersoek te word. Die aanvanklike eksperimente het getoon dat alumina en koolstof moontlik die potensiaal het om HF selektief uit ʼn heliumstroom te verwyder. Verdere studie en eksperimentering met ‘n mengsel van HF en MoF6 om die selektiewe adsorbering van HF te ondersoek word dus sterk aanbeveel.