一种中性络合剂洗脱后处理流程污溶剂中保留钚的方法技术

本发明专利技术公开了一种中性络合剂洗脱后处理流程污溶剂中保留钚的方法，采用中性络合剂TMDGA的酸性溶液，与污溶剂中的Pu(IV)络合，将有机相中与TBP及其降解产物HDBP、H2MBP等结合的钚洗脱到水相；TMDGA在不同的硝酸浓度下其单级洗脱的有效率达到96.8％以上；洗脱后的污溶剂中钚含量可达1.0

【技术实现步骤摘要】
一种中性络合剂洗脱后处理流程污溶剂中保留钚的方法


[0001]本专利技术属于乏燃料后处理和放射性废物处理
，具体涉及一种中性络合剂洗脱后处理流程污溶剂中保留钚的方法。

技术介绍

[0002]我国采取的核燃料循环路线为闭式循环，即对核电站乏燃料进行后处理，回收乏燃料中的铀、钚等易裂变核材料。PUREX(Plutonium Uranium Reduction Extraction)流程使用溶剂萃取法，采用磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂，氢化煤油、氢化四丙烯(TPH)或正十二烷为稀释剂，能选择性地萃取铀和钚，通过多级逆流萃取达到分离核素的目的。但在实际的应用过程中，由于TBP
‑
煤油
‑
HNO3体系会不断地受到化学和辐照射线的作用，随之产生降解产物。其中，TBP的降解产物主要为磷酸二丁酯(HDBP)、磷酸一丁酯(H2MBP)和H3PO4；稀释剂和硝酸降解产生醛、羧酸、羟肟酸等有机硝基化合物等。
[0003]TBP
‑
煤油的降解产物会在工艺流程运行中不断累积，部分降解产物如HDBP、H2MBP与铀、钚等形成非常稳定的络合物，造成金属离子尤其是钚被保留在有机相中，对工艺流程的正常运行造成影响，随着工艺流程的不断运行，有机相中保留钚的含量不断增加，导致有机相的总放射性远远超标，这种高钚保留污溶剂既不能直接排放到废液处理单元，也不能回到流程复用。
[0004]对于这种由降解产物导致的污溶剂，目前一般采用Na2CO3溶液洗涤其中的HDBP、H2MBP和H3PO4来降低降解产物对有机相产生的影响。但流程中有机相循环洗涤复用几次后，有机相钚含量与放射性总量超标的问题仍会出现，且无法继续通过Na2CO3洗涤进一步循环复用，因此Na2CO3洗涤并不能彻底解决高钚保留的问题。对于钚含量和降解产物含量超出流程标准限值的污溶剂，仍需要寻求新的、有效的钚洗脱方法。

技术实现思路

[0005]针对现有技术所存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种中性络合剂可有效从乏燃料后处理流程污溶剂中洗脱保留钚的方法。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种中性络合剂洗脱后处理流程污溶剂中保留钚的方法，包含以下步骤：
[0007](1)取适量的络合剂N,N,N
′
,N
′‑
四甲基双酰胺夹醚(TMDGA)溶于硝酸溶液中，得到反萃剂；
[0008](2)取适量污溶剂进行液闪测量，计算得到污溶剂中钚的含量；
[0009](3)取适量上述反萃剂及污溶剂在罐式洗涤器或球洗器等间歇式萃取设备中单级混合反萃一定时间后，离心或静置后靠重力分相得到水相与有机相；
[0010](4)取与步骤(2)中等量的分离后的有机相进行液闪测量，计算钚的反萃率。
[0011]进一步地，所述步骤(1)中，所述N,N,N
′
,N
′‑
四甲基双酰胺夹醚的结构式为：
[0012][0013]进一步地，所述步骤(1)中，所述反萃剂中TMDGA的浓度为0.5mol/L，所述硝酸的浓度为4～8mol/L。
[0014]进一步地，所述步骤(2)中，计算污溶剂中
241
Pu的含量。
[0015]进一步地，所述步骤(3)中，所述反萃剂及污溶剂的相比为1:1～1:10。
[0016]进一步地，所述步骤(3)中，所述反萃剂及污溶剂在一定温度下混合反萃，分相后得到分离的水相与有机相。
[0017]进一步地，所述步骤(3)中，采用罐式洗涤器或球洗器间歇式萃取设备进行反萃，或采用多级的混合澄清槽、脉冲萃取柱连续萃取设备进行反萃。
[0018]进一步地，所述步骤(3)中，所述钚反萃率＝(1
‑
洗脱后污溶剂中钚含量/初始污溶剂中钚含量)
×
100％。
[0019]采用本专利技术的技术方案带来的有益效果是，一种中性络合剂洗脱后处理流程污溶剂中保留钚的方法，采用中性络合剂TMDGA的酸性溶液，在不同酸性条件下均可与污溶剂中的Pu(IV)络合，降低Pu(IV)与HDBP、H2MBP的结合；单级洗脱的有效率达到96.8％以上；洗脱后的污溶剂中钚含量可达1.0
×
10
‑4g/L以下，达到废物处理环节对有机相中钚含量的要求；本专利技术的污溶剂洗涤方法可用于乏燃料后处理厂非正常运行工况高钚保留污溶剂的处理，也可用于正常运行工况污溶剂的深度净化。。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例的中性络合剂洗脱后处理流程污溶剂中保留钚的方法流程图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。
[0022]参照附图1，本专利技术实施例提供一种中性络合剂洗脱后处理流程污溶剂中保留钚的方法，包含以下步骤：
[0023](1)取适量的络合剂N,N,N
′
,N
′‑
四甲基双酰胺夹醚(TMDGA)溶于硝酸溶液中，得到反萃剂；TMDGA以三齿配位的形式与钚离子配位，一个钚离子结合3个TMDGA分子形成络合
物，同时，硝酸的存在可抑制降解产物HDBP、H2MBP与钚离子的结合；
[0024](2)取适量污溶剂进行液闪测量，计算得到污溶剂中钚的含量；
[0025](3)将上述反萃剂与污溶剂混合在一定温度下单级反萃一定时间后，离心或静置分相，得到分离的水相与有机相；此时大部分的钚被洗脱到水相当中；
[0026](4)取与步骤(2)中等量的分离后的有机相进行液闪测量，计算钚的反萃率。
[0027]优选地，所述步骤(1)中，所述N,N,N
′
,N
′‑
四甲基双酰胺夹醚的结构式为：
[0028][0029]优选地，所述步骤(1)中，所述反萃剂中TMDGA的浓度为0.5mol/L，所述硝酸的浓度为4.0～8.0mol/L。
[0030]优选地，所述步骤(2)中，计算污溶剂中
241
Pu的含量。
[0031]优选地，所述步骤(3)中，所述反萃剂及污溶剂的相比为1:1～1:10。
[0032]优选地，所述步骤(3)中，所述反萃剂及污溶剂在室温下振荡30min，离心得到分离的水相与有机相。
[0033]优选地，所述步骤(3)中，采用罐式洗涤器或球洗器间歇式等萃取设备进行反萃，或采用多级的混合澄清槽、脉冲萃取柱连续萃取设备等进行反萃。
[0034]优选地，所述步骤(3)中，所述钚反萃率＝(1
‑
洗脱后污溶剂中钚含量/初始污溶剂中钚含量)
×
100％。
[0035]实施例二
[0036]采用本专利技术实施例一的方法对某次热实验所得的2BW料液为处理对象，进行洗脱，包含以下步骤：
[0037](1)分别称取一定量的TMDGA固体至2个离心管中，加入不同浓度的HNO3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中性络合剂洗脱后处理流程污溶剂中保留钚的方法，其特征是：包含以下步骤：(1)取适量的络合剂N,N,N
′
,N
′‑
四甲基双酰胺夹醚(TMDGA)溶于硝酸溶液中，得到反萃剂；(2)取适量污溶剂进行液闪测量，计算得到污溶剂中钚的含量；(3)取适量上述反萃剂及污溶剂在一定温度下单级混合反萃一定时间后，离心得到分离的水相与有机相；(4)取与步骤(2)中等量的分离后的有机相进行液闪测量，计算钚的反萃率。2.根据权利要求1所述的一种中性络合剂洗脱后处理流程污溶剂中保留钚的方法，其特征是：所述步骤(1)中，所述N,N,N
′
,N
′‑
四甲基双酰胺夹醚的结构式为：3.根据权利要求1所述的一种中性络合剂洗脱后处理流程污溶剂中保留钚的方法，其特征是：所述步骤(1)中，所述反萃剂中TMDGA的浓度为0.5mol/L，所述硝酸的浓度为4.0～8.0mol/L。4.根据权利要求1所述的一种中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨琪，杨素亮，柳倩，刘睿垚，周今，郝轩，朱礼洋，田国新，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：