【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于核燃料循环及废液处理，具体涉及一种从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法。
技术介绍
1、在核燃料元件研制生产和分析表征过程中，会产生一类以铀、铌和锆元素为主要组成部分的废物。为促进核能高质量可持续发展，有必要开发有效技术高效分离该体系中的铀，以满足铀回收再利用的实际需求。
2、为实现在强硝酸体系下铀铌锆中铀的高效分离，满足该类材料中铀回收再利用的实际需求，亟需提供一种从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法。
3、经专利查新，在现有专利及文献中，未发现使用氧化石墨烯膜筛分分离铀铌锆中铀的方法。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题：提供一种从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，通过研制氧化石墨烯膜作为筛分分离材料，探索其在高酸溶液中对u-nb-zr体系中铀的筛分分离规律，建立相关筛分分离工艺流程，可为未来相关材料研制过程的科研、生产奠定前期技术基础。
2、本专利技术采用的技术方案：
3、一种从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，包括如下步骤：
4、步骤1、采用改进的hummers氧化法制备氧化石墨烯膜；步骤2、制备渗透装置；步骤3、通过渗透装置进行离子筛分实验；步骤4、样品测定与结果计算。
5、所述步骤1具体为：利用石墨粉通过改进的hummers法制备氧化石墨烯纳米片分散液，以pet核孔膜为基底，通过真空抽滤得到氧化石墨烯膜。
6、所述氧化石墨
7、所述氧化石墨烯膜具有离子筛分分离性能。
8、所述石墨粉包括100目、200目、325目石墨原料。
9、所述渗透装置为h型可换膜渗透池，所述h型可换膜渗透池一侧为进料侧，另一侧为接收侧，所述进料侧和接收侧在底部连通，连接处设有氧化石墨烯膜。
10、所述进料侧为含有待分离金属离子的硝酸水溶液；所述接收侧为与料液区具有相同酸度的硝酸水溶液。
11、所述步骤3中，包括改变氧化石墨烯原料目数及氧化时间，得到不同氧化程度的氧化石墨烯膜，进行离子筛分实验；改变氧化石墨烯膜的厚度进行离子筛分实验；改变料液酸酸度进行离子筛分实验；改变料液中铀酰离子浓度进行离子筛分实验；改变料液温度进行离子筛分实验。
12、料液为30ml含1000mg/l uo22+、100mg/l nb5+和100mg/l的zr4+的3mol/l hno3溶液。
13、所述步骤4中，经过48小时的渗透，计算接收侧与金属离子进料浓度之比为渗透率p，各离子分配比之比为分离比α。
14、本专利技术的有益效果：
15、1)本专利技术提供的一种从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，无需额外能量输入(如加压、电解等)，仅依靠化学势驱动力即可在常温、常压下实现离子高效扩散、分离。在节约能源、简化设备的同时，确保放射性废液处理的安全可控；
16、2)本专利技术提供的一种从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，结构简单，降低成本，提升效率；
17、3)本专利技术提供的一种从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，所采用的氧化石墨烯膜可耐受广泛的酸度范围，大大增强了该方法在放射性废液分离领域的适用性，展现出较好的应用前景。
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1.一种从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述步骤1具体为：利用石墨粉通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯纳米片分散液，以PET核孔膜为基底，通过真空抽滤得到氧化石墨烯膜。
3.根据权利要求2所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯膜的结构为：PET核孔膜-氧化石墨烯-PET核孔膜。
4.根据权利要求3所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯膜具有离子筛分分离性能。
5.根据权利要求2所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述石墨粉包括100目、200目、325目石墨原料。
6.根据权利要求1所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述渗透装置为H型可换膜渗透池，所述H型可换膜渗透池一侧为进料侧，另一侧为接收侧，所述进料侧和接收侧在底部连通，连接处设有氧化石墨烯
7.根据权利要求6所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述进料侧为含有待分离金属离子的硝酸水溶液；所述接收侧为与料液区具有相同酸度的硝酸水溶液。
8.根据权利要求1所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述步骤3中，包括改变氧化石墨烯原料目数及氧化时间，得到不同氧化程度的氧化石墨烯膜，进行离子筛分实验；改变氧化石墨烯膜的厚度进行离子筛分实验；改变料液酸酸度进行离子筛分实验；改变料液中铀酰离子浓度进行离子筛分实验；改变料液温度进行离子筛分实验。
9.根据权利要求8所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，料液为30mL含1000mg/L UO22+、100mg/L Nb5+和100mg/L的Zr4+的3mol/L HNO3溶液。
10.根据权利要求1所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述步骤4中，经过48小时的渗透，计算接收侧与金属离子进料浓度之比为渗透率P，各离子分配比之比为分离比α。
...【技术特征摘要】
1.一种从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述步骤1具体为：利用石墨粉通过改进的hummers法制备氧化石墨烯纳米片分散液，以pet核孔膜为基底，通过真空抽滤得到氧化石墨烯膜。
3.根据权利要求2所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯膜的结构为：pet核孔膜-氧化石墨烯-pet核孔膜。
4.根据权利要求3所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯膜具有离子筛分分离性能。
5.根据权利要求2所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述石墨粉包括100目、200目、325目石墨原料。
6.根据权利要求1所述的从含铀铌锆的强硝酸水相中筛分分离铀酰离子的方法，其特征在于，所述渗透装置为h型可换膜渗透池，所述h型可换膜渗透池一侧为进料侧，另一侧为接收侧，所述进料侧和接收侧在底部连通，连接处...
【专利技术属性】
技术研发人员：张东平，赵峰，苏磊，孙超，谢汶级，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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