CN102206753B - 提高Purex流程中2A工艺钚浓缩倍数的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于核燃料后处理技术领域,具体涉及一种提高Purex流程中2A工艺钚浓缩倍数的方法。该方法提高2AF进料酸度为3.8-5mol/L,流比2AF∶2AX∶2AS为7-8∶1∶0.4-0.5。通过该方法可使2AP的钚浓度达到10g/L以上。
Description
技术领域
本发明属于核燃料后处理技术领域,具体涉及一种提高Purex流程中2A工艺钚浓缩倍数的方法。
背景技术
在Purex流程中,钚净化循环是将经过初步分离掉铀和裂片元素的钚中间产品液1BP再进行萃取分离,进一步除去铀和裂片元素,以便得到较纯净的钚浓缩液。其中2A钚的萃取是将由1BP调价和调酸后制成的2AF与萃取剂(30%TBP/煤油)逆流接触萃取钚,并用洗涤剂2AS除去裂片元素。
为满足钚尾端草酸钚沉淀的钚浓度要求,2AP的钚浓度必须大于10g/L。目前钚纯化循环如采用二甲基羟胺还原的无回流萃取过程,2AF进料钚浓度只有1.58g/L,2A槽必须将浓缩倍数由3.5倍提高至7~8倍,才能满足后续工艺的要求。国内外各后处理厂采用的2A工艺钚浓缩倍数均不超过3.5,不能满足要求。为了解决这个问题,有的后处理厂采用回流萃取或1BP蒸发浓缩提高2AF钚浓度的方式,但这些方法增加了试剂的消耗量和钚的流失量,甚至还需要增加一个或几个设备,且效果不明显。另外,《中国原子能科学研究院年报》(2008年)第245页报道了《中试场钚线工艺台架试验研究》一文,该文献提出:通过调整工艺参数可以使2A工艺的浓缩倍数达到7倍或7.5倍。但是该文献未给出工艺参数具体调整办法。
发明内容
(一)发明目的
针对现有技术所存在的缺陷,本发明旨在提供一种比较简单的提高钚浓缩液浓缩倍数的方法。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案。
一种提高Purex流程中2A工艺钚浓缩倍数的方法,是将由1BP调价和调酸后制成的2AF与萃取剂30%TBP/煤油逆流接触萃取钚,并用洗涤剂2AS除去裂片元素,关键在于,提高2AF进料酸度为3.8-5mol/L,流比2AF∶2AX∶2AS为7-8∶1∶0.4-0.5。
(三)发明效果
本发明所提供的技术方案,通过提高2AF的进料酸度,控制2AS流量,无需1BP蒸发浓缩或2BP回流即可使2AP的钚浓度达到10g/L以上。原因是随着硝酸浓度的升高,四价钚和硝酸根形成不易被30%TBP/煤油萃取的六硝酸钚络阴离子Pu(NO3)6 2-,与硝酸钚Pu(NO3)4达到平衡,
Pu(NO3)4←→Pu(NO3)5 -←→Pu(NO3)6 2-
但是当硝酸浓度为5mol/l时,其份额仅占4%,随着Pu(NO3)4的萃取,Pu(NO3)6 2-向Pu(NO3)4方向移动,Pu(NO3)4被连续萃取,使Pu(NO3)4的分配系数增大。在特定的控制条件下,可提高钚的浓缩倍数。
另外,通过提高酸度的方法,比较巧妙的解决了一个Purex流程中的一个关键技术,技术上具有较大进步。方法看似很简单,其实不然。它不仅减少了试剂的消耗量和钚的流失量,还减少了几个设备,这对后处理厂来讲,经济效益十分显著。
附图说明
图1Purex流程中2A工艺示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明内容作进一步阐述。
实施例1
如图1所示,当2AF钚浓度为1.60g/L,铀浓度0.9g/L,酸度4.7mol/L,萃取剂30%TBP/煤油,洗涤剂1mol/L硝酸,8级萃取7级洗涤,流比2AF∶2AX∶2AS=8∶1∶0.4,钚浓度浓缩8倍,钚收率99.95%。
实施例2
如图1所示,2AF钚浓度为1.65g/L,铀浓度1.14g/L,酸度4.0mol/L,萃取剂30%TBP/煤油,洗涤剂1mol/L硝酸,8级萃取7级洗涤,流比2AF∶2AX∶2AS=7∶1∶0.5,钚浓度浓缩7.5倍,钚收率99.97%。
实施例3
如图1所示,2AF钚浓度为1.65g/L,铀浓度1.14g/L,酸度5.0mol/L,萃取剂30%TBP/煤油,洗涤剂1mol/L硝酸,8级萃取7级洗涤,流比2AF∶2AX∶2AS=7∶1∶0.45,钚浓度浓缩6.8倍,钚收率99.91%。
实施例4
如图1所示,2AF钚浓度为1.65g/L,铀浓度1.14g/L,酸度3.8mol/L,萃取剂30%TBP/煤油,洗涤剂1mol/L硝酸,8级萃取7级洗涤,流比2AF∶2AX∶2AS=7∶1∶0.45,钚浓度浓缩6倍,钚收率99.78%。
Claims (2)
1.一种提高Purex流程中2A工艺钚浓缩倍数的方法,是将由1BP调价和调酸后制成的2AF与萃取剂30%TBP/煤油逆流接触萃取钚,并用洗涤剂2AS除去裂片元素,其特征在于:提高2AF进料酸度为3.8-5mol/L,流比2AF∶2AX∶2AS为7-8∶1∶0.4-0.5。
2.根据权利要求1所述的提高Purex流程中2A工艺钚浓缩倍数的方法,其特征在于:所述的2AF进料酸度为4.0-4.7mol/L。
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