CN102549176A - 液-液萃取操作中在镅和锔之间和/或在镧系元素之间分离因子的提高 - Google Patents

液-液萃取操作中在镅和锔之间和/或在镧系元素之间分离因子的提高 Download PDF

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Abstract

本发明涉及二甘醇酰胺用于在萃取操作期间提高在镅和锔之间和/或在镧系元素之间的分离因子的用途，所述萃取操作包括使包含镅、锔和/或镧系元素的酸性含水相和与水不溶混的有机相接触，所述有机相含有在有机稀释剂中的至少一种萃取剂，然后分离所述含水相和有机相，二甘醇酰胺被加入到所述含水相中。本发明能够用于处理和回收辐照过的核燃料，特别是用于从高活性含水溶液例如来自用PUREX或COEXTM法对辐照过的核燃料进行处理的萃余液中选择性地回收镅；用于处理如独居石、磷钇矿或氟碳铈矿的稀土矿物，以促进“轻”稀土元素与“重”稀土元素和钇的分离，或原子序数邻近或接近的两种稀土元素的分离。

Description

液-液萃取操作中在镅和锔之间和/或在镧系元素之间分离因子的提高
技术领域
本发明涉及具体络合剂家族的用途，更具体地，涉及二甘醇酰胺用于提高液-液萃取操作中在镅和锔之间和/或在镧系元素之间的分离因子的用途。
本发明可应用在辐照过的核燃料的处理和回收领域中，其中，其对于从具有高活性的含水溶液(例如来自由PUREX或COEXTM法对辐照过的核燃料处理的萃余液)中选择性地回收镅具有最独特的优势。
其还可应用在稀土矿例如独居石、磷钇矿或氟碳铈矿类型的处理领域中，以促进“轻”稀土元素(即，具有小于63的原子序数(镧、铈、镨、钕、钐))，“重”稀土元素(即，具有大于63的原子序数(铕、钆、铽，……))，和任选钇(其可以纯的形式被回收)，或具有邻近或相近原子序数的两种稀土元素(例如钕和钐)之一的分离。纯钇具有很多应用，例如发光，荧光和光学材料。
现有技术的说明
可以用来萃取和纯化在辐照过的核燃料的溶解液中存在的铀和钚的方法，例如PUREX法(其目前在工厂中被用于处理辐照过的核燃料)和COEXTM法(PCT国际申请WO 2007/135178，[1]中描述了该方法)，产生被命名为萃余液的流出物。
这些萃余液是具有强硝酸酸性的含水溶液，典型地为2-5M，其含有两种微量锕系元素，即镅和锔，镧系元素例如镧、铈、镨、钕、钐和铕，除了镧系元素之外的裂变产物如钼、锆、铷、钌、铑、钯和钇，以及腐蚀产物，如铁和铬。
它们的处理目前包括尽可能浓缩它们，然后在最终储存之前以贮存为目的将它们封装在玻璃状基质中。
自从90年代开始，为了实现存在于来自通过PUREX法对辐照过的核燃料的处理的萃余液中的金属元素的大规模分离，在法国已进行了积极的研究。通过从这些萃余液中除去最具辐射毒性的元素(以使它们嬗变(transmute，转化，变化)为目的)，这种大规模分离的主要目的是减少玻璃化的废物的辐射毒性。
大规模的分离路线被特别地探索：这是基于通过液-液萃取的分离方法的湿法冶金。
现今，已发现，到今天已建议应用的大部分萃取剂，例如二异丁基苯基辛基氨基甲酰基甲基膦(或CMPO)和其它氨基甲酰基膦氧化物，三辛基膦氧化物(或TOPO)和其它膦氧化物，N，N’-二甲基-N，N’-二辛基己基乙氧基丙二酰胺(或DMDOHEMA)和其它丙二酰胺，二异癸基磷酸(DIDPA)和其它磷酸，等等，对镅相对于锔不具有非常显著的选择性，或者甚至根本没有选择性。这归因于存在于这两种元素的物理化学特性之间的非常大的相似性。
这样的结果是，通过液-液萃取使镅从锔中分离出来目前极其困难，并且当这种分离可能时，为了获得令人满意的分离性能，需要使用大量的级数(stage，阶段)，从工业观点来看，这是不利的。
现在，对于在将萃余液送至玻璃化之前能够选择性地回收存在于萃余液中的镅具有高度的兴趣，所述萃余液来自由PUREX或COEXTM型方法处理或辐照过的核燃料。
确实，除了减少玻璃化废物的辐射毒性之外，镅的选择性回收将显著降低这些废物的热负荷，以及由此它们的储存足迹。
此外，锔244，其表示存在于核废物中的锔的主要同位素，是一种强有力的中子发射体，一种重要的放射性源。在含镅的嬗变(转化，transmutation)燃料组件的制造，操作和运输中，回收没有锔的镅将因此实现显著的简化。嬗变核燃料可以由此含有更多的镅。
本发明的发明者因此将他们的目标设定为找到一种方法，当通过液-液萃取寻求使镅和锔这两种元素彼此分离时，该方法将总体上允许镅和锔的分离简易化。
他们还将他们的目标设定为，该方法应当是高效率的，并因此在以下两种情况中都可用：一种情况是当寻求从除了含有镅与锔这两种元素之外还含有镧系元素和其它裂变产物的含水溶液中使镅与锔分离时；另一种情况是当寻求从仅含有镅与锔这两种元素的含水溶液中使镅与锔分离时。在此观点上，他们尤其期望该方法不应设置为运用镅或任何其它金属元素的任何氧化-还原反应。
最终，他们将他们的目标设定为：该方法应当易于应用，并且其在工业规模上的应用，在PUREX或COEXTM法的下游，不应加入已被这些方法强加的限制，附加限制，尤其是在产生的流出物的处理、腐蚀性、毒性和安全性方面。
现在，结果是，在他们的工作范围内，发明者注意到：当对含有镅、锔、镧系元素和其它裂变产物的酸性含水相进行液-液萃取操作时，即，当使其接触含有萃取剂(除二甘醇酰胺之外)的有机相并从该相中分离出来时，与不存在二甘醇酰胺时获得的分离因子相比，二甘醇酰胺在这个含水相中的存在显示为镅和锔之间分离因子的相当大的提高，并且这种提高，不管包含在有机相中的萃取剂对镅相对于锔具有如何的选择性水平。
他们还注意到，与二甘醇酰胺不存在时所获得的分离因子相比，二甘醇酰胺在所述酸性含水相中的存在还显示为“轻”镧系元素和“重”镧系元素之间分离因子的提高。
这些观察是在本发明的基础上的。
应注意到，二甘醇酰胺，特别是N，N，N’，N’-四辛基二甘醇酰胺(或TODGA)，单独或与其他化合物三正丁基磷酸酯(或TBP)或N，N-二己基辛酰胺(或DHOA)类型联合使用作为萃取剂以从含水相中萃取镧系元素，或镧系元素和锕系元素(III)，或镧系元素和锕系元素(III)和(IV)，或者还有全部锕系元素(III)、(IV)、(V)和(VI)的用途是已知的(参见例如ANSARI etal.，Separation and Purification Technology，66，118-124，2009[2]；SHIMOJOet al.，Dalton Transactions，37，5083-5088，2008[3]；MODOLO et al.，SolventExtraction Ion Exchange，25，703-720，2007[4]；法国专利申请第2 810 679号[5]；ANSARI et al.，Separation and Purification Technology，63，239-242，2008[6]；日本专利申请第2005-114448号[7]和法国专利申请第2 907 346号[8])。
二甘醇酰胺作为络合剂以从有机相中反萃取(stripping)锕系元素、镧系元素和其它裂变产物(参见，例如SASAKI et al.，Analytical Sciences，23，727-731，2007[9])。
另一方面，在文献中还从未提出的是，二甘醇酰胺作为络合剂用于在液-液萃取操作中提高在镅和锔之间和/或在镧系元素之间的分离因子的用途。
本发明的讨论
因此，本发明的目标是二甘醇酰胺用于提高在镅和锔之间和/或镧系元素之间的分离因子的用途，所述分离因子在液-液萃取操作的最后获得，所述液-液萃取操作包括：使其中存在镅、锔和/或镧系元素的酸性含水相接触与水不溶混的有机相，所述有机相含有在有机稀释剂中的至少一种除二甘醇酰胺之外的萃取剂，然后分离所述含水相和有机相，所述二甘醇酰胺被加入到所述含水相中。
在液-液萃取领域，回忆起来，金属元素M的分配系数，标记为DM，对应于平衡时该元素在有机相和含水相中的浓度(或活性)比，以及两种金属元素M1和M2之间的分离因子，标记为FSM1/M2，对应于DM1/DM2，即，金属元素M1和M2的分配系数之比。
再回忆起来，二甘醇酰胺的下文中化学式(I)的化合物：
R1(R2)N-C(O)-CH2-O-CH2-C(O)-N(R3)R4(I)
其中R1、R2、R3和R4，其可以是完全相同或不同的，典型地是烷基基团。
根据本发明，二甘醇酰胺优先选自其中R1、R2、R3和R4相加的碳原子总数至多等于20的二甘醇酰胺，以便其具有充分的亲水性从而用于含水相中。
这样的二甘醇酰胺特别地是N，N，N’，N’-四甲基二甘醇酰胺(或TMDGA)、N，N，N’，N’-四乙基二甘醇酰胺(或TEDGA)和N，N，N’，N’-四丙基二甘醇酰胺(或TPDGA)，TEDGA是最优选的。
有利地，以一定量将二甘醇酰胺加入到酸性含水相中，以使在该相中其浓度被包括在0.01-0.5mol/L之间，并且，更优选，在0.03-0.1mol/L之间。
存在于有机相中的萃取剂有利地是溶剂化物萃取剂，在这种情况中，其优先选自对于镅相对于锔具有选择性，甚至非常低的选择性的溶剂化物萃取剂，即，与锔相比，其能够从酸性含水相中更多地萃取镅。
这样的溶剂化物萃取剂特别地是：
·丙二酰胺类，例如N，N′-二甲基-N，N′-二丁基十四烷基丙二酰胺(或DMDBTDMA)、N，N′-二甲基-N，N′-二辛基己基乙氧基丙二酰胺(或DMDOHEMA)、N，N’-二甲基-N，N’-二辛基辛基丙二酰胺(或DMDOOMA)、N，N′-二甲基-N，N′-二辛基己基丙二酰胺(或DMDOHxMA)、N，N′-二甲基-N，N′-二辛基庚基丙二酰胺(或DMDOHpMA)或N，N′-二甲基-N，N′-二丁基十二烷基丙二酰胺(或DMDBDDEMA)；
·氨基甲酰膦氧化物，例如二异丁基苯基辛基氨基甲酰基甲基膦(或CMPO)；
·三异丁基膦硫化物；
·氨基甲酰膦酸酯，例如二己基-N，N-二乙基氨基甲酰基甲基膦酸酯(或DHDECMP)；和
·它们的混合物。
然而，如下文中的实施例所示，也可能使用对镅相对于锔不具有任何选择性的溶剂化物萃取剂，例如三辛基膦氧化物(或TOPO)类型的膦氧化物或膦氧化物的混合物例如已知首字母缩略词为TRPO的三烷基膦氧化物的混合物，
优选地，存在于有机相中的萃取剂是丙二酰胺，在这种情况中后者有利地是DMDOHEMA。
可以将酸萃取剂(以此方式命名因为其具有一个或多个酸官能团)加入到溶剂化物萃取剂中以便例如提高溶剂化物萃取剂的萃取容量或以便改进Am/Cm分离因子。其自身可特别选自：
*含磷的酸，例如具有至少7个碳原子的单-和二-烷基磷酸类例如二(2-乙基己基)磷酸(或HDEHP)、(2-乙基己基)二氢磷酸、二异癸基磷酸(或DIDPA)，单-和二-烷基膦酸类例如2-乙基己基-2-乙基己基膦酸(或HEHEHP)，单-和二-烷基次膦酸类，
硫代磷酸类，硫代膦酸类和硫代次膦酸类；
*亲脂性羧酸，如癸酸或十二烷酸；
*磺酸类，例如二壬基-萘磺酸(或HDNNS)；和
*它们的混合物。
至于有机稀释剂，其优选地可选自极性或脂肪族有机稀释剂，其用途已被提出用于实施液-液萃取、特别是用于处理辐照过的核燃料，该有机稀释剂例如甲苯、二甲苯、叔丁基苯、三异丙基苯、煤油和线性或支化的十二烷例如正十二烷或氢化的四丙烯(或TPH)。
根据本发明，所述酸性含水相优选地是来自辐照过的核燃料的处理的硝酸含水溶液(nitric aqueous solution，含氮含水溶液)，以及甚至更好地，是含有镅、锔、镧系元素和其它裂变产物和/或腐蚀产物的溶液，例如来自由PUREX或COEXTM法处理辐照过的核燃料的萃余液。
在这种情况中，可利用本发明以用于从这种溶液中选择性地回收镅，即，没有任何锔，任何镧系元素或其它裂变和/或腐蚀产物。
然后优选地用范围从0.1mol/L 6mol/L的硝酸酸度(nitric acidity)实施萃取操作，以及随后进行：
-用于洗涤来自此萃取操作的有机相的操作；使镅与锔的分离增强的此洗涤操作通过硝酸含水相(或含氮含水相)的方法实施，所述硝酸含水相例如是0.1M-6M的硝酸溶液，并且有利地含有二甘醇酰胺，所述二甘醇酰胺优选是与在萃取操作中使用的相同的二甘醇酰胺；然后
-一项或多项操作，使用这些操作可以使镅从可能与镅一起被萃取在有机相中的镧系元素和其它裂变和/或腐蚀产物中分离出来，以及根据情况实施这些操作，所述情况依赖于存在于所述有机相中的萃取剂。
因此，例如：
*如果存在于有机相中的萃取剂是CMPO，则镅与存在于该有机相中的镧系元素和其它裂变和/或腐蚀产物的分离可以根据如现有技术中所推荐的那些用于从含CMPO的有机相中使锕系元素(III)与镧系元素和其它裂变产物分离的相同方式来实现，例如在用SETFICS法(法国专利申请2738663，[10])的循环中，或在用TALSPEAK法(WEAVER andKAPPELMAN，ORNL-3559report，1964，[11])的两个循环中在第二循环中；而
*如果存在于有机相中的萃取剂是DMDOHEMA，则镅与存在于该有机相中的镧系元素和其它裂变和/或腐蚀产物的分离可以根据如现有技术中所推荐的那些用于从含DMDOHEMA的有机相中使锕系元素(III)与镧系元素和其它裂变产物和/或腐蚀产物分离的相同方式来实现，例如在用PALADIN法(法国专利申请2845616[12])的循环中。
可选地，来自辐照过的核燃料的处理的硝酸含水溶液还可以是仅含有镅、锔和镧系元素的溶液，或者甚至是仅含有镅和锔的溶液就像来自大规模分离(extensive separation)方法例如DIAMEX-SANEX法(BARON et al.，Proceedings of the International Conference on Back-End of the Fuel Cycle：From Research to Solutions GLOBAL′01，Paris，France，September 9th_13th2001，published by INIS-FR--1108)[13]；DHAMI P.S.et al.，SeparationScience & Technology，36(2)，325-335，2001[14])的PUREX或COEXTM萃余液的处理的溶液。
根据本发明，经历萃取操作的酸性含水相还可以是由稀土矿，例如独居石、磷钇矿或氟碳铈矿类型在硝酸中溶解而得到的硝酸溶液，在这种情况中，该溶液既不含镅也不含锔，并且可利用本发明使这些稀土彼此分离。
本发明的其它特点和优点将由以下的和涉及试验的实施例变得显而易见，用所述实施例，显示二甘醇酰胺在萃取期间提高镅和锔之间和镧系元素之间的分离因子的能力，所述萃取通过一方面使用模拟来自由PUREX法对辐照核燃料处理的萃余液的含水相一方面以及另一方面使用不同类型的有机相来实施。
显然，仅给出这些实施例作为本发明目的的说明，而决不应被解释为是此目的的限制。
实施例
实施例1
用在TPH中的含CMPO和TBP的有机相萃取
通过使用以下实施萃取：
-作为含水相：四种含水溶液-下文中被命名为S1、S2、S3和S4-模拟来自UOX1-UOX2型(除了涉及仅以痕量存在于这些溶液中的镅241和锔244的那些)的辐照过的核燃料的PUREX法的处理的萃余液，并向其中或者加入或者不加入TEDGA；和
-作为有机相：所述相含有在TPH中的0.20mol/L的CMPO(作为溶剂化物萃取剂)和1mol/L的磷酸三正丁酯(或TBP，作为改性剂相)。
下表I中显示了每种溶液S1-S4的定性和定量组成。
存在于这些溶液中的所有金属元素都以硝酸盐的形式被溶解。
表I
在试管中使每种溶液S1-S4与有机相之一接触(通过向S1和S2中加入1M的硝酸，和向S2和S4中加入1.9M的硝酸，预先酸平衡)，以1体积含水溶液相对1体积有机相的量，并由此接触的相在25℃的恒温下保持搅拌30分钟。
倾析以及含水相和有机相的分离之后，通过α光谱测定法测定在这些相的每一种中的镅和锔的活性。
至于在这些含水相中其它金属元素的浓度，通过诱导偶合等离子体原子发射光谱法(或ICP-AES)来测定，而在有机相中的这些其它金属元素的浓度被间接测定。
更确切地，有机相中除镅和锔之外的金属元素的浓度通过以下方法测定：定量汽提(stripping，反萃取)这些在含水相中的元素，然后用ICP-AES测定它们在已被用于该汽提的含水相中的浓度。为了实施这个，使有机相与含水相接触，所述含水相每个含有0.05mol/L的N-(2-羟乙基)乙二胺三乙酸(或HEDTA)、0.5mol/L的草酸、0.3mol/L的TEDGA和1mol/L的硝酸，以1体积有机相相对1体积含水相的量，并在25℃的恒温下保持搅拌30分钟。
下文中的表II显示了对于每种溶液S1-S4，从由此测定的活性和浓度所获得的分布系数DM和分离因子FSAm/M。
表II
Figure BDA0000146632530000111
Figure BDA0000146632530000121
该表显示，溶液S2中0.015mol/L TEDGA的存在表现为镅和锔之间的分离因子FSAm/Cm相对于从溶液S1中所获得的分离因子提高了几乎40％，所述溶液S1具有与S2溶液相同的硝酸酸度(HNO3＝1M)并且其没有任何TEDGA，而溶液S4中0.030mol/L TEDGA的存在表现为分离因子FSAm/Cm相对于从溶液S3中获得的分离因子提高了几乎75％，所述溶液S3具有与溶液S4相同的硝酸酸度(HNO3＝1.9M)，但是其没有任何TEDGA。
该表还显示，相对于TEDGA不存在时获得的分布系数，TEDGA在溶液S2和S4中的存在表现为镅和锔的分布系数DAm和DCm降低。因此，0.015mol/L TEDGA在溶液S2中的存在导致DAm从12降至1.1，且DCm从7.5降至0.49，而0.030mol/L TEDGA在溶液S4中的存在导致DAm从12降至0.89，且DCm从7.9降至0.34。
该表进一步显示，相对于TEDGA不存在所获得的那些，TEDGA在溶液S2和S4中的存在有助于提高镧系元素之间的总体分离因子。因此在TEDGA的存在下，“轻”镧系元素(La、Ce、Pr、Nd)比镅至少好萃取两倍，而“重”镧系元素(Eu和Gd)和钇比镅难萃取7至55倍。
最后，该表还显示，溶液S2和S4中TEDGA的存在表现为锆的抑制，因为镅和锆之间的分离因子在0.015mol/L TEDGA的存在下从0.4变化为85(溶液S1相对于溶液S2)，和在0.030mol/L TEDGA的存在下从0.3变化为148(溶液S3相对于溶液S4)。
这些结果非常引人关注，因为它使得构想出一种应用工业规模方法的现实方案成为可能，所述方案的目的是从萃余液型的高活性含水溶液中选择性地回收镅，所述萃余液型来自PUREX或COEXTM法对辐照过的核燃料的处理，并且该方案的第一阶段应包括从该溶液中萃取镅，通过在TPH型有机稀释剂中的含CMPO和TBP的混合物的有机相的方式，向该溶液中加入TEDGA。
更确切地，为了使这样的萃取给出获得令人满意的镅和锔的分离的可能性，镅的萃取因子EAm(其相当于有机相和含水相在实施此萃取的萃取器中循环的流动速率之比，标记为O/A，乘以镅的分布系数DAm)应当大于1，并且锔的萃取因子ECm(其自身相当于比例O/A乘以锔的分布系数DCm)应当小于1。
如前文中表II所示，TEDGA不存在时，DCm至少为7.5，这暗示着如果意欲获得EAm＞1且ECm＜1，对于有机相使用比用于高活性含水溶液的流动速率小至少8倍的流动速率，此结果是具有金属元素的饱和有机相不可忽略的危险，因为所萃取的元素在有机相中会比在含水溶液中8倍浓缩。
另一方面，通过向高活性含水溶液中加入TEDGA，使用1或接近1的O/A比应当是可能的(因为DCm小于0.5)，这对于工业应用是更加可接受的。
此外，通过TEDGA诱导的分离因子FSAm/Cm的提高将给出在萃取器中实现镅的萃取的可能性，该萃取包括的级数(stage，阶段)数量大大少于如果在没有向高活性含水溶液中添加任何TEDGA时必须实施此萃取的必要的级数(或阶段)。
因此，例如，为了回收有机相中99％的镅并使99％的锔留在含水相中，对于2.6的分离因子FSAm/Cm而言(如在当前实施例中溶液S4获得的那样)，使用20级(或阶段)是可能的，而对于1.5的分离因子FSAm/Cm(如在当前实施例中溶液S3获得的那样)，39级(或阶段)，即，两倍数量将是必需的。
此外，在镅和锔积累的情况下，在TEDGA的存在下，“轻”镧系元素比镅更好被萃取以及与之相反“重”镧系元素和钇比镅更少被萃取的事实将允许限制在实现镅萃取的多级萃取器中这些元素积累的危险，因为有机相对镅相对于锔的低选择性。因此，存在于该些级(或阶段)中的镧系元素的量应相对于在不使用TEDGA的方案中的量减少，其减少了络合剂在含水相中的或有机相的饱和危险。
最后，用TEDGA抑制锆的萃取将可能抑制对管理来自方法下游的该元素的要求。
一旦镅从高活性含水溶液中被萃取并由此与锔分离，其随后与裂变产物在有机相中的分离可以根据与在现有技术中用于使锕系元素(III)与裂变产物从含CMPO的有机相中分离所推荐的那些相同的条件(方式)实现，例如在用SETFICS法的循环中或在用TALSPEAK法的两个循环的第二循环中。
该实施例显示，在镧系元素和钇之间分离因子的提高还可以有利地被用于使稀土元素彼此分离，特别是使钇和稀土元素分离，因为溶液S2具有的分离因子FS(Ln/Y)大于7(两倍强于S1)，对于用16级在一个具有小于0.1％的镧系元素的萃取含水相中回收大于99.9％的钇，该值足够充分。
实施例2：用在TPH中的含TOPO和TBP的有机相萃取
萃取类似于前文实施例1中描述的，通过使用相同的含水溶液S1-S4和与在实施例1中使用的那些相同的操作步骤来实施，除了使用含有在TPH中的0.5mol/L的TOPO(作为溶剂化物萃取剂)和1mol/L的TBP(作为相改性剂)作为有机相。
还是那样，将每种含水溶液S1-S4放入试管中并与有机相(通过向S1和S2中加入1M的硝酸，和向S2和S4中加入1.9M的硝酸，来预先酸平衡，以1体积含水溶液相对1体积有机相的量，并由此使这些相接触并以在25℃的恒温下留置搅拌30分钟)之一接触。
接着，在倾析以及含水和有机相的分离之后，通过如前文实施例1中所描述的方法测定含水相和有机相中镅和锔的活性以及其它金属元素的浓度。
下文中表III显示了对于每种溶液S1-S4，获自由此测得的活性和浓度的分布系数DM和分离因子FSAm/M。
表III
Figure BDA0000146632530000151
Figure BDA0000146632530000161
此表显示了溶液S2中0.015mol/L TEDGA的存在表现为镅和锔之间的分离因子相对于溶液S1获得的分离因子提高了60％，所述溶液S1具有与溶液S2相同的硝酸酸度(HNO3＝1M)，但没有TEDGA，而溶液S4中0.030mol/L TEDGA的存在表现为镅和锔之间的分离因子相对于溶液S3获得的分离因子提高了45％，所述溶液S3具有与溶液S4相同的硝酸酸度(HNO3＝1.9M)，但没有TEDGA。
从溶液S1和S3获得的分离因子FSAm/Cm，对于1mol/L和1.9mol/L的硝酸酸度其接近1，其不可能考虑使用在TPH型的有机稀释剂中的含有TOPO和TBP混合物的有机相以从高活性含水溶液中萃取镅而没有锔。
另一方面，从溶液S2和S4获得的分离因子FSAm/Cm，其都为1.6，其表明通过向高活性溶液中加入TEDGA，将可能使用在TPH型的有机稀释剂中的含有TOPO和TBP混合物的有机相以便用48级不连续萃取器(contactor，接触器)回收在有机相中的99％的镅，并将99％的锔留在含水相中。
从溶液S2和S4获得的分布系数DAm显示，在这种情况中，使其中的硝酸酸度设置为1mol/L将是优选的，从而获得小于3的O/A比。
如已经在前文实施例1中观察到的那样，TEDGA在溶液S2和S4中的存在增强了“轻”镧系元素与“重”镧系元素和钇的分离，其还将允许限制在多级萃取器(或接触器)中这些元素的累积危险。
这些其它实施例也显示，镧系元素和钇之间分离因子的提高可以有利地用于使稀土元素彼此分离，特别是使钇和稀土元素分离，因为溶液S2的分离因子FS(Ln/Y)大于7(两倍强于S1)，对于用16级(stages)从具有至少0.1％的镧系元素的萃取含水相中回收大于99.9％的钇而言，该值足够充分。
实施例3：用在TPH中的含DMDOHEMA和HEDHP的有机相萃取
通过使用以下来实施萃取：
-作为含水相：两种含水溶液-下文中被命名为S5、S6和S7-模拟来自UOX3型(除了仅以痕量存在于这些溶液中的锔244)的辐照过的核燃料的用PUREX法的处理的萃余液，并向溶液S5中加入0.05mol/L的HEDTA，向溶液S6中加入0.05mol/L的HEDTA和0.05mol/L的TEDGA，以及向溶液S7中加入0.05mol/L的HEDTA和0.07mol/L的TEDGA；和
-作为有机相：所述相含有在TPH中的0.6mol/L的DMDOHEMA(作为溶剂化物萃取剂)和0.3mol/L的HDEHP(作为酸萃取剂)。
下表IV中显示了溶液S5，S6和S7的定性和定量组成。
存在于这些溶液中的所有金属元素都以硝酸盐的形式被溶解。
表IV
Figure BDA0000146632530000181
在试管中使每种溶液S5，S6和S7与有机相之一接触(通过加入4M的硝酸来预先酸平衡)，体积对体积，并由此接触的相在25℃的恒温下保持搅拌10分钟。
倾析以及含水相和有机相的分离之后，通过α光谱测定法测定在每种这些相中的镅和锔的活性。
用ICP-AES测定在底部含水相中的其它金属元素的浓度。因此通过计算它们在含水相中的初始和最终浓度之差和通过计算该差值与它们在含水相中的初始浓度之比来测定这些元素的分布系数DM。
下表V显示了获得的每种溶液S5、S6和S7的分布系数和分离因子FSAm/M。
表V
Figure BDA0000146632530000191
该表显示，与前面的实施例类似，TEDGA在溶液S6或S7中的存在提高了在镅和锔之间的分离因子以及在“轻”镧系元素与“重”镧系元素和钇之间的分离因子。
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Claims (11)

1.二甘醇酰胺用于在萃取操作期间提高在镅和锔之间和/或在镧系元素之间的分离因子的用途，所述萃取操作包括使其中存在镅、锔和/或镧系元素的酸性含水相和与水不溶混的有机相接触，所述有机相包含在有机稀释剂中的至少一种除二甘醇酰胺之外的萃取剂，然后分离所述含水相和所述有机相，所述二甘醇酰胺被加入到所述含水相中。
2.根据权利要求1所述的用途，其中二甘醇酰胺选自N，N，N’，N’-四甲基二甘醇酰胺、N，N，N’，N’-四乙基二甘醇酰胺和N，N，N’，N’-四丙基二甘醇酰胺。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其中所述二甘醇酰胺是N，N，N’，N’-四乙基二甘醇酰胺。
4.根据前述任一权利要求所述的用途，其中向所述酸性含水相中以浓度范围从0.01至0.5mol/L的含水相，并优选从0.03至0.1mol/L的含水相加入所述二甘醇酰胺。
5.根据前述任一权利要求所述的用途，其中存在于有机相中的所述萃取剂是溶剂化物萃取剂。
6.根据权利要求5所述的用途，其中所述溶剂化物萃取剂选自丙二酰胺、氨基甲酰膦氧化物、三异丁基膦硫化物、氨基甲酰膦酸酯及其混合物。
7.根据权利要求6所述的用途，其中所述溶剂化物萃取剂是丙二酰胺，优选N，N，N′-二甲基-N，N′-二辛基己基乙氧基丙二酰胺。?间的接头位于相应的端口处。
8.根据前述任一权利要求所述的用途，其中所述酸性含水相是来自辐照过的核燃料的处理的硝酸含水溶液。
9.根据权利要求8所述的用途，其中所述硝酸含水溶液包含镅、锔、镧系元素和其它裂变和/或腐蚀产物。
10.根据权利要求8或9所述的用途，其中所述硝酸含水溶液是来自用PUREX或COEXTM法对辐照过的核燃料的处理的萃余液。
11.根据权利要求1-7任一项所述的用途，其中所述酸性含水相是由稀土矿溶解在硝酸中获得的硝酸含水溶液。
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