CN109750164A - 用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法 - Google Patents

用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,该方法是以NTAamide(n‑Oct)作为萃取剂,以煤油作为稀释剂,以水溶性配体TEE‑BisDGA作为洗涤剂,以羟羧络合剂或氨羧络合剂或硝酸溶液作为反萃剂,并利用多级萃取工艺来实现,首先利用萃取剂将大量锕系元素和部分镧系元素从料液中萃取出,然后利用洗涤剂将负载有机相中的镧系元素去除,最后再利用反萃剂将锕系元素从有机相中反萃出,因而能够实现对锕系元素和镧系元素的选择性萃取分离,锕系元素的回收率超过99%,回收纯度可以达到99.9%以上。

Description

用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法
技术领域
本发明属于核燃料循环及核废物处理技术领域,涉及用于镧系/锕系分离的工艺体系,具体涉及基于多级萃取工艺的乏燃料中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法。
背景技术
核燃料的有效处理、处置是确保核能可持续发展的关键因素之一。“分离-嬗变”法是国际上普遍优先采用的核燃料后处理方法,其要点是采用溶剂萃取法从高放废液中将占例较小但毒性极强的锕系选择性分离出来,并将其嬗变为短寿命或稳定的核素(顾忠茂等,原子能科学技术,2002,36(2):160-167)。
在实际的萃取分离中,单级萃取往往不能满足分离要求。因此可使水相与有机相多次接触,即通过多级萃取的方式达到分离的要求。多级萃取根据萃取操作方式不同,可分为错流萃取、逆流萃取和分馏萃取等多种形式。(1)错流萃取,是使有机相与水相多次重复平衡,萃取级数愈多,萃取率也愈高,其缺点在于其一般只能从两种混合物中分离得到一种纯物质,且有机试剂的用量大;若被提纯的物质纯度愈高,则其收率愈低。鉴于以上缺点,这种萃取方式在工业生产中应用不广,主要用于分析化学中。(2)逆流萃取,是将若干个萃取器串联在一起,经一级萃取后的有机相与下一级新鲜的水相接触,同时该级被萃取过的水相与上一级新鲜的有机相再次接触,持续逆流操作。逆流萃取常适用于分离一些性质极为相似的元素,特别适用于分配比或分离因子较小的物质之间的分离,适当增加萃取级数能得到更好的分离效果和较高的回收率;整个操作过程中消耗溶剂量不多,适合于工业生产流程中的应用。(3)分馏萃取,是在逆流萃取过程中增加洗涤段,即把经过多级逆流萃取后排出的有机萃取液,用某种洗涤液经多级逆流洗涤把萃入有机相中的难萃组分洗涤下来(相当于反萃取),从而使出口的有机相中易萃组份的纯度大大提高。由于分馏萃取可同时获得两个高纯度、高收率的产品,因此是一种有效的萃取分离工艺,被广泛用于工业生产中。目前,较成熟的用于三价锕系/镧系(An3+/Ln3+)分离的萃取工艺流程主要有SANEX-ALINA、SANEX-BTP、SANEX-BTBP等。
SANEX-ALINA流程是由法国CEA、德国FZK等多家欧洲原子能相关研究机构联合开发的An3+/Ln3+萃取分离流程(Madic C et al.,PARTNEW—New solvent extractionprocesses for minor actinides—Final Report,2004,CEA-Report 6066)。该流程采用0.5mol/L二氯苯基二硫代次膦酸【(ClPh)2PSSH,结构式见以下(1)】为萃取剂,0.15mol/L三辛基氧磷【TOPO,结构式见以下(2)】为协萃剂,80%叔丁基苯与20%异辛醇的混合溶液为稀释剂。经过8级萃取、8级洗涤、8级反萃,从0.5mol/L的硝酸浓度下的模拟料液中回收大于99.91%的三价镅(Am3+),共萃取的Ln3+约为2%。尽管该流程可以大量回收锕系元素Am3+,但由于其中夹带的Ln3+仍然很多,无法达到嬗变的要求;同时该体系需要加入协萃剂用以提升萃取效果,无法使用单一溶剂做为稀释剂,导致体系较为复杂,不宜扩大至工业规模。
SANEX-BTP流程同样是由欧洲联合发起研究的用于An3+/Ln3+萃取分离的流程(Madic C et al.,PARTNEW—New solvent extraction processes for minoractinides—Final Report,2004,CEA-Report 6066)。经优化筛选后,该流程推荐的萃取剂为2,6-bis-(5,6-di-i-propyl-[1,2,4]triazin-3-yl)-pyridine【i-PrBTP,结构式见以下(3)】,协萃剂为2-(2-hexyloxy-ethyl)-N,N’-dimethyl-N,N’-dioctyl-malonamide【DMDOHEMA,结构式见以下(4)】,稀释剂为正辛醇,经过14级萃取、2级洗涤、16级反萃,该体系从0.5mol/L的硝酸料液中可回收大于99.9%的Am3+。然而,锕系元素对部分镧系元素【如:铕(Eu3+)、钆(Gd3+)】的去污因子【Decontamination Factor,DF】不高,例如:DFAn/Eu=15,DFAn/Gd=13。此外,所使用的萃取剂i-PrBTP辐照稳定性不佳,经过一次热试验后,萃取剂分解率高达20%,这也限制了该流程的进一步发展。
为了克服BTP类配体辐照稳定性不佳的问题,欧洲原子能相关研究机构进一步研发了以6,6’-bis-(5,6-dialkyl-[1,2,4]triazin-3-yl)-2,2’-bipyridyl【BTBP,结构式见以下(5)】类配体为萃取剂的SANEX-BTBP流程(Magnusson D et al.,Solvent Extr.IonExch.,2009,29,97-106;Modolo G et al.,Radiochim.Acta,2013,101,155–162;Magnusson D et al.,Radiochim.Acta,2009,97,155–159)。当有机相为0.015mol/LCyMe4-BTBP,0.25mol/L DMDOHEMA的正辛醇溶液时,经过9级萃取、3级洗涤、4级反萃,可以从1.3-2.0mol/L的硝酸料液中回收大于99.9%的Am3+和锔(Cm3+),同时Am3+和Cm3+对Ln3+的去污因子皆大于1000。尽管该流程良好地实现了An3+/Ln3+的分离,但由于BTBP类配体萃取动力学性能较差,单级萃取平衡时间在1h以上(Geist A et al.,Solvent Extr.IonExch.,2006,24,463-483),导致整个流程运行缓慢,周期过长。此外,有机相的负载量不足也是限制该流程推广应用的因素之一。
尽管目前针对An3+/Ln3+分离已开发出一些多级萃取流程体系,但在面向实际应用过程中仍存在很多不足,如:萃取剂稳定性不佳、萃取动力学性能较差、有机相负载量不高、萃取体系复杂等。因此,目前尚未研发出一种适于工业化规模应用且较为优良的An3+/Ln3+多级萃取分离体系。
发明内容
本发明的目的在于,针对以上所描述的用于An3+/Ln3+分离的萃取流程中所存在的问题,提供一种包含萃取、洗涤、反萃工艺的、新的用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,以更好的实现An3+/Ln3+的分离。
为了达到上述目的,本发明提供的一种用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,该方法是通过多级萃取实现,其特征在于所述的多级萃取包括萃取段、洗涤段和反萃段:
萃取段,含有萃取剂的有机相由萃取段首端进口流入,含有镧系、锕系元素的料液从萃取段末端进口流入,有机相和料液经过多级逆流接触后,萃取后的料液经萃取段首端出口流出,所得负载有锕系和镧系元素的负载有机相从萃取段末端出口流出,进入洗涤段;
洗涤段,负载有机相从洗涤段首端进口流入,含有洗涤剂的洗涤液从洗涤段的末端进口流入;洗涤液与负载有机相经多级接触并洗掉负载有机相中的镧系元素,负载镧系元素的洗涤液从洗涤段首端出口流出并经萃取段末端进口流入萃取段,洗涤后所得负载锕系元素的负载有机相从洗涤段末端出口流出,进入反萃段;
反萃段,负载锕系元素的负载有机相从反萃段首端进口流入,含有反萃剂的反萃液从反萃段末端进口流入,反萃液与负载锕系元素的负载有机相经多级接触后从负载有机相中反萃下锕系元素,所得含有锕系元素的反萃液即产品液从反萃段首端出口流出,反萃后有机相从反萃段末端出口流出;
其中含有萃取剂的有机相是以NTAamide(n-Oct)作为萃取剂,结构式见以下(6),以煤油作为稀释剂;洗涤液是以水溶性配体TEE-BisDGA作为洗涤剂,结构式见以下(7);反萃液是以羟羧络合剂或氨羧络合剂或硝酸溶液作为反萃剂,
结构式中n-Oct表示正辛基。
上述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,所使用的萃取剂NTAamide(n-Oct)不仅具有良好的辐照稳定性和萃取动力学性能,且具有很高的负载容量,对金属的负载摩尔量可达到配体摩尔数的75%以上;此外,其易溶于煤油,可以以煤油作为稀释剂。洗涤剂TEE-BisDGA具有良好的辐照稳定性。经研究发现,TEE-BisDGA对镧系元素的亲和力强于锕系元素,但当将其置于水相中做掩蔽剂时,虽然对镧系元素有很好的掩蔽作用,但同时也会在一定程度上导致锕系元素萃取量的下降,最终导致锕系元素回收量不足。因此,本发明将TEE-BisDGA作为用于洗涤段的洗涤剂,在确保除去负载有机相中镧系元素的同时尽量减小对锕系元素萃取量的影响。
上述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,流程运行中的萃取剂、洗涤剂和反萃剂浓度、酸度、流量,萃取段、洗涤段和反萃段各段级数,水相与有机相的混合程度等都可能会对萃取分离效果产生影响。为此,本发明人进一步研究了萃取剂、洗涤剂和反萃剂浓度、流量,萃取段、洗涤段和反萃段各段级数对萃取分离效果的影响,并限定了各自的参数:
如萃取段的级数为10-15级,过少的萃取级数会导致锕系元素萃取量不足,影响最终的回收率;而过多的萃取级数会导致杂质镧系元素的共萃量增大,从而影响最终产品的纯度。洗涤段的级数为3~6级,过少的洗涤级数会导致镧系元素洗涤不彻底,影响最终产品的纯度;而过多的洗涤级数会导致锕系元素的被洗涤量增大,从而影响最终的回收率。反萃段的级数为4-8级,过少的反萃级数会导致锕系元素反萃不彻底,影响最终产品的回收率;而过多的反萃级数对于回收率不仅没有明显的提高,相反还会导致工艺程序繁琐,增加试剂消耗和时间成本。其中,各段的级数设定需遵循实用性、合理性、经济性等原则。萃取段级数的增加理论上可不断提高锕系元素的萃取率,但同时会增加杂质镧系元素的共萃率,因此控制萃取段级数为10-15级比较合理。此外,各段之间的级数变化彼此具有紧密关联。洗涤段级数的过度增加将导致锕系元素回收率的降低,为克服该问题需增加萃取段的级数以提高萃取量,但由此带来的问题是萃取流程整体级数偏多,从而导致工艺繁琐,效率降低,同时增加物料及时间成本。萃取段级数的减少虽可一定程度上减少杂质镧系元素的共萃率,有利于洗涤段级数的减少,但同时也会伴随着锕系元素的萃取率不足,即便通过增加反萃段级数也无法弥补。综合以上分析可知,虽然理论上该多级萃取体系可通过将单级萃取体系进行简单地数学叠加得以实现,但实际上各段之间的级数调控需综合考虑,并经大量的模拟实践方能确定。
又如各流动相的流比为,有机相:料液:洗涤液:反萃液=1:(1.8~2.2):(1.1~1.4):(1.8~2.2)。控制各流动相间流比的根本目的是控制两相间的相比关系(有机相与水相的体积比值)。过小的相比会导致有机相对金属的萃取量不足,而过大的相比会增加有机相中萃取剂的用量,对于流程设计而言并不经济实用。
再如萃取段所述有机相中萃取剂的摩尔浓度为0.2~0.6mol/L,含有镧系、锕系元素的料液中硝酸浓度为0.1~0.5mol/L;洗涤段所述洗涤液中洗涤剂的摩尔浓度为0.002~0.01mol/L,硝酸的摩尔浓度与料液中一致;反萃段所述反萃液以硝酸溶液作为反萃剂时,硝酸的浓度为2.0~4.0mol/L,反萃液以羟羧络合剂或氨羧络合剂作为反萃剂时,反萃剂的摩尔浓度为0.2~0.6mol/L,含有反萃剂的硝酸溶液的pH为3.5~5.5。
又再如从反萃段末端出口流出的有机相作为含有萃取剂的有机相从萃取段首端进口流入,从而实现有机相的循环使用,提高原料使用率,降低工业化生产成本。
上述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,其萃取段、洗涤段、反萃段所使用的仪器为离心萃取器或混合澄清槽。
上述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,可以用于实现分离的镧系元素包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥,锕系元素包括镅和锔。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、由于本发明是以NTAamide(n-Oct)作为萃取剂,以煤油作为稀释剂,以水溶性配体TEE-BisDGA作为洗涤剂,以羟羧络合剂或氨羧络合剂或硝酸溶液作为反萃剂,并利用多级萃取工艺,首先利用萃取剂将大量锕系元素和部分镧系元素从料液中萃取出,然后利用洗涤剂将负载有机相中的镧系元素去除,最后再利用反萃剂将锕系元素从有机相中反萃出,因而能够实现对锕系元素和镧系元素的选择性萃取分离,锕系元素的回收率超过99%,回收纯度可以达到99.9%以上。
2、由于本发明所使用的萃取剂NTAamide(n-Oct)具有良好的萃取动力学性能,能够在短时间内达到萃取平衡(10min内达到平衡),因而有利于在相对较短的时间内完成核燃料高放废液中锕系元素和镧系元素的萃取分离。
3、由于本发明所使用的萃取剂NTAamide(n-Oct)具有较长的烷基取代基,可溶于工业常用稀释剂煤油中,因而能够简化萃取体系构成,满足工业化使用需求。
4、由于本发明所使用的萃取剂NTAamide(n-Oct)和洗涤剂TEE-BisDGA皆具有良好的辐照稳定性,因而在经过100kGyγ射线照射后,结构仍未发生明显变化。
5、由于本发明所使用的萃取剂NTAamide(n-Oct)具有独特的非N杂环的三角结构,同时仅含有C、H、O、N四种元素,因而不会产生二次污染物,有利于环境保护。
6、由于本发明将TEE-BisDGA作为用于洗涤段的洗涤剂,而该洗涤剂对镧系元素的亲和力强于锕系元素,因此在萃取段已经将全部锕系元素和部分镧系萃取的基础上,利用洗涤液对有机相进行洗涤,能够有效去除有机相中共萃取的部分镧系元素而对锕系元素萃取基本不产生影响。
7、由于本发明所使用的萃取剂NTAamide(n-Oct)具有很高的金属负载量,因此具备处理大量高浓度金属废液的能力。
8、由于本发明所提供的用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法可以直接在工业应用的酸度范围内(0.1~0.5mol/L硝酸溶液)实现良好的分离效果,因而在先进核燃料循环领域具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法流程模拟示意图。
图2为本发明萃取剂NTAamide(n-Oct)(a)和洗涤剂TEE-BisDGA(b)在不同剂量γ射线照射下的1H NMR谱图。
图3为本发明萃取剂NTAamide(n-Oct)(a)和洗涤剂TEE-BisDGA(b)在不同剂量γ射线照射下的IR谱图。
图4为本发明萃取剂NTAamide(n-Oct)和洗涤剂TEE-BisDGA在不同剂量γ射线照射下的MS谱图。
图5为本发明萃取剂NTAamide(n-Oct)的萃取动力学曲线。
图6为本发明萃取剂NTAamide(n-Oct)的金属负载曲线。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。
实施例1-6
采用的洗涤剂TEE-BisDGA是通过以下方法制备得到:
(1)将二甘酸酐(2.9g,0.025mol)加入40mL四氢呋喃中,并置于0℃的冰水浴中边搅拌边滴加二乙胺(1.8g,0.025mol),滴加完毕后,撤去冰水浴,在搅拌条件下于25℃反应3h;然后旋蒸反应所得产物除去四氢呋喃,再向除去四氢呋喃的反应所得产物中滴加体积浓度为50%的盐酸水溶液,析出白色晶体,对白色晶体进行抽滤、并利用体积比1:1的甲醇/水的混合溶剂进行重结晶纯化得白色片状固体的N,N-二乙基-3-氧戊二酰胺酸;
(2)在搅拌条件下,于25℃将N,N-二乙基-3-氧戊二酰胺酸(4.7g,0.025mol)、乙二胺(0.7g,0.010mol)、三乙胺(2.5g,0.025mol)加入到120mL二氯甲烷中;待各原料完全溶解后,再向溶解后的溶液中加入EDCI(4.8g,0.025mol)和HOBT(3.4g,0.025mol),并在搅拌条件于25℃反应24h得到混合液;
(3)将步骤(2)反应所得混合液依次用1.0mol/L HCl溶液、1.0mol/L NaOH溶液、去离子水洗涤(每种溶液洗涤一次),分离出有机相;
(4)将有机相干燥除去所含水分,并旋蒸除去二氯甲烷,然后对旋蒸所得产物采用柱层析(以300目的硅胶作为固定相,由甲醇和二氯甲烷按照体积比1:20混合而成的溶液作为流动相)纯化得到淡黄色固体产物,即TEE-BisDGA(产率为80%,纯度为99%)。
采用的萃取剂NTAamide(n-Oct)和洗涤剂TEE-BisDGA性能表征:
(1)耐辐照稳定性
将萃取剂和洗涤剂按照表1,先分别在不同剂量γ射线照射条件下,对萃取剂和洗涤剂进行辐照。
表1萃取剂和洗涤剂使用剂量
辐照后,再分别对所得样品进行核磁、红外、MS质谱分析,分析结果如图2、3、4所示。从图中可以看出,在不同剂量γ射线照射后,萃取剂和洗涤剂的结构基本没有发生改变,表明上述萃取剂NTAamide(n-Oct)和洗涤剂TEE-BisDGA均具有良好的耐辐照性能。
(2)萃取剂的萃取动力学性能
控制萃取有机相为NTAamide(n-Oct)(摩尔浓度为0.10mol/L)的煤油溶液,水相为包含Eu3+(200ppm)的硝酸(摩尔浓度为0.10mol/L)溶液。考察不同萃取平衡时间下的分配比,所得萃取动力学曲线如图5所示。从图中可以看出,萃取剂NTAamide(n-Oct)在10min内就可以实现对Am3+和Eu3+的萃取平衡,表明该萃取剂的萃取动力学性能良好。
(3)萃取剂的负载性能
先控制萃取有机相为NTAamide(n-Oct)(摩尔浓度为0.10mol/L)的煤油溶液,水相为pH=4的硝酸溶液,然后不断改变水相中Eu3+的浓度,测定有机相中萃取剂配体与被萃取金属的摩尔比。以摩尔比对水相初始金属离子浓度作图,所得金属负载曲线如图6所示。从图中可以看出,当水相初始离子浓度超过0.20mol/L时,有机相中配体与金属的比值几乎不再发生变化,比值接近恒定于1.3左右,由此可以计算出负载金属量为萃取剂摩尔当量的77%。由此可见,萃取剂NTAamide(n-Oct)具有高的金属负载量。
所采用的多级萃取分离工艺流程如图1所示,包括萃取段(10-15级)、洗涤段(3-6级)和反萃段(4-8级):
萃取段:含有萃取剂的有机相由萃取段首端进口流入,含有镧系、锕系元素的料液从萃取段末端进口流入,有机相和料液经过多级逆流接触后,萃取后的料液经萃取段首端出口流出得到萃余液,所得负载有大量锕系和部分镧系元素的负载有机相从萃取段末端出口流出,进入洗涤段;
洗涤段:负载有机相从洗涤段首端进口流入,含有洗涤剂的洗涤液从洗涤段的末端进口流入;洗涤液与负载有机相经多级接触并洗掉负载有机相中的镧系元素,带有镧系元素的洗涤液从洗涤段首端出口流出并与料液一起经萃取段末端进口流入萃取段,洗涤后所得负载锕系元素的负载有机相从洗涤段末端出口流出,进入反萃段;
反萃段:负载锕系元素的负载有机相从反萃段首端进口流入,含有反萃剂的反萃液从反萃段末端进口流入,反萃液与负载锕系元素的负载有机相经多级接触后从负载有机相中反萃下大量锕系元素,所得含有锕系元素的反萃液从反萃段首端出口流出,得到产品液。反萃后有机相从反萃端末端出口流出。经过多级反萃形成脱附有机相(即脱去锕系元素的萃取剂有机相),可进行循环使用。
所针对的模拟料液成分见表2所示。
表2流程模拟料液成分表*
*:Magnusson D,et al.Solvent Extr Ion Exch,2013,31:1–11.
所采用的含有萃取剂NTAamide(n-Oct)的有机相,稀释剂为煤油。洗涤液为含有洗涤剂TEE-BisDGA的硝酸溶液,其硝酸浓度与模拟料液中硝酸浓度一致。反萃液为含有乙醇酸或HEDTA(N-β-羟乙基乙二胺三乙酸)的硝酸溶液或硝酸。
所采用的装置为离心萃取器或混合澄清槽。各实施例的详细操作条件及相应的运行结果如表3所示。
表3实施例1-6的操作条件及相应的运行结果
注:为确保测量数据的可靠性以及尽可能降低放射性元素对操作人员的伤害,Am和Eu的使用量控制在一定时间内累积伽马能谱计数11000~13000个。
从上述各实施例的实施结果可以看出,利用上述多级萃取分离NTAamide(氮川三乙酸三酰胺)工艺流程经过多级萃取、洗涤、反萃,可以回收料液中大于99%的锕系元素Am3 +,同时夹带镧系元素Eu3+的含量很少,Am3+对Eu3+的去污因子DFAm/Eu皆达到1000以上(纯度大于99.9%),展现出良好的An3+/Ln3+分离应用前景。

Claims (10)

1.一种用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,该方法是通过多级萃取实现,其特征在于所述的多级萃取包括萃取段、洗涤段和反萃段:
萃取段,含有萃取剂的有机相由萃取段首端进口流入,含有镧系、锕系元素的料液从萃取段末端进口流入,有机相和料液经过多级逆流接触后,萃取后的料液经萃取段首端出口流出,所得负载有锕系和镧系元素的负载有机相从萃取段末端出口流出,进入洗涤段;
洗涤段,负载有机相从洗涤段首端进口流入,含有洗涤剂的洗涤液从洗涤段的末端进口流入;洗涤液与负载有机相经多级接触并洗掉负载有机相中的镧系元素,负载镧系元素的洗涤液从洗涤段首端出口流出并经萃取段末端进口流入萃取段,洗涤后所得负载锕系元素的负载有机相从洗涤段末端出口流出,进入反萃段;
反萃段,负载锕系元素的负载有机相从反萃段首端进口流入,含有反萃剂的反萃液从反萃段末端进口流入,反萃液与负载锕系元素的负载有机相经多级接触后从负载有机相中反萃下锕系元素,所得含有锕系元素的反萃液即产品液从反萃段首端出口流出,反萃后有机相从反萃段末端出口流出;
其中含有萃取剂的有机相是以NTAamide(n-Oct)作为萃取剂,结构式见以下(6),以煤油作为稀释剂;洗涤液是以水溶性配体TEE-BisDGA作为洗涤剂,结构式见以下(7);反萃液是以羟羧络合剂或氨羧络合剂或硝酸溶液作为反萃剂,
结构式中n-Oct表示正辛基。
2.根据权利要求1所述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,其特征在于萃取段的级数为10-15级,洗涤段的级数为3~6级,反萃段的级数为4-8级。
3.根据权利要求1或2所述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,其特征在于各流动相的流比为,有机相:料液:洗涤液:反萃液=1:(1.8~2.2):(1.1~1.4):(1.8~2.2)。
4.根据权利要求1或2所述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,其特征在于萃取段所述有机相中萃取剂的摩尔浓度为0.2~0.6mol/L,含有镧系、锕系元素的料液中硝酸浓度为0.1~0.5mol/L;洗涤段所述洗涤液中洗涤剂的摩尔浓度为0.002~0.01mol/L,硝酸的摩尔浓度与料液中一致;反萃段所述反萃液以硝酸溶液作为反萃剂时,硝酸的浓度为2.0~4.0mol/L,反萃液以羟羧络合剂或氨羧络合剂作为反萃剂时,反萃剂的摩尔浓度为0.2~0.6mol/L,含有反萃剂的硝酸溶液的pH为3.5~5.5。
5.根据权利要求3所述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,其特征在于萃取段所述有机相中萃取剂的摩尔浓度为0.2~0.6mol/L,含有镧系、锕系元素的料液中硝酸浓度为0.1~0.5mol/L;洗涤段所述洗涤液中洗涤剂的摩尔浓度为0.002~0.01mol/L,硝酸的摩尔浓度与料液中一致;反萃段所述反萃液以硝酸溶液作为反萃剂时,硝酸的浓度为2.0~4.0mol/L,反萃液以羟羧络合剂或氨羧络合剂作为反萃剂时,反萃剂的摩尔浓度为0.2~0.6mol/L,溶液的pH为3.5~5.5。
6.根据权利要求1或2所述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,其特征在于从反萃段末端出口流出的有机相作为含有萃取剂的有机相从萃取段首端进口流入,以实现有机相的循环使用。
7.根据权利要求5所述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,其特征在于从反萃段末端出口流出的有机相作为含有萃取剂的有机相从萃取段首端进口流入,以实现有机相的循环使用。
8.根据权利要求1或2所述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,其特征在于所述萃取段、洗涤段、反萃段使用的仪器为离心萃取器或混合澄清槽。
9.根据权利要求5所述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,其特征在于所述萃取段、洗涤段、反萃段使用的仪器为离心萃取器或混合澄清槽。
10.根据权利要求7所述用于乏燃料后处理中三价锕系与镧系选择性萃取分离方法,其特征在于所述萃取段、洗涤段、反萃段使用的仪器为离心萃取器或混合澄清槽。
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