DE2633112C2 - Verfahren zur Entfernung von Zersetzungsprodukten aus Extraktionsmitteln die zur Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrenn- und/oder Brutstoffe verwendet werden - Google Patents

Verfahren zur Entfernung von Zersetzungsprodukten aus Extraktionsmitteln die zur Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrenn- und/oder Brutstoffe verwendet werden

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhoehung der Lebensdauer von Organophosphorsaeureester und Kohlenwasserstoffe enthaltenden Extraktionsmitteln, welche zur Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrenn- und/oder Brutstoffe verwendet werden, durch Entfernen der durch chemische und/oder radiolytische Zersetzung entstehenden Stoerstoffe und stoerenden Verbindungen dieser Stoffe mit Radionukliden nach Hauptpatentanmeldung P 24 49 589.4. Bei diesem werden die Extraktionsmittel jeweils nach ihrer Verwendung mit einer waessrigen Hydrazinhydrat-Loesung in innigen Kontakt gebracht und danach wieder voneinander getrennt. Die Neuigkeit besteht darin, dass die waessrige Hydrazinhydrat-Loesung mit Kohlendioxid beladen wird. Durch das Beladen der Hydrazinhydrat-Loesung mit Co2 werden die zur Niederschlagsbildung neigenden Metallionen in Loesung gehalten. Durch die in der waessrigen Waschloesung vorhandenen waschwirksamen Verbindungen Hydrazinhydrat und Hydrazincarbonat wird der Feststoffgehalt der Abfall-Loesungen nicht durch Fremdstoffe erhoeht, weil sich die waschwirksamen Verbindungen in ausschliesslich gasfoermige Zersetzungsprodukte zerlegen lassen. ...U.S.W

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs, wie es gemäß dem Patent 24 49 589 vorgeschlagen wird.
Ein Verfahren zur Entfernung von Zersetzungsprodukten aus Extraktionsmitteln, die Organophosphorsäureester und Kohlenwasserstoffe enthalten und zur Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrenn- und/ oder Brutstoffe verwendet werden, bei dem das Extraktionsmittel mit einer wäßrigen Lösung gewaschen wird, ist aus »Proc. of the 3 rd Int. Conf. on the Peace ful Uses of Atomic Energy«. Vol. 10. New York (1965) S. 224 bis 232, bekannt, wobei eine wäßrige Lösung von Natriumhydroxid. Natriumkarbonat oder Ammoniumkarbonat vorgesehen ist.
3ei der eingangs genannten Extraktionsmiitelwäsche bilden sich unter Umständen an der Grenzfläche der organischen Phase zu der wäßrigen Phase spaltstoffhaitige Niederschläge. Solche Niederschläge sind voluminös and können an den Engstellen der Apparaturen zu Verstopfungen führen, was außer mit schweren Störungen im Prozeßablauf mit der Gefahr einer Kritikalität verbunden ist. Außerdem wird die Wirksamkeit der Extraktionsmittclwäsche ungünstig beeinflußt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Patent 24 49 589 so zu verbessern, daß die Bildung solcher Niederschläge vermieden wird und die Extraktionsmittelwäsche ohne Funktionsstörungen durchgeführt werden kann. Dabei soll gewährleistet sein, daß der Feststoffgehall der verbrauchten, wäßrigen Waschlösungen vor deren Ableitung bzw. Transport in die Abfallbcseitigungsanlage nicht durch prozcßfremde Stoffe erhöht wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die wäßrige Hydrazinhydrat-Lösung mil Kohlendioxid beladen wird.
Diese Beladung mit CO2 erfolgt in Abhängigkeit vorn Gehalt an zur Niederschlagsbildung neigenden Metallionen in der organischen Phase und in Abhängigkeit vom Flußverhältnis der organischen Phase zur wäßrigen Phase. Bei einem normalen Prozcßverlauf reichen CO2-Zugabcn im Bereich von 0,1 bis 1,5 Mol CO2 pro Liter wäßriger Waschlösung aus. Die gebräuchlichsten Zugaben-Mengen liegen um 0,5 Mol/l herum. Die wäßrige Phase soll nach der Extraktionsmittelwäsche noch einen pH-Wert um 8 aufweisen. Dies bedeutet, daß die wäßrige Phase einen Überschuß an Hydrazin von ca. 0.1 bis 0.2 Mol über die zur Neutralisierung der Säure in der organischen Phase benötigten Menge enthalten müßte.
Enthält das Extraktionsmittcl viel Säure und wenig Uran, so wird die Waschlösung derart eingestellt, daß sie bei gleichbleibendem Fließverhältnis einen verhältnismäßig hohen Gehalt an Hydrazin aufweist und mit einer verhältnismäßig geringen Menge CO2 beladen ist und umgekehrt Eine separate Einstellung des pH-Wertes der wäßrigen Waschlösung und deren Wirksamkeit in der Vermeidung von Niederschlagen wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, was bei der zum genannten Stand der Technik gehörenden Wäsche dagegen nicht erreichbar ist
Durch das Beladen der Hydrazinhydrat-Lösung mit CO2 werden die zur Niederschlagsbildung neigenden Metallionen in Lösung gehalten. Durch die in der wäßrigen Waschlösung vorhandene waschwirksame Verbindung Hydrazinhydrat wird der Feststcffgehalt der Abts fallösungen nicht durch Fremdstoffe erhöht» weil sich die waschwirksame Verbindung in ausschließlich gasförmige Zersetzungsprodukte zerlegen läßt.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert:
Beispiel 1
Dieses Beispiel soll die Wirksamkeit einer CO2-EmIeJ-tung in die wäßrige Phase zeigen, sowie daß die ohne CO2-BeIadung sich ergebende Niederschlagsbildung wieder rückgängig gemacht werden kann.
Wäsche des organischen Extraktionsmittels (30 V.% Tributylphosphat, 70 V.% Alkan) mit 2,67 molarer N2H4 · HjO-Lösung im einstufigen Mijchabsetzer.
Das organische Extraktionsmittel enthielt:
U:
HNOj:
Dibutylphosphat:
73 mg/1
0,052 M/l
280 mg/1
und hatte eine/y-/-Aktivität von 11 700 Imp/min (hauptsächlich Ru-106).
Das äußere Fiußverhältnis zwischen organischer und wäßriger Phase lag bei 1 l/h : 0.05 l/h. Das innere Flußverhältnis war 1, d. h. ein Teil der wäßrigen Phase wurde mit einem Fluß von I l/h im Kreislauf gefahren.
Während des Versuchs trat eine Niederschlagsbildung auf. Der Niederschlag setzte sich an der Grenze zwischen organischer und wäßriger Phase ab und enthielt neben Uran auch einen großen Teil der ^-/-Aktivität (102 000 Impymin). Der Versuch wurde nach 16 h Betriebszeit abgebrochen. Durch Einleiten von CO2 konnte der Niederschlag wieder aufgelöst werden.
Beispiel 2
Dieses Beispiel zeigt die Wirksamkeit des Verfahrens bereits in einem einstufigen Mischabsetzer.
Wäsche des organischen Extraktionsmittels (30 V.% Tributylphosphat, 70 V.% Alkan) mit 5,2 molarer N2H.! ■ H2O-Lösung, die mit 1,25 M CO2ZI beladen worden war. Das organische Extraktionsmittel enthielt:
und hatte eine/^-/-Aktivität von 6760 Imp/min (Hauptaktivität Ru-106).
Die Flußverhältnisse entsprachen dem in Beispiel 1. Bei diesem Versuch trat keine Niederschlagsbildung auf. Die Ablaufproben hatten die folgende Zusammensetzung:
U: 75 mg/1
HNOj: 0,044 M/l
Dibutylphosphat: 230 mg/1
3
In der organischen Phase:		 < 50 mg/1
(Nachweisgrenze)
0.01 M/I
41 mg/1.		 1.4 g/l
0;68 M/i
3800 mg/1
(nahezu quantitativ)		 26 33 112 mit einer^-^-Aktivität von 34 730 Imp/min (haupts. Ru-
106: DF = 2).		 I 20 4
U:
HNO3:
Dibutylphosphat:		 mit einer^-/-Aktivität von 5700 Imp/min. 5 fif; 25
In der wäßrigen Phase I 30
U:
H2H5NO3:
Dibutylphosphat:		 10 35
15 40
45
50
55
60

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Entfernung von Zersetzungsprodukten aus Extraktionsmitteln, die Organophosphorsäureester und Kohlenwasserstoffe enthalten und zur Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrenn- und/oder Brutstoffe verwendet werden, bei dem das Extraktionsmittel, mit einer wäßrigen Hydrazinhydrat-Lösung mit einer molaren Konzentration von größenordnungsmäßig 0,1 bis 1,0 gewaschen wird, nach Patent 24 49 589, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Hydrazinhydrat-Lösung mit Kohlendioxid beladen wird.
DE2633112A 1976-07-23 1976-07-23 Verfahren zur Entfernung von Zersetzungsprodukten aus Extraktionsmitteln die zur Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrenn- und/oder Brutstoffe verwendet werden Expired DE2633112C2 (de)

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