DE2652164A1 - Verfahren zur minimierung des organischen abfalls bei fluessig-fluessig- extraktionsprozessen - Google Patents

Verfahren zur minimierung des organischen abfalls bei fluessig-fluessig- extraktionsprozessen

Info

Publication number
DE2652164A1
DE2652164A1 DE19762652164 DE2652164A DE2652164A1 DE 2652164 A1 DE2652164 A1 DE 2652164A1 DE 19762652164 DE19762652164 DE 19762652164 DE 2652164 A DE2652164 A DE 2652164A DE 2652164 A1 DE2652164 A1 DE 2652164A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tbp
resin
sorption
regeneration
aqueous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19762652164
Other languages
English (en)
Other versions
DE2652164C2 (de
Inventor
Wilhelm Dipl Chem D Ochsenfeld
Juergen Schoen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Original Assignee
Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gesellschaft fuer Kernforschung mbH filed Critical Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority to DE2652164A priority Critical patent/DE2652164C2/de
Priority to BE181434A priority patent/BE859348A/xx
Priority to FR7730142A priority patent/FR2370498A1/fr
Priority to GB45855/77A priority patent/GB1576340A/en
Priority to US05/849,625 priority patent/US4197195A/en
Priority to JP13776577A priority patent/JPS5363272A/ja
Priority to BR7707635A priority patent/BR7707635A/pt
Publication of DE2652164A1 publication Critical patent/DE2652164A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2652164C2 publication Critical patent/DE2652164C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/22Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
    • C22B3/24Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition by adsorption on solid substances, e.g. by extraction with solid resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/42Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by ion-exchange extraction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • C22B60/0204Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium
    • C22B60/0217Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes
    • C22B60/0252Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries
    • C22B60/0265Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries extraction by solid resins
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/42Reprocessing of irradiated fuel
    • G21C19/44Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
    • G21C19/46Aqueous processes, e.g. by using organic extraction means, including the regeneration of these means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Description

265216*
GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 12. November 1976
KERNFORSCHUNG MBH PLA 7659 Gl/sz
Verfahren zur Minimierung des organischen Abfalls bei Flüssigf lüssig-Extraktionsprozessen . ' " .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minimierung des organischen Abfalls aus wäßrigen Produkt- und Raffinat-Strömen von Flüssig-f lüssig-Extraktionsprozessen,.
Bei Flüssig-flüssig-Extraktionsprozessen können bei der Weiterverarbeitung wäßriger, von der organischen Flüssigkeit abgetrennter Phasen dann erhebliche Prozeßstörungen auftreten, wenn diese wäßrigen Phasen noch geringe Mengen an Extraktionsmitteln oder an Zersetzungsprodukten aus diesen in gelöster und/oder fein suspendierter Form enthalten und zum Beispiel durch Verdampfen vor der weiteren Behandlung eingeengt werden.
Dies gilt insbesondere bei solchen Extraktionsprozessen, die zur Wiederaufärbeitung von bestrahlten Kernbrenn- und/oder Brutstoffen verwendet werden. Der gebräuchlichste Wiederaufarbeitungsprozeß ist zur Zeit der aus mehreren Extraktionszyklen bestehende Purex-Prozeß, der mit Phosphorsäureester-Lösungen, beispielsweise mit Tri-n-butylphosphat (TBP), gelöst in einem Kohlenwasserstoff als organische Extraktionsmittel-Lösung, arbeitet. Nach den jeweiligen Extraktions- und Rückextraktionsvorgängen werden die orga-
809821|/_0124
nischen Phasen mit wäßrigen Lösungen behandelt. Die bei diesen Prozeßschritten anfallenden wäßrigen Produkt- und Raffinat-Lösungen enthalten geringe Mengen TBP, das während der Aufkonzentrierung vor der Weiterbehandlung der Lösungen zum Teil hydrolytisch zersetzt wird.
Die entstehenden Hydrolyseprodukte, beim TBP entstehen Dibutylphosphorsäureester (HDBP), Monobuty!phosphorsäureester (H-MBP) und H-PO4, können zu erheblichen Prozeßstörungen führen, z.B. zu Verstopfungen, erhöhten WertstoffVerlusten, Verschlechterung der Spaltprodukt-Dekontamination etc., da einige Korrosions- und Spaltprodukte mit den TBP-Hydrolyseprodukten schwer lösliche Niederschläge bilden und die Wertstoffe, vor allem Plutonium, von den Hydrolyseprodukten komplex gebunden werden. Ohne eine entsprechende-Vorbehandlung würde sich das eingeschleppte TBP und vor allem dessen Hydrolyseprodukte HDBP und H„MBP in diesen Lösungen zudem noch anreichern.
Zur Vermeidung dieser Störungen wurde bisher bei der Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen der wäßrige Prozeßstrom vor der Verdampfung beispielsweise einer sogenannten Kerosinwäsche in Mixer-Settlern oder Pulskolonnen unterworfen. Das Kerosin extrahiert dabei das TBP aus der wäßrigen Phase.
Weiterhin wurde zur Entfernung der Extraktionsmittelspuren die Adsorption an Aktivkohlen und das sogenannte Dampfstripping vorgeschlagen.
Im Purexprozeß wird zur Zeit der Kerosinwäsche der Vorzug gegeben. Über die Effektivität dieser Wäsche, die mit extremen Flußverhältnissen (wäßrig/organisch (A/0) = 50... 100/1 )4 gefahren wird, liegen aus dem heißen radioaktiven Betrieb nur wenige, meist nicht reproduzierbare Ergebnisse vor.
Die hohen Flußverhältnisse führen in den Extraktionsapparaten, zu hydraulischen Störungen, z.B. zu schlechter Vermischung der Phasen, Veränderungen der Phasenverhältnisse usw. Durch diese Störungen wird die Effektivität der Kerosinwäsche erheblich verschlechtert und keine gleichmäßige TBP-Abtrennung erreicht.
809821/0124
g- 26b2164
Die Adsorption an Aktivkohlen wurde ausführlich beschrieben von R.E. Leren in dem Bericht des Batteile Memorial. Institute Pacific Northwest Laboratory Rich land, Washington, Bericht Mo. EiNWL-IlC/) "Carbon bed treatment of aqueous plant waste for removal of organic materials.", August 19^9· Die Nachteile dieses Sorpt i onsver ['ahrens liegen darin, daß selbst die wirksamsten Aktivkohlesorten nicht selektiv sorbieren, daß sie nur teilweise regeneriert werden können und daß sie unerwünschtermaßen Plutonium zurückhalten, das aus der Kohle wieder zurückgewonnen werden muß, wenn man Pu-Verluste nicht inkauf nehmen will. Dann wird aber der Purex-Prozeß nicht einfacher, sondern komplizierter und damit störanfälliger.
Das Dampfstripping, bei welchem, ähnlich wie bei einer Wasserdampfdestillation in einem Laboratorium, die geringe Menge von organischem Extraktionsmittel aus der wäßrigen lösung entfernt wird, benötigt im Vergleich zur geringen Menge TBP eine sehr große Menge Wasserdampf und erfordert einen hierdurch bedingten größeren Aufwand an Apparaturen, Platz und Sicherheitsvorkehrungen etc. Außerdem wird eine große Menge kontaminierter Abdampf bzw. kontaminiertes Abwasser erzeugt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem der organische Abfall, der bei der Behandlung von wäßrigen Produkt- und Raffinat-Strömen von Flüssig-flüssig-Extraktionsprozessen anfällt, möglichst gering gehalten werden kann ohne WertstoffVerluste inkauf nehmen zu müssen. Die Nachteile der bekannten Verfahren zur Entfernung der· Extraktionsmittelreste aus wäßrigen Lösungen sollen mit der Erfindung vermieden werden.
Die Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise erfindungsgernäß dadurch gelöst, daß die wäßrigen Prozeßlösurigeri, welche zu Störungen im Extraktionsprozeß führende, gelöst und/oder suspendiert vorliegende, geringe Mengen von Extraktionsmitteln und deren Zersetzungsprodukten enthalten, mit die störenden Stoffe selektiv, praktisch quantitativ und reversibel sorbierenden Mitteln behandelt werden, daß diese Mittel makroporöse Sorptionsharze auf der Basis Polystyrol vernetzt mit Divinylbenzol mit oder ohne Einschluß von al iphati schein oder at-omat isohem Koh leriwa:;i;er:;tof f sind, daß die Sorption:;har/,e jeweils nach .ihrer BoJadung mil, den störenden
809821/0124
BAD ORIGINAL
£ 2bS2 ί64
Stoffen zur Regenerierung mit Lösungsmitteln in Kontakt gebracht v/erden, die lösungsmittel, von den Sorpt ionshari'.en abgetrennt, mehrmals rezykliert und einer schonenden Destillation unterworfen werden und daß einerseits das aus reinem übungsmittel, bestehende DestiLLat im Kreislauf zur· Regenerierung rückgeführt und andererseits das als Destillationsrückstand anfallende Extraktionsmitto1 nach Verdünnen mit einem bekannten lösenden Verdünnungsmittel als Extrakt ionsmittel lösung im Kreislauf in den Kxtraktionsprozei.1. rückgeführt wird.
Die Abfall-Minimierurig wird erreicht durch das Zusammenwirken dex1 Verfahrensschritte : selektive Sorption der störenden Stoffe aus der wäßrigen Lösung mit den ausgewählten Sorptionsharzen, Regenerierung des beladerien Harzes mit einer verhältnismäßig geringen Menge eines leicht sowohl vom Harz als auch von den störenden Stoffen wieder entfernbaren Lösungsmittels, Rückführung des vollständig regenerierten Harzes, Rückführung der Extraktionsmittel-Regenerationsmittel-Mischung, Rückführung des vom eluierten Extrakt ionsTiittel vollständig abgetrennten Lösungsmittels und Rückführung des Extraktionsmittels nach Verdünnen in dein Prozeß.
Als besonders vorteilhaft für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich erwiesen, wenn das Sorptionsharz Polystyrol mit 20 bis 30 jSiger Vernetzung mit Diviny!benzol ist mit einem Gehalt von 6() Gew.-^ Dodecan oder Toluol, wobei es für die Wirksamkeit der Harze von Bedeutung ist, wenn die Kohlenwasserstoffe bereits vor der Polymerisation in das Herstellungsgemiscn der Ausgangsstoffe für die Sorptionsharze eingebracht worden sind. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn das Sorptionsharz ein Polystyrol mit 20 bis 30 %iger Vernetzung mit Diviny!benzol und mit einem Gehalt von- 60 Gew.-% TBP ist, aus welchem vor seiner Verwendung das TBP extrahiert vmrde.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß das Sorptionsharz ein verbrauchtes, zur Aktinidentrennung verwendetes Polystyrolharz mit 20 bis 30 %iger Vernetzung mit Divinylbenzol, bei dessen Herstellung TBP in das Polymerisationsgemisch eingetragen worden war, ist, aus welchem das TBP mit
_ 4 _
809821/0124 BAD ORIGINAL
; 26S2164
Methanol extrahiert wurde. Hierdurch müssen die verbrauchten Harze aus der Aktiniden-Trennung nicht mehr wie üblich zum Abfall geschlagen werden, sondern können nach einer einfachen Vorbehandlung einer weiteren Funktion zugeführt werden. Dies bedeutet, daß der Anfall an organischem Abfall insgesamt verringert wird, und nicht nur bei der Behandlung der wäßrigen Produkt- und Raffinat-Lösungen.
Zur Regenerierung des Sorptionsharzes werden Lösungsmittel aus der Gruppe gesättigte Paraffine bis C..«? verzweigte und unverzweigte aliphatische Alkohole bis Cq, chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe und aromatische Benzol-Kohlenwasserstoffe verwendet.
In einer besonders günstigen Ausbildung der Erfindung weisen die zur Regenerierung des .Sorptionsharzes dienenden Lösungsmittel Siedepunkte bis zu 100 0C auf. Vorteilhafterweise wird mindestens ein Lösungsmittel aus der Gruppe Methanol, Hexan, Cyclohexan, Benzol oder Tetrachlorkohlenstoff verwendet.
Die Durchführung der Extraktionsmittel-Abtrennung aus den wäßrigen Lösungen mit den Sorptionsharzen kann nach dem Prinzip der Extraktionschromatographie in Säulen erfolgen, wie sie üblicherweise für Ionenaustauscherprozesse benutzt werden. Dadurch erreicht man eine weitgehende Abtrennung des TBP unter die analytische Nachweisgrenze. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine leicht durchführbare Regenerierung des beispielsweise mit TBP beladenen Sorptionsharzes durch Waschen des Harzbettes mit nur 2 bis 5 Bettvolumina eines der genannten organischen Lösungsmittel. Die Säule ist anschließend ohne weitere Behandlung wieder für die Abtrennung von Extraktionsmitteln aus wäßrigen Lösungen einsatzbereit.
Die bei der Regenerierung anfallende TBP-haltige organische Lösung kann als Regenerationslösung weiter benutzt werden oder einer schonenden Destillation unterworfen werden. Günstig ist eine Vakuumdestillation bei Temperaturen unter 80 C. Das so abgetrennte Lösungsmittel steht für weitere Regeneration zur Verfügung. Bei der Destillation bleibt das aus der wäßrigen Ausgangslösung mit Hilfe des Harzes abgetrennte TBP zurück. Dieses Material kann auf
80982 1/0 124
die im Extraktionsprozeß übliche Konzentration verdünnt werden, der üblichen Extraktionsmittelwäsche unterworfen und dann direkt in den Extraktionsprozeß rezykliert werden. Zusammen mit dem TBP wird auch ein Teil des in der wäßrigen Ausgangslösung vorliegenden HDBP durch das Harz abgetrennt. Diese HDBP-Abtrennung ist nicht quantitativ wie für TBP, aber die Verteilungsdaten für das System HDBP-TBP-Harz-HNO3 liegen um den Faktor 30 höher, als die entsprechenden Verteilungskoeffizienten für das System HDBP-TBP-HNO_-n-Alkan.
Untersuchungen an den behandelten wäßrigen Prozeßlösungen wiesen nach, daß z.B. TBP durch eine einmalige Behandlung mit dem Sorptionsharz bis unter die Nachweisgrenze, d.h. bis auf weniger als 10 mg TBP/1 Lösung, abgetrennt worden war.
Die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens der bisher angewandten Kerosin-Wäsche gegenüber ist aus dem folgenden Vergleich erkennbar :
a) für 100 Teile wäßriger Prozeßlösung werden 2 bis 10 Teile Kerosin benötigt;
b) das erfindungsgemäße Verfahren verwendet 1 Teil Harz für 200 Teile wäßriger Lösung; die Regenerierung erfordert auf 1 Teil Harz 3 bis 5 Teile Regenerationsmittel; hieraus erhält man durch Destillation
^,4,5 Teile Regenerationsmittel als Destillat und ^0,5 Teile Extraktionsmittel als Rückstand.
Dies bedeutet, daß aus 100 Teilen wäßriger Prozeßlösung erhalten werden: nach
a) 2 bis 10 Teile Kerosin,
,b) 0,25 Teile Extraktionsmittel.
Eine Rezyklierung des Lösungsmittels, mit welchem das Sorptionsharz regeneriert wurde (=Regenerationsmittel), ist nicht unbedingt erforderlich. Es kann jedoch für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens eine Rolle spielen, wenn das Lösungsmittel nach der Rege-
8098216/0124
nerierung einer Sorptionsharz-Charge, d.h. nach dem Übernehmen der aus den wäßrigen Ausgangslösungen entfernten störenden Stoffe (Extraktionsmittel und deren Zersetzungsprodukte) vom Sorptionsharz einer Charge, auch für weitere Chargen beladener Sorptionsharze verwendet wird, bevor es einer Destillation unterworfen wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Beispiele erläutert, aus denen weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich werden. Die Beispiele sollen die Erfindung jedoch in keiner Weise beschränken.
Beispiel 1 :
Ein 10 ml-Harzbett mit makroporösem Polystyrol, 20 %±g vernetzt mit Divinylbenzol, 60 Gew.-$ Dodecan enthaltend, wird mit einer 1 M HNO^-Lösung, die ca. 450 mg TBP/1 enthält, bei einem Fluß von 9 BettvQlumina pro Stunde beschickt.
Nach Durchsatz von insgesamt 100 Bettvolumina der wäßrigen Ausgangslösung steigt die TBP-Konzentration im wäßrigen Auslauf der Säule auf über 10 mg TBP/1 an.
Die Beladung der Säule"beträgt zu diesem Zeitpunkt 45 g TBP/1 Sorptionsharz. Für die TBP-Abtrennung ergibt sich ein Phasenverhältnis von 1 Teil Harz zu 100 Teilen wäßriger Phase.
Zur Regeneration dieses mit TBP beladenen Harzes wird das TBP mit drei Bettvolumina Methanol eluiert und anschließend das organische Lösungsmittel bei 40 Grad Celsius im Vakuum abdestilliert. Es bleibt ca. 1 ml TBP-H2O-HNO3 zurück, das 90 % des vom Harz extrahierten TBP enthält.
Außer Methanol wurden folgende Lösungsmittel auf Ihre Eignung als Regenerationsmittel untersucht :
809821/0 124
JIO
Regenerations
mittel
TBP-Gehalt in
3BV Eluat +)
(mg/ml)
% TBP
eluiert
Gew.-% TBP
im Dest.-
Rückstand
TBP-Konz. im
5. BV-Eluat4*)
(mg/ml)
Hexan 12,6 99 92,1 0,015
Cyclohcxan 13,4 99 87,9 O,O4
Benzol 12,8 99 88,9 0,01
Tetrachlor
kohlenstoff
12,5 99 91 ,9 0,Ol
Methanol 17,9(2,3BV) 99 83 ,7 0,02
n-Alkan ) 13,9 98 - O,2
) BV = Bettvolumen
) n-Alkan = Gemisch gesättigter Kohlenwasserstoffe (C. bis C _)
Beispiel 2 :
Beladung des Harzbettes und Harzsorte wie in Beispiel 1. Zur Regenerierung der beladenen Säule wird 1 Bettvolumen einer 5 % TBP-n-Alkan-Lösung benutzt. Es entsteht ein Eluat mit 7 % TBP. Anschließend wird die Säule mit 3 Bettvolumina reiner n-Alkan-Lösung TBP-frei gewaschen. Die anfallenden n-Alkan-Lösungen können zur weiteren Regeneration benutzt werden.
Beispiel 3 :
Es werden 2 Säulen hintereinander geschaltet, so daß der wäßrige Auslauf der ersten Säule als Ausgangs lösung für die zweite Säule dient.
Die erste Säule wird mit einer wäßrigen Lösung, die O,l M HNO und 450 mg TBP/1 enthält, bei einem Fluß von 9 Bettvolumina pro Stunde beschickt. Nach einem Durchsatz von insgesamt 9O Bettvolumina der Aasgangs lösung steigt die TBP-Konzentration im wäßrigen Auslauf der Säule 1 auf über 10 mg TBP/1 an, die TBP-Beladung.des Harzes beträgt zu diesem Zeitpunkt 40 g TBP/1. Der wäßrige Auslauf der Säule 2 dagegen enthält eine TBP-Konzentration, die unter der Nachweisgrenze von IO mg TBP/1 liegt.
809 8 21/0124
Nach Durchsatz von insgesamt 200 Bettvolumina der wäßrigen Ausgangs lösung steigt die TBP-Konzentration im wäßrigen Auslauf der Säule 1 auf 17 0 mg TBP/1 an, die Beladung dieser Säule beträgt 88 g TBP/1
Die Beladung der nachgeschalteten zweiten Säule liegt erst bei 1 g TBP/1 Harz und die TBP-Konzentration im wäßrigen Auslauf der Säule 2 bei -=10 mg TBP/1. Säule 1 wird jetzt, wie unter Beispiel 1 oder 2 beschrieben, eluiert, während Säule 2 weiter mit der wäßrigen Ausgangslösung mit 450 mg TBP/1 und 0,1 M HNO, beschickt wird. Mit diesem quasi-kontinuierlichen Säulenbetrieb wird die TBP-Konzentration kontinuierlich von 450 mg TBP/1 auf-=10 mg TBP/1,d.h. um mindestens 97 %t abgereichert.
Zur TBP-Abtrennung wird dabei ein Phasenverhältnis 1 Teil Harz zu 2 00 Teilen wäßriger Phase eingesetzt.
Beispiel 4 :
Ein 10 ml Harzbett wird bei einem Fluß von 30 BV/h mit 130 BV einer 1 M HNO^-Lösung, die 4 00 mg TBP/1 enthält, beschickt.
Die TBP-Konzentration im Säulenauslauf liegt während und nach dieser Beladung bei -=10 mg TBP/1.
Zur Bestimmung der Wertstoffverluste wurden anschließend über das mit TBP beladene Harz 10 BV einer Uranlösung mit 105 g U/l und 0,2 M HNO geführt. Fluß 30 BV/h.
Das Harzbett wurde mit 3 BV 0,1 M HNO, gewaschen und danach das TBP mit 5 BV Hexan eluiert, Fluß 30 BV/h.
Nach dem Verdampfen des Hexans blieb ein Destillationsrückstand, der über 99 % des eingesetzten TBP und 1,5 mg Uran enthält. TBP-Gehalt des Destillationsrückstandes: 87 Gew.-%.
Der Urangehalt des Rückstandes entspricht einem Wertstoff-Verlust von 3 mg Uran/g adsorbiertem TBP.
809821/0124
Beispiel 5
Aus einem echten Purex-Prozeß erhaltene Uranlösungen mit 47 g U/l, 0,1 M HNO und 300 mg TBP/1 wurden über ein 1,4 1 Harzbett geleitet. Insgesamt wurden 190 1 Lösung mit einem Fluß von 2-3 l/h = 1,4 - 2 BV/h eingesetzt.
Der TBP-Gehalt in der ablaufenden Uranlösung lag bei -= 10 mg TBP/1. Nach einer Wäsche mit 5 BV O3I M HNO-, wurde das Harzbett mit 5 1 = 3j5 BV-n-Alkan zur TBP-Entfernung gewaschen. Die Urankonzentration im TBP-Eluat betrug 92 mg U/l, das entspricht einem gesamten Uranverlust von 460 mg bzw. 8 mg Uran pro g adsorbiertem TBP.
Beispiel 6 :
Eine Uranlösung, wie in Beispiel 5, mit 47 g Uran/1, 0,1 M HNO, und 300 mg TBP/1 wurde über ein 1,4 1 Harzbett geleitet, das ein mittels Methanol eluiertes, vollständig vom TBP befreites Sorptionsharz enthielt von dem Typ zur Aktinidentrennung verwendetes, verbrauchtes Polystyrolharz mit 20 ?iger Vernetzung mit Divinylburr/.oi und 6 0 Gew.-? TBP-Gehalt.
Insgesamt wurden 200 1 Lösung mit einem Fluß von 2 bis 3 l/h = 1,4 bis 2 BV/h eingesetzt.
Der TBP-Gehalt in der ablaufenden Uranlösung lag bei -=· 10 mg TBP/1. Danach wurde, wie in Beispiel 5 beschrieben, verfahren. Die Urankonzentration im TBP-Eluat betrug 92 mg U/l, der sich daraus ergebende Uranverlust 8 mg Uran/g adsorbiertem TBP aus der Ausgangslösung.
Beispiel 7 :
Ein 10 ml Harzbett mit makroporösem Sorptionsharz, das aus der Aktinidentrennung stammt und dessen TBF-Restgehalt durch eine Elution mit Methanol entfernt wurde, wurde bei einem Fluß von 6 BV/h mit 100 BV einer Pu-Lösung beschickt,·die 1,6 M HNO3 und 2,72 g Pu/1 sowie 200 mg TBP/1 enthielt.
809821/0124
- 10 -
Die aus der Säule ablaufende Pu-Lösung enthielt -= 10 mg TBP/1. Zur Vermeidung von Pu-Verlusten wurde das TBP-beladene Harzbett anschließend mit 3 BV 0,1 M HNO3 gewaschen. Waschlösung und Pu-Lösung wurden gemeinsam einem Verdampfer zugeführt.
Das Harzbett wurde zur Regeneration mit 5 BV Methanol eluiert. Im Eluat verbleiben 0,03 % des eingesetzten Plutoniums, das entspricht einem Wertstoff-Verlust von 4,1 mg Pu/g adsorbiertem TBP.
809821/0124
- 11 -

Claims (1)

  1. GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 12. November 1976
    KERNFORSCHUNG MBH PLA 7659 Gl/sz
    Patentansprüche :
    1. Verfahren zur Minimierung des organischen Abfalle aus wäßrigen Produkt- und Raffinat-Strömen von Flüssig-flüssig-Extraktionsprozessen, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrigen Prozeßlösungen., welche zu Störungen im Extraktionsprozeß führende, gelöst und/oder suspendlevX vorliegende, geringe Mengen von Extrakt ionsifiit te In und deren Zersetzungsprodukten enthalten, mit die störenden Stoffe .selektiv, praktisch quantitativ und reversibel sorbierenden JVfitt-eln-behandelt werden, daß diese . Mittel makroporöse Sorptxonsharze auf der Basis Polystyrol vernet-zt mit Divinylhenz.ol .jnifc oder ohne Einschluß von aliphafelschem-oder aromatischem Kohlenwasserstoff sind, daß die Sorptionsharze jeweils nach ihrer Beladung Jnit den störenden Stoffen zur Regenerierung mit Lösungsmitteln in Kontakt gebracht werden, die Lösungsmittel von den Sorptionsharzen abgetrennt, mehrmals rezykliert und einer schonenden Destillati-on unterworfen werden und daß .einerseits das aus reinem Lösungsmittel bestehende Destillat im Kreislauf zur Regenerierung rückgeführt und andererseits das als Destillationsrückstand anfallende Extraktionsmittel nach Verdünnen mit einem bekannten lösenden Verdünnungsmittel als Extraktionsmittellösung im Kreislauf in den Extraktionsprozeß rückgeführt wird,
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sorptionsharz Polystyrol mit 2 0 bis 30 #iger Vernetzung mit Divinylbenzol ist mit einem Gehalt von 60£ew.-$ Dodecan.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sorptionsharz Polystyrol jnit 2 0 bis 30 #iger Vernetzung mit Divinylbenzol ist mit einem Gehalt von 60 Gew.-% Toluol,
    - 12 -
    80 9821/0124
    - 265216*
    «ν
    h. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sorptionsharz ein Polystyrol mit 20 bis 30 %iger Vernetzung mit Divinylbenzol· und mit einem Gehalt von 60 Gew.-^
    Tri-n-butylphosphat (TBP) ist, aus welchem zuvor das TRP
    extrahiert wurde.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sorptionsharz ein verbrauchtes, zur Aktinidentre-nnung verwendetes Polystyrolharz mit 20 bis 30 %iger Vernetzung mit Divinylbenzol, bei dessen Herstellung TBP in das Polymerisationsgemisch eingetragen worden war, ist, aus welchem das TBP mit Methanol extrahiert wurde.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet_, daß zur Regenerierung des Sorptionshärzes Lösungsmittel aus der Gruppe gesättigte Paraffine bis C" p., verzweigte und unverzweigte
    aliphatisch^ Alkohole bis Co., chlorierte aliphatische. Kohlenwasserstoffe und aromatische. Benzol-Kohlenwasserstoffe verwendet werden*
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadureh gekennzeichnet, daß die zur Regenerierung des Sorptionsharzes dienenden Lösungsmittel Siedepunkte t>is zu 100 Grad Celsius aufweisen.
    8. "Verfahren nach Anspruch 7» dadureh gekennzeichnet, daß zur Regenerierung mindestens ein Lösungsmittel aus der tlruppe
    Methanol, Hexan, Cyclohexan, Benzol oder Tetrachlorkohlenstoff verwendet wird.
    - 13 -
    809821/0124
DE2652164A 1976-11-16 1976-11-16 Verfahren zur Minimierung organischer Abfallstoffe aus wäßrigen Produkt- und Raffinat-Strömen von Flüssig-flüssig-Extraktionsprozessen Expired DE2652164C2 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2652164A DE2652164C2 (de) 1976-11-16 1976-11-16 Verfahren zur Minimierung organischer Abfallstoffe aus wäßrigen Produkt- und Raffinat-Strömen von Flüssig-flüssig-Extraktionsprozessen
BE181434A BE859348A (fr) 1976-11-16 1977-10-04 Procede pour reduire au minimum les dechets organiques dans les processus d'extraction par partage des liquides
FR7730142A FR2370498A1 (fr) 1976-11-16 1977-10-06 Procede pour reduire au minimum les dechets organiques dans les processus d'extraction par partage des liquides
GB45855/77A GB1576340A (en) 1976-11-16 1977-11-03 Method for minimizing the organic waste in aqueous productstreams produced in liquid-liquid extraction processes
US05/849,625 US4197195A (en) 1976-11-16 1977-11-08 Method for minimizing the organic waste in aqueous product streams produced in liquid-liquid extraction processes
JP13776577A JPS5363272A (en) 1976-11-16 1977-11-16 Method of reducing organic waste in liquiddliquid extraction
BR7707635A BR7707635A (pt) 1976-11-16 1977-11-16 Processo para minimizar o residuo organico em processo de extracao liquido-liquido

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2652164A DE2652164C2 (de) 1976-11-16 1976-11-16 Verfahren zur Minimierung organischer Abfallstoffe aus wäßrigen Produkt- und Raffinat-Strömen von Flüssig-flüssig-Extraktionsprozessen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2652164A1 true DE2652164A1 (de) 1978-05-24
DE2652164C2 DE2652164C2 (de) 1986-05-28

Family

ID=5993278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2652164A Expired DE2652164C2 (de) 1976-11-16 1976-11-16 Verfahren zur Minimierung organischer Abfallstoffe aus wäßrigen Produkt- und Raffinat-Strömen von Flüssig-flüssig-Extraktionsprozessen

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4197195A (de)
JP (1) JPS5363272A (de)
BE (1) BE859348A (de)
BR (1) BR7707635A (de)
DE (1) DE2652164C2 (de)
FR (1) FR2370498A1 (de)
GB (1) GB1576340A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4103162A1 (de) * 1991-02-02 1992-08-06 Ifg Ingenieur Und Forschungsge Verfahren zum abtrennen von in geringsten konzentrationen in abwasser enthaltenen extrahierbaren leichtfluessigkeiten
DE4103163A1 (de) * 1991-02-02 1992-08-06 Ifg Ingenieur Und Forschungsge Verfahren zum reinigen von mit halogenierten kohlenwasserstoffen in geringsten mengen verschmutzten abwaessern

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3401866C2 (de) * 1984-01-20 1986-10-09 Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zur Langzeitentfernung von chlorierten Biphenylen (PCB) aus Transformatorisolierflüssigkeiten
US4689054A (en) * 1986-01-07 1987-08-25 Vara International, Inc. Process for the removal an disposal of airborne contaminants from paint booths and the like
AT393114B (de) * 1989-06-08 1991-08-26 Chemiefaser Lenzing Ag Verfahren zur abtrennung von aminen
FR2688336B1 (fr) * 1992-03-03 1994-05-13 Matieres Nucleaires Cie Gle Procede pour separer le niobium, l'antimoine et/ou au moins un element des groupes viib et viii a partir de solutions aqueuses issues du retraitement des combustibles nucleaires uses.
US6027651A (en) * 1994-06-06 2000-02-22 Cash; Alan B. Process for regenerating spent solvent
US5718828A (en) * 1996-01-26 1998-02-17 Hydromatix Inc. Method for minimizing wastewater discharge
US5951874A (en) * 1997-07-25 1999-09-14 Hydromatix, Inc. Method for minimizing wastewater discharge
FR2948126B1 (fr) * 2009-07-17 2011-09-16 Commissariat Energie Atomique Procede d'extraction d'au moins un element chimique d'un milieu sel fondu
WO2014205188A1 (en) * 2013-06-20 2014-12-24 Invista North America S.A.R.L. Extraction solvent control for reducing stable emulsions
CN105148556B (zh) * 2015-09-15 2017-04-12 南昌航空大学 一种老化p204有机相的再生方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2585490A (en) * 1949-03-31 1952-02-12 Sun Oil Co Continuous adsorption process
DE2244306A1 (de) * 1972-09-09 1974-03-21 Bayer Ag Verfahren zur trennung der actinidenelemente

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2564717A (en) * 1949-04-28 1951-08-21 Sun Oil Co Continuous adsorption process
FR1463729A (fr) * 1965-02-24 1966-12-23 Rohm & Haas Enrichissement et éventuellement séparation d'un composé organique par des techniques d'adsorption
FR1523828A (fr) * 1966-05-26 1968-05-03 Dow Chemical Co Procédé de purification de l'eau et de récupération de liquides organiques
US3708508A (en) * 1971-04-09 1973-01-02 Atomic Energy Commission Method for the purification and recovery of tributyl phosphate used in reprocessing nuclear fuel
US3960762A (en) * 1971-12-18 1976-06-01 Bayer Aktiengesellschaft Production of absorbents
FR2251525A1 (en) * 1973-11-19 1975-06-13 Raffinage Cie Francaise Hydrocarbon polluted water purification - using polymeric absorbent powder impregnated with organic liquid
US4124528A (en) * 1974-10-04 1978-11-07 Arthur D. Little, Inc. Process for regenerating adsorbents with supercritical fluids
DE2449589C2 (de) * 1974-10-18 1984-09-20 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe Verfahren zur Entfernung von Zersetzungsprodukten aus Extraktionsmitteln, die zur Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrenn- und/oder Brutstoffe verwendet werden

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2585490A (en) * 1949-03-31 1952-02-12 Sun Oil Co Continuous adsorption process
DE2244306A1 (de) * 1972-09-09 1974-03-21 Bayer Ag Verfahren zur trennung der actinidenelemente

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4103162A1 (de) * 1991-02-02 1992-08-06 Ifg Ingenieur Und Forschungsge Verfahren zum abtrennen von in geringsten konzentrationen in abwasser enthaltenen extrahierbaren leichtfluessigkeiten
DE4103163A1 (de) * 1991-02-02 1992-08-06 Ifg Ingenieur Und Forschungsge Verfahren zum reinigen von mit halogenierten kohlenwasserstoffen in geringsten mengen verschmutzten abwaessern

Also Published As

Publication number Publication date
DE2652164C2 (de) 1986-05-28
BE859348A (fr) 1978-02-01
FR2370498A1 (fr) 1978-06-09
GB1576340A (en) 1980-10-08
US4197195A (en) 1980-04-08
BR7707635A (pt) 1978-06-13
FR2370498B1 (de) 1983-05-13
JPS5363272A (en) 1978-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2423272C2 (de) Verfahren zur Abtrennung von Carbonsäuren durch Extraktion aus einer verdünnten, wäßrigen Lösung
DE1592427A1 (de) Aufarbeitung von bestrahltem Kernbrennstoff
DE2652164A1 (de) Verfahren zur minimierung des organischen abfalls bei fluessig-fluessig- extraktionsprozessen
DE4220207A1 (de) Kombiniertes transuran-strontium-auszugsverfahren
DE2855821A1 (de) Verfahren zur wiedergewinnung von palladium und technetium
DE69402633T2 (de) Verfahren zur Trennung und Rückgewinnung von Plutonium und Neptunium aus einer Salpetersäurelösung
DE3332954C2 (de)
DE2449589C2 (de) Verfahren zur Entfernung von Zersetzungsprodukten aus Extraktionsmitteln, die zur Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrenn- und/oder Brutstoffe verwendet werden
DE1242185B (de) Verfahren zur Reinigung von bei der Aufbereitung von Kernbrennstoff verwendeten Kohlenwasserstoffloesungen von Trialkylphosphaten
DE3144974C2 (de) Verfahren zur Abtrennung von Aktinoidenionen aus wäßrigen, basischen, carbonathaltigen Lösungen
DE2540311C2 (de) Verfahren zur Beseitigung radioaktiv kontaminierter organischer Abfallstoffe
DE3805383A1 (de) Verfahren zur herstellung eines zur verwendung als blendingkomponente fuer vergaserkraftstoffe geeigneten aromatenkonzentrates
EP0170795B1 (de) Verfahren zur Rückgewinnung von Uran-Werten in einem extraktiven Wiederaufarbeitungsprozess für bestrahlte Kernbrennstoffe
DE3546128C2 (de)
DE68909509T2 (de) Verfahren zur Trennung mit Hilfe von Kronenethern von Uran und Plutonium, die im aus der Wiederaufbereitung bestrahlter Kernbrennstoffe stammenden wässerigen Medium anwesend sind.
DE4132283A1 (de) Reinigung von loesungen von alkylphosphaten
DE3521294A1 (de) Verfahren zur gewinnung von carotin aus natuerlichen oelen und fetten
DE2929298A1 (de) Verfahren zur wiedergewinnung von aktiniden-werten
DE2504786A1 (de) Verfahren zur verbesserung der extraktionseigenschaften einer tributylphosphatloesung, insbesondere beim verfahren zur trennung von plutoniumund uranwerten
DE1226996B (de) Verfahren zur Abtrennung und Rueckgewinnung von Caesium aus waessrigen basischen Loesungen
Schoen et al. Method to minimize the organic waste in liquid-liquid extraction processes
DE2921239C2 (de) Verfahren zur Entfernung von restlichem Petroleum aus einer einer Lösungsmittelextraktion unterworfenen Phosphorsäure
DE2057760A1 (de) Verfahren zur verbesserten Spaltproduktabtrennung bei der waessrigen Wiederaufarbeitung von abgebrannten Kernbrennstoffen
DE2238694C2 (de) Verfahren zur Aufbereitung einer bei der Wiederaufarbeitung bestrahlter Kernbrenn- und/oder Brutstoffe verwendeten Phosphorsäureester und Kohlenwasserstoffe enthaltenden Abfallflüssigkeit
DE3602591C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OGA New person/name/address of the applicant
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee