[发明专利]提高Purex流程中2A工艺钚浓缩倍数的方法

说明书

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