[发明专利]用于从包含铂系元素和一种或多种其它化学元素的酸性水溶液中分离至少一种铂系元素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于从包含铂系元素（类铂元素，platinoid element）和一种或多种其它化学元素的酸性水溶液中分离至少一种铂系元素的方法。

在上下文中，指出“铂系元素（类铂元素，platinoid element）”是指可以选自铂、钯、铑、钌、铱、锇的元素。

本发明很可能发现在处理和再循环利用放射核燃料领域方面的应用，其中对于以选择性方式从高放射性水溶液中，如，例如，来自处理放射核燃料中的萃余液中回收铂系元素具有特别的兴趣。

背景技术

使得能够萃取和纯化存在于放射核燃料的溶解液中的铀和钚的过程产生流出液，其被赋予萃余液的名称。

萃余液是具有高硝酸酸度的水溶液，典型地为从2M至5M，其包含两种微量锕系元素，即镅和锔；镧系元素如镧、铈、镨、钕、钐、和铕；除镧系元素之外的裂变产物如钼、锆、铷、钌、铑、钯、和钇；和腐蚀产物如铁和铬。

目前对于其处理在于尽可能地将其浓缩，然后在玻璃质基质中调整它们以在最终处理前储存。

然而，铂系元素（如钯、铑、和钌）的存在，特别地在玻璃化的水平方面产生了以下困难：

-在外壳（containment）玻璃中它们表现出有限的溶解度；

-它们倾向于形成沉淀在玻璃固化坩埚中的颗粒，因此，严重地扰乱了玻璃化过程的机能。

为了克服这些困难，并且也为了再循环利用铂系元素（特别是这些元素的自然资源可预测的稀少），某些作者已经提出从包含它们此外还包含其它放射性元素的溶液中回收这些元素的方法。

已经实现了不同的分离技术，其中引证如下：

-如在US2003/0099322中所描述的在硝酸介质中的电化学还原技术，使得将希望分离的铂系元素沉积在电极上，然而，该技术具有相对复杂的技术实现的缺点；

-包括使用萃取剂的液液萃取技术，萃取剂如硝酸三辛基甲基铵（如在US4,162,231中描述的）或二烷基硫化物（如在US5,503,812中描述的），然而这些技术具有产生大量二次流出液的缺点；

-包括使用化学还原剂的通过在硝酸介质中化学还原铂系元素的沉淀技术，化学还原剂为如在US4,290,967中的蔗糖，这种实施方式带来脱硝反应的问题，该反应具有高放热特性，该高放热特性可以是硝酸介质自燃的根源。

为了克服现有技术中在技术实现方面的固有缺点，本发明的作者已经提出开发了用于回收包含在酸性水溶液例如硝酸水溶液中的一种或多种铂系元素的新方法，该酸性水溶液包含其它化学元素，如放射性元素。

他们以惊人的方式发现，通过简单、价格便宜的工具，通过使用某些有机醇类，可以选择性地萃取包含在酸性水溶液中的铂系元素，而不产生大量的二次流出液，并且当酸性水溶液是硝酸水溶液时，不产生与重要的脱硝反应有关的缺点。

发明内容

本发明因此涉及用于回收包含在酸性水溶液中的至少一种铂系元素的方法，该酸性水溶液包含除所述铂系元素之外的化学元素，所述方法包括以下步骤：

-使酸性水溶液与还原量的还原剂接触的步骤，还原剂是选自环状醇类和脂族多元醇的、可选地芳族醇类和脂族多元醇的无硫和无糖醇化合物，通过此步骤将所述铂系元素还原至它的0价氧化态；

-从所述酸性水溶液中分离由此还原的所述铂系元素的步骤。

在对本发明进行更详细地描述之前，将限定以下定义。

在上下文中，铂系元素是指以不同于0价的氧化态存在的金属元素，该金属元素选自铂、钯、铑、钌、铱、锇。

由于选择了以特定量（即，能够将存在于酸性水溶液中的一种或多种铂系元素还原至其0价氧化态的量）使用的特定醇类，与存在于酸性水溶液中的其它化学元素相比，可以获得铂系元素的选择性还原，而不会使所述溶液被硫污染（由于醇类是无硫的事实），对于萃取铂系元素之后因此获得的溶液的玻璃化，污染将是完全不能接受的。

如上所述的，可以用于本发明的方法的无硫和无糖醇类可以是环状的、可选地是芳族醇类，即，换言之：

*包含至少一个直接带有至少一个羟基的环的环状的、可选地芳族烃类化合物；或者

*环状的、可选地芳族烃类化合物，这些化合物的环带有至少一个直链或支链的、饱和或不饱和的烃基，该烃基带有至少一个羟基。

关于包含至少一个直接带有至少一个羟基的环的环状烃类化合物，可以列举包含4至10个碳原子、带有至少一个羟基的脂环族化合物和单环化合物。符合此限定的化合物的实例，可以列举环己醇。