[发明专利]一种铀钍分离方法及分离用试剂

说明书

技术领域

 本发明涉及一种分离放射性元素的方法，确切讲本发明涉及一种萃取分离铀钍的方法及所用的萃取剂。

背景技术

铀、钍都是核工业中的重要原料，同时其放射性又污染环境，威胁到人类健康。因此，无论在核燃料的应用方面，还是环境治理方面，铀、钍的分离与测定都是很重要的。较为广泛的研究和应用于铀、钍分离测定的方法有沉淀法（包括共沉淀等）、溶剂萃取、离子交换、泡沫浮选、膜透析、吸附分离、萃取色谱分离（包括固相萃取色谱SPE）、电沉积等。这些方法中较为传统的是溶剂萃取和离子交换法。（Elsevier B.V.，Talanta 68 (2006) 1047–1064。）溶剂萃取法因为高选择性和方便快捷的使用而被广泛研究，但溶剂的回收和循环使用是需要解决的问题。萃取剂TBP可用于萃取钍,因为选择性较差且在水相易溶解，而且在使用中会产生三相而严重影响萃取效率，另外TBP会降解成DMP及MBP，一方面降低了萃取能力，另一方面溶剂的回收与再生都成为问题，存在种种缺陷（Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Articles, Vol. 141, No. 2 (1990）295-306 )。因此人们广泛研究，找到了许多自然及其人工合成的物质，以期望用于更有效的分离铀、钍。这些物质包括有机物，无机物，复合材料（高分子氧化物）等。萃取钍研究较多的试剂有:

(1)酰胺类萃取剂，比如OCLA 、EHCLA 、D2EHHA系列取代己内酰胺类，THSA，TEHDGA及N, N-二乙基十二酰胺、N, N-二丁基十二酰胺、N, N-二辛基十二酰胺等，它们分离铀、钍的能力优于TBP，且不易水解，产物易燃而容易处理，但萃取过程容易出现三相，而且产物结构也影响到萃取性能。（Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, VoL 219, No. 1 (1997) 119-121；Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol. 278, No.1 (2008) 173–177）

(2)含硫类萃取剂，比如：HBMPPT-DOS0、HBMPPT-PS0、HBMPPT-TBP、HBMPPT-TOPO系列，萃取铀钍的分离系数较高，其中HBMPPT-PS0在甲苯中萃取效果最好，这系列萃取剂热稳定性好，萃取能力强，但需要找到理想的协萃剂，溶剂的回收处理也相对困难。（ Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol. 241, No. 2 (1999) 347-349）

(3)冠醚和杯芳烃等超分子化合物类萃取剂，比如2010年Sandip R. Sabale等报道的聚[二苯并-18-环-6]为固定相，L-精氨酸水溶液为流动相用于萃取色谱分离铀、钍，有较好的效果;之后到2012年R. B. Kadam等又报道了以聚[二苯并-18-环-6]为固定相，甘氨酸水溶液为流动相做成萃取色谱分离铀、钍，这系列方法简便快速，选择性较高，重现率较好，但原料相对昂贵，萃取剂合成较复杂。（J Radioanal Nucl Chem (2010) 284:273–278；R. B. Kadam ，G. Mali，B. S. Mohite，J Radioanal Nucl Chem (2013) 295:501–511；）

(4)其他合成的有机物萃取剂类，比如 2003年K. Van Hecke等报道的DMDOHEMA和TODGA,2009年SNEHAL M.等报道的Cyanex-923，2010年Sujoy Biswas等报道的TBEP及 2013年Fang Kong ，Jia-li Liao等报道的TiAP–KO，在萃取性能上都优于传统的TBP，选择性也较好，但萃取剂制备过程相对复杂，实践应用也受到种种局限（Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol. 261, No. 2 (2004) 269-275； J. Serb. Chem. Soc. 75 (11) 1549–1557 (2010)，JSCS–4075;  J Radioanal Nucl Chem (2010) 283:665–668；J Radioanal Nucl Chem，DOI 10.1007/s10967-013-2482-2）。

发明内容