[发明专利]六氟化铀碱吸收液废液中铀与氟的回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种放射性元素铀的回收及污水处理，具体涉及六氟化铀气体碱吸收液废液中铀与氟的回收方法，属于核燃料回收领域和湿法冶金领域。

背景技术

六氟化铀是一种活泼的、反应能力很强的物质，在通常情况下是白色固体，极易挥发，升华温度为56.54 ℃，是目前唯一在室温下既稳定又具有最大挥发性的铀化合物。作为核燃料生产过程中的重要中间体，也是目前唯一可用于气体离心分离提取²³⁵U的铀化合物。六氟化铀中氟原子可被其他电负性原子部分取代或完全取代，如发生F/O（氟与氧）置换反应，生成氟氧化物。其中最典型的反应是六氟化铀的水解：

气相水解：UF₆ + 3 H₂O → UO₂F₂ ·H₂O + 4 HF

液态HF中水解：UF₆ + n H₂O → UO_nF_6-2n + 2n HF (n = 1~2)

六氟化铀的水解反应是很灵敏的，导致其生产过程中产生的废料中含有很多铀，另外，在气体输送、罐装及大量贮存等过程中易发生泄漏，为放射性废液处理提出了难题。目前国内有中核集团五○四、四○四、八一四三家六氟化铀生产厂家，均以5%~10%的碳酸钠溶液作为淋洗液，对含铀、氟尾气进行净化处理。该淋洗液中含有铀30 mg/L以上，须加大量自来水稀释才能满足现有金属铀回收工艺处理要求，经过吸附、萃取、反萃、中和沉淀处理后废液达到国家排放标准外排，这使得最后的废液排放量大大增加，而且过程繁琐，费用较高，处理结果不理想（参见：张习林，含铀、氟尾气淋洗及淋洗液再生工艺研究，小型循环经济学术研讨会论文汇编，2009，182-196）。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种可实现废液零排放且成本低的六氟化铀碱吸收液废液中铀与氟的回收方法。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

六氟化铀碱吸收液废液中铀与氟的回收方法，包括如下步骤：

步骤一、酸化：

在六氟化铀气体碱吸收液废液中加酸，调节pH = 2.7~5.5，得到含有UO₂²⁺、Na⁺、F^-与Cl^-的溶液；具体反应式如下：

UF₆ + 2 H₂O + 2 H⁺→ UO₂²⁺ + 6 HF

[UO₂(CO₃)_n]^2-2n + 2n H⁺ → UO₂²⁺ + n H₂O + n CO₂ ↑ (n = 1 ~ 4)

Na₂CO₃ + 2 H⁺ → 2 Na⁺ + H₂O + CO₂ ↑

步骤二、UO₂²⁺的回收

a. UO₂²⁺的吸附

在步骤一得到的溶液中加入高分子吸附剂聚苯乙烯-环己基氨基马来酸，搅拌10 min以上，此时溶液中的UO₂²⁺吸附平衡，过滤分离得到UO₂²⁺-聚苯乙烯-环己基氨基马来酸配合物固体和Na⁺、F^-与Cl^-的溶液，分离后溶液中铀的剩余量小于0.05 ppm，吸附率达到99%以上，固液分离后的溶液补加Na₂CO₃后进行下一循环六氟化铀的淋洗，当循环5次以上时，得到富含高浓度的F^-的溶液；

b. UO₂²⁺的脱附