分离法处理高放废液全流程热实验系统的建立与实验运行

分离法处理高放废液全流程热实验系统的建立与实验运行刘秉仁，焦荣洲，何向明，韩升印，孟照■，宋崇立（清华大学核能技术设计研究院）关键词热实验，分离流程，ＨＬＬＷ，离心萃取器高放废液的最终处置，是影响世界核能发展的关键技术之一。经过多年的研究，我国独立开...     

高放废液中Pu的分离和纯化

本工作以某高放废液为研究对象，结合阴离子交换法和萃取法，通过一系列条件实验确定了从高放废液中分离出放化纯钚的流程。实验中，先后进行了树脂种类的选择、流速对实验效果的影响、提高钚收率的实验研究、Pu和Np价态的调节实验、钚与TOPO／环己烷中萃取行为的研究和干扰核素的去污研究等条件实验。     

DHDECMP从强放废液中分离和回收锕系—镧系元素的研究

文章在单级萃取实验的基础上,以串级萃取的实验方法,用30%DHDECMP-DEB从模拟动力堆核燃料后处理1AW强放废液中,进行了分离和回收锕系-镧系元素的工艺研究。串级实验是在共萃取槽R-A;分离槽R-B;反萃取槽R-C三个槽进行的。经过共萃取槽后,从强放废液中提取了全部α-放射性核素;经过分离槽后,使Pu,Am,Gd等三价锕系-镧系元素与U,Np分离;经过反萃取槽后,回收了Np和U。     

用TRPO从高放废液中去除锕系元素的研究：微型离心萃取器串…

采用微型离心萃取器进行了ＴＲＰＯ流程从模拟高放废液中去锕系元素的冷实验，实验中用Ｎｄ代替Ａｍ，Ｚｒ代替Ｎｐ，Ｐｕ在模拟高放废液稀释３倍，酸度为１．０ｍｏｌ／ｌ时采用１２级萃取，４级洗涤能有效地去除模拟高放废液中９９．９％以上的Ｎｄ，Ｚｒ满足了冷实验要求，并且萃取中不出现三相，可以使萃入的Ｆｅ洗下６０％，避免大量Ｆｅ进入后续流程，采用硝酸，草酸分别反萃Ｎｄ和Ｚｒ，使Ｎｄ和Ｚｒ分成二组，交叉污染很小，     

用TRPO从高放废液中去除锕系元素的研究──微型离心萃取器串级冷实验

采用微型离心萃取器进行了ＴＲＰＯ流程从模拟高放废液中去除锕系元素的冷实验。实验中用Ｎｄ代替Ａｍ，Ｚｒ代替Ｎｐ、Ｐｕ，在模拟高放废液稀释３倍、酸度为１．０ｍｏｌ／ｌ时，采用１２级萃取、４级洗涤能有效地去除模拟高放废液中９９．９％以上的Ｎｄ、Ｚｒ，满足了冷实验要求，并且萃取中不出现三相，可以使萃入的Ｆｅ洗下６０％，避免大量Ｆｅ进入后续流程。采用硝酸、草酸分别反萃Ｎｄ和Ｚｒ，使Ｎｄ和Ｚｒ分成二组，交叉污染很小。文中给出了硝酸、Ｎｄ、Ｚｒ等在各级的浓度剖面和它们在各物流中的分布。     

从Purex流程中放废液中回收和纯化镎、钚、铀的研究

本文报道了用逆流萃取申级实验方法研究Purex过程2A槽镎走向控制及从中放废液(2AW和2DW)中定量回收和纯化镎、铀、钚的萃取工艺条件的实验结果。 在Purex流程钚线第二萃取循环2A槽现行工艺条件下,有30％左右的镎随钚进入2AP有机相中。为达到控制大部分镎进入2AW废液中之目的,采用在其洗涤段加入一定量NaNO_2的方法(0.05-0.08M),可将2AF料液中92-95％的镎赶入2AW废液中。     

TRPO 性能的比较研究

从高放废液中回收超铀元素和Ｔｃ等核素的ＴＲＰＯ流程是最具有应用前景的流程之一［１－３］。ＴＲＰＯ是一种三烷基氧膦的混合物，烷基主要是６、７、８个碳的烷基，随制造工艺和原材料的不同，ＴＲＰＯ的组成也有所不同，因而有可能造成萃取性能和萃取设备操作上的差别...     

高放废液中^(137)Cs的萃取去除北大核心CSCD

高放废液的处理处置是影响核能可持续发展的重要因素之一。从高放废液中萃取分离高释热放射性核素^(137)Cs不仅有利于实现高放废液的安全处置,也可满足^(137)Cs在诸多工业领域的应用需求。研究提出了以杯芳烃冠醚衍生物为萃取剂从高放废液中萃取分离Cs的工艺流程,并分别采用模拟和真实高放废液对流程进行了验证实验。结果表明,模拟高放废液实验中Cs(Ⅰ)的萃取率达到99.9%,热实验中^(137)Cs的萃取率达到99.95%。该工作所提出的工艺流程为进一步开展我国动力堆高放废液处理及^(137)Cs分离提取提供了参考数据。     

冠醚萃取法从高放废液中去除锶─—工艺流程的研究

报道了用二环己基１８冠６（ＤＣ１８Ｃ６）－正辛醇萃取法从模拟高放废液中去除锶的研究。从高放废液中去除半衰期较长的９０Ｓｒ，对于高放废液安全处置有着重要意义。系统地研究了ＤＣ１８Ｃ６－正辛醇对Ｓｒ２＋以及废液中其它阳离子Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｃｓ＋、Ｎｉ２＋、Ｆｅ３＋、Ａｌ３＋、Ｍｏ（Ⅵ）的萃取性能。结果表明，ＤＣ１８Ｃ６对Ｓｒ２＋有着良好的萃取选择性，除Ｋ＋和Ｍｏ（Ⅵ）等个别离子外，其它阳离子几乎都不被萃取。在此基础上，建立了用ＤＣ１８Ｃ６－正辛醇从高放浓缩废液中去除锶的工艺流程，并进行了模拟料液的串级实验。经过三级萃取，一级洗涤，四级反萃后，锶的去除率接近９９％，产品中锶的重量百分比为７６％（原始料液中为０．６％）。该流程具有简单、高去除率、高选择性、适用料液酸度范围较宽等优点，可望用于从我国高放浓缩废液中去除或回收锶。     

钚萃取回收前的甲酸脱硝

为了用TBP萃取回收废液中的钚，需把废液中的硝酸浓度控制在3～6mol／L之间。在现有的欲处理的废液中，硝酸浓度约为12．8mol／L，必须进行脱硝，以降低硝酸浓度，方可利用TBP回收钚。     

DHDECMP/DEB从高放废液中去除锕系元素的工艺研究

采用国产的双官能团萃取剂N,N-二乙胺甲酰甲撑膦酸二已酯(DHDECMP)对高放浓盐模拟料液中去除锕系元素的工艺条件进行了研究。对中国现有的两种浓盐高放废液模型料液中的铀、镎、钚和镅的萃取分配比进行了测定。对最难去除的镅(萃取分配系数最小,约为7)作了串级实验(四级萃取、二级洗涤,流比AF:AX:AS=1:1.5:0.5),镅从模拟浓盐废液中去除率大于99.9％。对镅的反萃取也作了串级实验(六级反萃,流比BF:BX=1:1),镅的反萃率大于99.9％。初步实验表明,DHDECMP萃取流程适于处理中国高放浓盐废液,其特点是高放浓盐废液不必稀释,不必脱硝,不需调价,萃取时不产生第二有机相,对锕系元素去除效率高。     

DHDECMP-TBP/煤油从模拟高放废液中萃取回收Am-Gd的研究

研究了ＤＨＤＥＣＭＰ－ＴＢＰ／煤油萃取Ａｍ＾３＋、Ｇｄ＾３＋的各影响因素,在单级萃取实验的基础上,用０．６０ｍｏｌ／ＬＤＨＤＥＣＭＰ－１．４０ｍｏｌ／ＬＴＢＰ／煤油为有机相对模拟高放废液进行了逆流串级萃取实验降流串级反萃实验,成功地从模拟高放废液中分离回收了Ａｍ＾３＋和Ｇｄ＾３＋。     

从中国高放废液中分离超铀元素

认为从中国高放废液中分离超铀元素是可行的,中国发展的TRPO流程可得到适合于地表贮存需要的去污系数值。概述了TRPO流程的研究和发展,给出了流程简图。中国现有的浓缩高放废液具有很高的盐分,当它和TRPO萃取剂接触时会出现三相。若把浓缩高放废液稀释2～3倍,再用TRPO萃取便可消除三相,并已在初步实验中显示出很好的效果。从高放废液中分离锶和铯也是可行的,分离流程正在研究中。从废液中分离超铀元素和长寿命放射性核素,为中国高放废液的处置提供了一种新的替代方法。这种分离处置方法,可以大大减少需要玻璃固化、深地层处置的高放α废物量,进而能大大节约废物的处置费用。     

从中国高放废液中分离超铀元素(英文)

认为从中国高放废液中分离超铀元素是可行的,中国发展的TRPO流程可得到适合于地表贮存需要的去污系数值。概述了TRPO流程的研究和发展,给出了流程简图。中国现有的浓缩高放废液具有很高的盐分,当它和TRPO萃取剂接触时会出现三相。若把浓缩高放废液稀释2～3倍,再用TRPO萃取便可消除三相,并已在初步实验中显示出很好的效果。从高放废液中分离锶和铯也是可行的,分离流程正在研究中。从废液中分离超铀元素和长寿命放射性核素,为中国高放废液的处置提供了一种新的替代方法。这种分离处置方法,可以大大减少需要玻璃固化、深地层处置的高放α废物量,进而能大大节约废物的处置费用。     

乙羟肟酸消除Zr界面污物的研究

研究在模拟高放废液中加入乙羟肟酸（AHA）以消除酰胺荚醚（TBOPDA）萃取模拟高放废液过程中的界面污物。萃取实验结果表明：在模拟高放废液中加入AHA可显著降低Zr（Ⅳ）在两相中的分配比，此时，Pu（Ⅳ）的分配比仍足够大，它不影响TBOPDA对Pu（Ⅳ）的回收。反萃实验表明：在所研究的反萃条件下，1级反萃即可有效反萃TBOPDA有机相中的Zr（Ⅳ）；3次错流反萃可有效反萃TBOPDA有机相中的Pu（Ⅳ）；反萃液中加入AHA对Am（Ⅲ）的累计反萃率影响很小；提高反萃液的酸度可抑制TBOPDA有机相中Am（Ⅲ）的反萃。     

An（Ⅲ）及Ln（Ⅲ）萃取分离工艺研究进展

<正>为实现真实高放废液的非α化,需要分离出高放废液中以Am、Cm为代表的An(Ⅲ)。根据前期研究,已通过串级实验判断了TODGA+TBP流程符合本课题的需求,并进一步优化了工艺参数;第二步要实现An(Ⅲ)与Ln(Ⅲ)的分离,在反萃取剂PTD的稳定性及单级分离性能研究结果的基础上,前期工作确定了台架实验工艺参数。结合An(Ⅲ)与Ln(Ⅲ)共萃取分离流程,并     

Purex过程锝的走向研究

本文报道了用串级萃取方法研究Purex过程中鍀的走向,讨论了在萃取过程中影响鍀萃取的因素及萃取机理。实验证明了进入铀产品中鍀的含量将取决于1A槽和2D槽进料液水相的酸度,这与Siddall的结果是一致的。我们对Purex过程的进料液采用两种不同的酸度,当进料液水相的酸度为2.0MHNO_3时,经过1 A槽后有60%的鍀留在1 AW废液中,当进料液水相的酸度为1.4 MHNO_3时,有20%左右的鍀被留在1 AW废液中,在此酸度下,经1 A槽直至2 D槽,仍有50%左右的鍀随着铀一起被回收。1 AW废液中鍀的含量只取决于1 A槽进料液水相的酸度,而不取决于进料液中鍀的浓度,铀的浓度在此影响较小。     

TRPO处理高放废液过程中α核素的分离、测定方法

介绍了ＴＲＰＯ－冠醚－亚铁氰化钾钛处理模拟生产堆高放废液流程中α核素的分离分析方法。根据料液成分的差异，推荐了３种萃取分离方法。实验结果表明，推荐方法消除了强β、γ核素及高盐分对α测量的影响，回收率均在９８％以上。     

三烷基氧膦对硝酸介质中钌的萃取行为

研究了三烷基氧膦(TRPO)对硝酸介质中钌的萃取行为。使用TRPO为萃取剂,煤油(OK)为稀释剂,重点考察了萃取平衡时间、水相硝酸浓度、温度、萃取剂浓度、亚硝酸盐浓度等因素对钌的萃取影响,并进行了钌的三级错流萃取实验。另外,还研究了硝酸浓度、温度等因素对钌的反萃过程影响。结果表明,由于钌在水相和有机相中存在着多个种态的平衡和转化过程,热力学和动力学作用相互影响,使得TRPO对钌的萃取行为以及有机相中钌的反萃行为均十分复杂。为进一步了解TRPO对高放废液中钌的萃取行为,进行了TRPO/煤油对不同酸度、浓缩倍数的模拟高放废液中钌的萃取和反萃实验,相关结果为进一步优化TRPO流程工艺提供了重要参考。     

用三烷基氧膦(TRPO)从强放废液中去除锕系元素——TRPO对镅和某些镧元素的萃取

本文测定了三烷基氧膦(TRPO)萃取镅和镧系元素(Ce、Eu、Nd)的分配比,在实验的基础上建立了计算分配比的半经验数学模型,并利用这一模型对用30％TRPO-煤油溶液从强放废液中去除镅的多级逆流萃取中各级浓度的变化进行了计算。用模拟料液在微型环隙式离心萃取器逆流萃取实验中对计算结果进行了验证。结果表明,30％TRPO可以有效地从中等浓度硝酸介质中去除镅。据此提出了用TRPO萃取从强放废液中去除99.9‰镅的流程推荐数据。