[發明專利]從高放廢液中提取鈀的方法

有效

• 申請號: 200910261611.0
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN101713026A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 王孝榮;趙興紅;李輝波;林燦生;常志遠;蘇哲;劉占元;宋鳳麗
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: C22B3/38
• 分類號: C22B3/38;C22B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于放射性廢物后處理技術領域，具體涉及一種從高放廢液中提取鈀的方法。?

背景技術

反應堆中的核燃料在裂變過程中產生較豐富的金屬鈀，且其含量隨反應堆的類型和燃耗的不同而不同，如燃耗為33000MWd/t的壓水堆，產生約1.33Kg?Pd/tU；燃耗為80GWd/t的快中子增殖堆，產生約4.34Kg?Pd/tU。乏燃料經后處理后，金屬鈀大部分進入高放廢液。在高放廢液玻璃固化工藝中，裂變產物鈀可能與磷酸三丁酯(TBP)的某些降解產物形成界面污物，并且由于鈀熔點較高，在玻璃固化過程中會形成獨立相沉積在熔池底部，引發加熱電極短路和堵塞玻璃液出口，對玻璃固化設備及運行造成嚴重的影響，如法國和日本等玻璃固化工藝在運行和調試中均出現此現象。?

另一方面，鈀是一種貴金屬，在現代工業、軍工和高新技術產業中有重要應用，需求量很大。但是鈀在地殼中的含量僅為10^-8，因此尋求新的鈀資源十分必要。從高放廢液中提取的鈀大多以穩定的同位素存在，只含少量的放射性同位素，而且一般半衰期很長或很短。例如裂變元素鈀中只有約20％的¹⁰⁷Pd為放射性同位素，其半衰期長達7×10⁶年，衰變時放出0.035兆電子伏的低能量β粒子，而無γ射線放出，表面活度僅為520Bq/cm²，因而可以作為穩定鈀在工業上大規模應用。因此，從后處理高放廢液中回收貴金屬鈀，對解決貴金屬鈀在高放廢液玻璃固化工藝中出現的不利影響和補充天然貴金屬鈀資源的不足具有一定的意義。?

目前，從高放廢液中分離提取鈀最常用的方法是溶劑萃取法。從20世紀60年代至今，國內外做了大量研究工作，提出了不少新工藝，但大多是針對鹽酸體系中鈀的萃取分離，而針對于硝酸體系的高放廢液中鈀的萃取分離報道相對較少。目前已報道的針對高放廢液提取鈀的萃取劑大都存在一些缺點。如磷酸三丁酯(TBP)在0.6-0.7mol/L的HNO₃中萃取鈀分配比最佳，最大萃取分配比約為1.3；三烷基磷氧化物(TOPO)萃取鈀的最佳硝酸濃度小于1mol/L，，對Pd(II)的最大萃取分配比比TBP稍大；0.05mol/L二辛基亞砜-Solvesso100溶液體系在3.0mol/L?HNO₃中萃取Pd(II)的最大分配比小于10；二烷基硫醚萃取Pd(II)硝酸鹽是非常有效的，在1-6mol/L硝酸溶液中萃取鈀的分配比能達到幾百，但同時共萃Mo、Zr等元素，并且萃取時間長，8-10個小時之后才能緩慢達到分配平衡；雙(2，4，4-三甲基戊基)二硫代膦酸(Cyanex?301)能從高放廢液中有效地萃取Pd(II)，但此萃取劑穩定性較差，容易被氧化；胺類萃取劑在大于1mol/L硝酸溶液中萃取鈀的分配比都較低，選擇性差；α-安息香肟-Solvesso100在硝酸濃度為0.1-4mol/L的范圍內，對Pd的萃取率在99.5％以上，并且對Ru、U、Pu等核素的去污都很好，但是該法對Mo的去污較差，反萃困難。

發明內容

(一)發明目的?

本發明目的在于提供一種更有效的通過溶劑萃取從高放廢液中提取鈀的方法。?

(二)技術方案?

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案。?

一種從高放廢液中提取鈀的方法，所述高放廢液為硝酸體系，包括步驟：a)，使高放廢液與萃取相(即有機相)充分混合；b)，達到萃取平衡后，被分離元素鈀進入萃取相，其它元素留在萃余相(即水相)，分離出含鈀萃取相并進行洗滌，重復本步驟1～5次；c)，向經洗滌的萃取相中加入反萃劑反萃取獲得純化的鈀產品。關鍵在于：采用三異丁基硫化膦(tri-isobutylphosphine?sulphide，TiBPS)作為萃取劑，加入稀釋劑配制成萃取相。?

所述稀釋劑最佳采用二甲苯，也可以采用正十二烷或者加氫煤油。研究結果顯示，選用正十二烷和加氫煤油作為稀釋劑時，在水相鈀初始濃度小于50μg/mL時，就會出現三相，而選用二甲苯作稀釋劑時，水相中鈀的初始濃度低于400μg/mL時均不出現三相。?