[發(fā)明專利]一種鈾的回收方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510631393.0
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN106555062B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張嵐;李崢;李瑞芬;劉春霞;何淑華;趙皓貴;李晴暖;于婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所
• 主分類號: C22B60/02
• 分類號: C22B60/02;C22B7/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 薛琦;徐婕超

本發(fā)明公開了一種鈾的回收方法。本發(fā)明的回收方法包括：1)將含有釷和鈾的酸水溶液作為料液，將含甲基膦酸二(1?甲基)庚酯的有機(jī)溶劑作為萃取劑，酸水溶液作為洗滌液，進(jìn)行分餾萃取，得到含有鈾的有機(jī)相；所述的萃取劑中甲基膦酸二(1?甲基)庚酯的體積濃度為1％?6％；2)將步驟1)得到的含有鈾的有機(jī)相通過多級逆流的方式進(jìn)行反萃。本發(fā)明的回收方法鈾的回收率較高，萃取級數(shù)較少，效率較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈾的回收方法。

背景技術(shù)

釷元素是核能研究和發(fā)展中的重要元素之一，其可以吸收中子轉(zhuǎn)變成可裂變核素U-233，進(jìn)行核裂變反應(yīng)，因此釷元素是一種極有前途的核燃料。對于釷基核燃料的后處理，就是要回收及分離其中未燃燒完全的釷和鈾進(jìn)行循環(huán)利用，以實現(xiàn)資源的充分利用。

對于釷基乏燃料的后處理而言，其處理目的可以是從乏燃料中同時分離及回收釷和鈾，得到釷和鈾產(chǎn)品，也可以是從中單獨(dú)回收可裂變材料U-233，最終只得到鈾產(chǎn)品，釷及裂變產(chǎn)物則以廢物的形式進(jìn)行處置。針對于單獨(dú)回收可裂變材料U-233的釷基乏燃料處理流程，報導(dǎo)較多的還是以TBP作為萃取劑，但是TBP在水相中的溶解度較高，引起萃取劑損失的同時，增加廢液處理的困難，并且TBP對釷、鈾分離系數(shù)也較低，使得流程需要較多的級數(shù)才能達(dá)到較好的釷、鈾分離效果，并保證鈾的收率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，為了克服現(xiàn)有從釷基乏燃料中回收鈾的方法中鈾回收率相對較低、所需萃取級數(shù)較多的缺陷，而提供一種鈾的回收方法。本發(fā)明的回收方法鈾的回收率較高，萃取級數(shù)較少，效率較高。

本發(fā)明提供了一種鈾的回收方法，其包括以下步驟：

1)將含有釷和鈾的酸水溶液作為料液，將含甲基膦酸二(1-甲基)庚酯的有機(jī)溶劑作為萃取劑，酸水溶液作為洗滌液，進(jìn)行分餾萃取，得到含有鈾的有機(jī)相；所述的萃取劑中甲基膦酸二(1-甲基)庚酯的體積濃度為1％-6％；

2)將步驟1)得到的含有鈾的有機(jī)相通過多級逆流的方式進(jìn)行反萃。

步驟1)中，所述的含有釷和鈾的酸水溶液中，采用的酸優(yōu)選鹽酸、硫酸、磷酸和硝酸中的一種或幾種，酸的摩爾濃度優(yōu)選0.2-4mol/L，更優(yōu)選1-2mol/L，釷和鈾的摩爾濃度并沒有特殊的限制，一般釷為0.2-1.0mol/L，鈾為0.0002-0.01mol/L，優(yōu)選0.0021mol/L，其中，釷和鈾的質(zhì)量比優(yōu)選10:1～5000:1，更優(yōu)選100:1。

步驟1)中，所述的料液可為本領(lǐng)域中常規(guī)的釷基乏燃料的水溶液，其除了含有釷和鈾以外，還含有Zr⁴⁺、Nb⁵⁺、Ru(RuNO³⁺)、Rh³⁺、Sr²⁺、Cs⁺、Ce³⁺、Ce⁴⁺、Gd³⁺、Dy³⁺等其它裂片元素，而本發(fā)明的萃取劑對于除釷和鈾以外的其他裂片元素萃取分配比較低，因此，其余元素的濃度不會影響對鈾的回收，一般其它裂片元素在料液中的摩爾濃度為5ppm。所述的釷基乏燃料在成為所述的料液之前，通常需要脫殼、溶解、絮凝、過濾、調(diào)料等步驟的處理。

步驟1)中，所述的萃取劑中的有機(jī)溶劑優(yōu)選三氯甲烷、正十二烷、煤油和甲苯中的一種或幾種。

步驟1)中，所述的萃取劑中甲基膦酸二(1-甲基)庚酯的體積濃度優(yōu)選3％-5％，更優(yōu)選4％。

步驟1)中，所述的洗滌液可為本領(lǐng)域常規(guī)的酸水溶液，其中采用的酸性物質(zhì)可為本領(lǐng)域中常規(guī)的酸或常規(guī)的酸和強(qiáng)酸弱堿鹽的混合物。當(dāng)洗滌液中采用的酸性物質(zhì)為酸時，所述的酸優(yōu)選鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸和氨基磺酸亞鐵中的一種或幾種。所述的洗滌液中酸性物質(zhì)的摩爾濃度優(yōu)選0.1-2mol/L，更優(yōu)選0.2-1.5mol/L，最優(yōu)選0.2-0.5mol/L。