[發明專利]一種球形核燃料元件生產線返品回收處理方法

在審

• 申請號: 201810771211.3
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109036609A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 陳曉彤;徐建軍;賀林峰;邵友林;劉兵;唐亞平;劉逸波;沈巍巍;宋君武;胡鳳岐;馬春雨;杜樂;郭易安;鄭越;張宇;郭顯鳳
• 申請（專利權）人: 清華大學;中核北方核燃料元件有限公司
• 主分類號: G21F9/00
• 分類號: G21F9/00
• 代理公司: 北京悅和知識產權代理有限公司 11714
• 代理人: 田昕

本發明實施例涉及核化工轉化領域，具體涉及一種球形核燃料元件生產線返品回收處理方法。該回收處理方法中返品包括不合格U₃O₈、廢UO₂核芯、廢包覆顆粒和廢元件球。本發明實施例提供的各種返品的回收處理方法中，采用萃取和反萃取純化工藝，成功使硝酸鈾酰溶液中的雜質得以去除，得到的純化后的硝酸鈾酰溶液中，鈾的純度、濃度達到生產主工藝要求；該回收處理方法步驟簡單，節省人力物力，應用性強，效率高。

技術領域

本發明屬于核化工轉化領域，具體涉及一種球形核燃料元件生產線中返品的回收處理方法。

背景技術

高溫氣冷堆是國際上第四代核能系統的優先研究開發對象，其球形核燃料元件生產線包括化工轉化、UO₂核芯制備、包覆顆粒制備、球形燃料元件制備、基體石墨粉制備以及不合格物回收等工藝。但是，現有的高溫氣冷堆球形核燃料元件無法處理返品，即：不合格U₃O₈、廢UO₂核芯、廢包覆顆粒和廢元件球等無法回收處理，造成了資源浪費和潛在環境問題。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

發明目的

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種球形核燃料元件生產線中返品的回收處理方法，其中返品包括不合格U₃O₈、廢UO₂核芯、廢包覆顆粒和廢元件球。該回收處理方法步驟簡單，節省人力物力，應用性強，效率高。

解決方案

本發明實施例提供了一種球形核燃料元件生產線中不合格U₃O₈的回收處理方法，包括以下步驟：

返品U₃O₈粉末的處理：將返品U₃O₈粉末用硝酸進行溶解，溶解溫度為80-90℃，溶解時間為2-6h，溶解完成后過濾并取濾液；濾液為硝酸溶解得到的硝酸鈾酰溶液；

硝酸鈾酰溶液的處理：將上述濾液調配至鈾濃度為100±10g/L和酸度為1.5-3.0mol/L后，用30％的磷酸三丁酯和70％的磺化煤油(v/v)作為有機相萃取濾液中的鈾，所得萃取液即為含鈾的富有機相；

含鈾的富有機相用40-50℃的去離子水進行反萃取，得到的反萃萃取液即為純化后的硝酸鈾酰溶液。純化后的硝酸鈾酰溶液返回到重鈾酸銨沉淀主工藝。

本發明實施例還提供了一種球形核燃料元件生產線中廢UO₂核芯的回收處理方法，包括下述步驟：

廢UO₂核芯的處理：將廢UO₂核芯經壓力破碎，在850-900℃下氧化煅燒5-8h，得到返品U₃O₈粉末；

返品U₃O₈粉末的處理：將返品U₃O₈粉末用硝酸進行溶解，溶解溫度為80-90℃，溶解時間為2-6h，溶解完成后過濾并取濾液；濾液為硝酸溶解得到的硝酸鈾酰溶液；

硝酸鈾酰溶液的處理：將上述濾液調至鈾濃度為100±10g/L和酸度為1.5-3.0mol/L后，用30％的磷酸三丁酯和70％的磺化煤油(v/v)作為有機相萃取濾液中的鈾；

含鈾的富有機相用熱的去離子水進行反萃取，得到的反萃萃取液即為純化后的硝酸鈾酰溶液。純化后的硝酸鈾酰溶液返回到重鈾酸銨沉淀主工藝。