[發明專利]一種從高放廢液中共萃取三價錒系和三價鑭系元素的工藝

有效

• 申請號: 201810896690.1
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109234534B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 何喜紅;蘇哲;袁潔瓊;謝書寶;曹智;劉櫟錕;呂洪彬;何輝;晏太紅;張虎;葉國安
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B59/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本公開屬于乏燃料后處理技術領域，具體涉及一種從高放廢液中共萃取三價錒系和三價鑭系元素的工藝。該工藝是利用萃取體系、洗滌體系在1A槽中將三價錒系和三價鑭系萃取入有機相并洗滌Zr、Pd及其他裂片元素；再利用反萃體系將三價錒系和三價鑭系反萃。該工藝具有萃取效果好、反萃級數少且能盡量減少后續產生的放射性廢液體積的有益效果。

技術領域

本公開屬于乏燃料后處理技術領域，具體涉及一種從高放廢液中共萃取三價錒系和三價鑭系元素的工藝。

背景技術

乏燃料中包括六十多種元素，通過Purex流程可提取其中的U、Pu，其余元素則主要進入高放廢液(HLLW)。HLLW具有長期的輻照危害，提取其中的三價錒系元素(Am、Cm)等α核素進行嬗變，可大幅度縮短HLLW的長期危害，同時，三價錒系元素具有重要的應用價值。為此，國內外開發了多個HLLW分離流程，如中國的TRPO流程、法國的DIMAMEX流程、美國的TRUEX流程，以及一些國家研發的酰胺莢醚流程，這些流程都可以提取HLLW中的三價錒系元素。實際上，由于鑭系元素的化學性質與三價錒系元素接近，在這些流程中，鑭系元素將進入三價錒系元素物流，即實現了三價錒系和鑭系元素的共萃。

高放廢液分離流程中，酰胺莢醚流程是最近研究較多的一類流程，德國、印度、中國都進行了相關研究，并開發了相應的酰胺莢醚流程。目前，國內外開發的酰胺莢醚流程均采用N，N，N’，N’-四辛基-3-氧雜-戊二酰胺(TODGA)為萃取劑，結構式為：該萃取劑的萃取能力強，使得三價錒系和鑭系的反萃及裂變元素的去污困難，從而導致反萃液和洗滌液相對體積較大，對應的反萃級數和洗滌級數較多，產生的廢液也增多。因此，目前需要尋求一種萃取效果好且能盡量減少放射性廢液產生的共萃取三價錒系和三價鑭系元素的工藝。

發明內容

(一)發明目的

根據現有技術所存在的問題，本公開提供了一種萃取效果好、反萃級數少且能盡量減少后續產生的放射性廢液體積的從高放廢液中共萃取三價錒系和三價鑭系元素的工藝。

(二)技術方案

為了解決現有技術所存在的問題，本發明提供的技術方案如下：

一種從高放廢液中共萃取三價錒系和三價鑭系元素的工藝，該工藝是利用萃取體系、洗滌體系在1A槽中將三價錒系和三價鑭系萃取入有機相并洗滌Zr、Pd及其他裂片元素；再利用反萃體系將三價錒系和三價鑭系反萃，具體步驟包括：

1)加入濃硝酸，將待處理高放廢液(HLLW)的酸度調節至4～4.5mol/L，并設定高放廢液的流量為1；向調酸后的高放廢液中加入草酸和HEDTA，并使得高放廢液中的草酸濃度為0.15～0.20mol/L，高放廢液中HEDTA濃度為0.05～0.08mol/L；

2)將萃取體系加入至1A槽的萃取段；萃取體系包括萃取劑1AX和相改良劑TBP，其中萃取劑為N，N，N’，N’-四辛基-2-甲基-3-氧雜-戊二酰，結構式為：該萃取劑的萃取能力弱于TODGA，但是利用該萃取劑可以有效減少后端反萃段的反萃級數，同時可大幅降低放射性廢液量。

3)將洗滌體系加入至1A槽的洗滌段，其中洗滌段分為第一洗滌段及第二洗滌段，洗滌體系包括與洗滌段對應的第一洗滌體系1AS₁和第二洗滌體系1AS₂；其中第一洗滌體系1AS₁由2.5～3mol/L硝酸、0.3～0.4mol/L草酸及0.08～0.1mol/L HEDTA組成，相對于高放廢液的流量比為0.4～0.6；第二洗滌體系1AS₂為1.5～1.8mol/L硝酸，相對于高放廢液的流量比為0.4～0.6；

4)將1A槽得到的料液1AP引入至2B槽中；將反萃劑2BX加入至2B槽的反萃段，其中2BX為0.05～0.10mol/L硝酸，相對于高放廢液的流量比0.5～0.6；