本發(fā)明涉及乏燃料后處理和放射性廢物處理領(lǐng)域，具體地涉及一種回收鈾的方法，更具體地涉及一種從乏燃料后處理流程的廢有機(jī)相料液中回收鈾的方法。

背景技術(shù)：

1、purex(plutonium?uranium?reduction?extraction)流程是當(dāng)前唯一的商用乏燃料后處理流程。該流程的主要目的是將乏燃料中的鈾和钚提取出來(lái)，同時(shí)分離一些有用核素。該流程為多循環(huán)的溶劑萃取流程，水相為含金屬離子的硝酸溶液，有機(jī)相萃取劑為磷酸三丁酯(tbp)，稀釋劑為化學(xué)惰性的氫化煤油、氫化四丙烯(tph)或正十二烷等。該流程采用的30％tbp-煤油-hno3體系在射線和硝酸等化學(xué)試劑的雙重作用下會(huì)發(fā)生輻射降解和化學(xué)降解，主要降解產(chǎn)物包括磷酸二丁酯(hdbp)、磷酸一丁酯(h2mbp)、磷酸及醇類等，降解產(chǎn)物又可以繼續(xù)發(fā)生次級(jí)反應(yīng)，生成長(zhǎng)鏈烷基磷酸酯等。

2、tbp-煤油的降解產(chǎn)物會(huì)在流程運(yùn)行過(guò)程及科研調(diào)試過(guò)程中不斷積累，部分降解產(chǎn)物對(duì)金屬離子具有較強(qiáng)的絡(luò)合能力，會(huì)造成有機(jī)相金屬離子的保留(如鈾、钚、釕等)。整個(gè)體系的降解過(guò)程及其復(fù)雜，產(chǎn)物也多種多樣，對(duì)流程的運(yùn)行產(chǎn)生了較大的影響。中試廠在事故工況及科研調(diào)試期間產(chǎn)生了大量該類钚鈾濃度較高的廢有機(jī)相料液，而通過(guò)中試廠現(xiàn)有的洗滌和反萃流程處理后，其中钚以及鈾的濃度卻難以降低。這些高钚以及高鈾含量廢有機(jī)相料液既不能與正常運(yùn)行料液合并，更不能直接排放，對(duì)乏燃料后處理設(shè)施的生產(chǎn)和試驗(yàn)產(chǎn)生了很大干擾。為了減緩降解產(chǎn)物以及金屬離子的累積對(duì)萃取流程的危害，na2co3常用于洗滌有機(jī)相中的磷酸二丁酯(hdbp)、磷酸一丁酯(h2mbp)和h3po4，用于降低金屬離子的保留。針對(duì)該類廢有機(jī)相料液中钚的洗脫，前期已有相關(guān)文獻(xiàn)及專利報(bào)道了一種新型的洗脫劑(2,6-吡啶二羧酸)可將有機(jī)相的99.9％以上的钚洗脫至水相，且钚的回收率在99％以上。盡管如此，經(jīng)過(guò)處理后的廢有機(jī)相料液還存在大量的鈾，和輻射降解產(chǎn)物，例如磷酸二丁酯等物質(zhì)，由于磷酸二丁酯對(duì)鈾、钚的絡(luò)合能力比較強(qiáng)，常規(guī)的稀酸、稀堿難以輻解降解產(chǎn)物競(jìng)爭(zhēng)，因此常規(guī)的稀酸洗滌有機(jī)相鈾的方法在此并不適用，鈾的存在也會(huì)影響有機(jī)相的正常排放及溶劑復(fù)用。

3、因此，對(duì)于這種后處理流程產(chǎn)生的放置時(shí)間較長(zhǎng)、降解產(chǎn)物和鈾的濃度很高的污溶劑，亟需開(kāi)發(fā)一種從廢有機(jī)相中回收鈾的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種廢有機(jī)相中鈾的洗脫及回收方案，該方法對(duì)鈾具有良好的洗脫效果，且操作簡(jiǎn)單。

2、為此，本發(fā)明提供一種回收鈾的方法，所述方法包括：將含鈾廢有機(jī)相與絡(luò)合洗脫劑混合，分相后收集含鈾水相，調(diào)整所述含鈾水相的ph產(chǎn)生重鈾酸鹽沉淀，過(guò)濾并收集所述重鈾酸鹽沉淀，其中，所述絡(luò)合洗脫劑包括焦磷酸鈉和硝酸。

3、在一些實(shí)施方式中，所述含鈾廢有機(jī)相包括鈾、煤油、磷酸三丁酯、磷酸二丁酯。

4、在一些實(shí)施方式中，在所述絡(luò)合洗脫劑中，所述焦磷酸鈉的濃度為0.16～0.5mol/l。

5、在一些實(shí)施方式中，所述硝酸的濃度為0.1mol/l～1.0mol/l。

6、在一些實(shí)施方式中，所述含鈾廢有機(jī)相與所述絡(luò)合洗脫劑的體積比為1:1～1:5。

7、在一些實(shí)施方式中，所述調(diào)整所述含鈾水相的ph采用質(zhì)量占比為50％-52％的naoh溶液或質(zhì)量占比為25％-28％的氨水調(diào)整所述含鈾水相的ph至大于13。

8、在一些實(shí)施方式中，所述回收方法進(jìn)一步包括，在收集所述重鈾酸鹽沉淀之后，采用0.1mol/l-0.5mol/l的naoh或氨水溶液洗滌所述重鈾酸鹽沉淀。

9、在一些實(shí)施方式中，所述混合通過(guò)震蕩或攪拌進(jìn)行。

10、在一些實(shí)施方式中，將含鈾廢有機(jī)相料液與絡(luò)合洗脫劑混合后，通過(guò)靜置或離心使得混合溶液分相。

11、在一些實(shí)施方式中，所述方法包括，將含鈾廢有機(jī)相與絡(luò)合洗脫劑通過(guò)震蕩或攪拌混合，其中所述絡(luò)合洗脫劑包括濃度為0.16～0.5mol/l的焦磷酸鈉和濃度為0.1～1.0mol/l硝酸，含鈾廢有機(jī)相與絡(luò)合洗脫劑的體積比為1:1～1:5；通過(guò)靜置或離心分相后，收集含鈾水相，加入質(zhì)量占比為50％-52％的naoh溶液或質(zhì)量占比為25％-28％的氨水調(diào)整所述含鈾水相的ph至大于13，產(chǎn)生重鈾酸鹽沉淀，過(guò)濾并收集所述重鈾酸鹽沉淀。

12、在一些實(shí)施方式中，所述重鈾酸鹽沉淀采用濃度為0.1-0.5mol/l的naoh或氨水溶液清洗得到純化的重鈾酸鹽。

13、本發(fā)明的方法采用焦磷酸鹽和無(wú)機(jī)鹽形成的絡(luò)合洗脫劑與含鈾廢有機(jī)相混合，基于焦磷酸鹽在酸性溶液中對(duì)六價(jià)鈾具有較強(qiáng)的配位能力，通過(guò)絡(luò)合洗脫將有機(jī)相中的鈾元素洗脫至水相中，然后通過(guò)調(diào)整水相的ph使得鈾以重鈾酸鹽的形式沉淀，從而實(shí)現(xiàn)鈾的回收，此外，經(jīng)過(guò)處理后的有機(jī)相能夠達(dá)到蒸餾的要求。本發(fā)明的方法對(duì)鈾的洗脫效率達(dá)到99％以上，能夠?qū)崿F(xiàn)高效回收鈾，并且本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單，預(yù)期本發(fā)明的方法在乏燃料后處理廠廢有機(jī)相的處理以及正常運(yùn)行污溶劑的深度凈化方面有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種回收鈾的方法，其特征在于，所述方法包括：將含鈾廢有機(jī)相與絡(luò)合洗脫劑混合，分相后收集含鈾水相，調(diào)整所述含鈾水相的ph產(chǎn)生重鈾酸鹽沉淀，過(guò)濾并收集所述重鈾酸鹽沉淀，其中，所述絡(luò)合洗脫劑包括焦磷酸鈉和硝酸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含鈾廢有機(jī)相包括鈾、煤油、磷酸三丁酯和磷酸二丁酯。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述絡(luò)合洗脫劑中，所述焦磷酸鈉的濃度為0.16～0.5mol/l，所述硝酸的濃度為0.1mol/l～1.0mol/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含鈾廢有機(jī)相與所述絡(luò)合洗脫劑的體積比為1:1～1:5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述調(diào)整所述含鈾水相的ph采用質(zhì)量占比為50％-52％的naoh溶液或質(zhì)量占比為25％-28％的氨水調(diào)整所述含鈾水相的ph至大于13。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述回收方法進(jìn)一步包括，在收集所述重鈾酸鹽沉淀之后，采用0.1mol/l-0.5mol/l的naoh溶液或氨水洗滌所述重鈾酸鹽沉淀。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合通過(guò)震蕩或攪拌進(jìn)行。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，將含鈾廢有機(jī)相料液與絡(luò)合洗脫劑混合后，通過(guò)靜置或離心使得混合溶液分相。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括，將含鈾廢有機(jī)相與絡(luò)合洗脫劑通過(guò)震蕩或攪拌混合，其中所述絡(luò)合洗脫劑包括濃度為0.16～0.5mol/l的焦磷酸鈉和濃度為0.1～1.0mol/l硝酸，含鈾廢有機(jī)相與絡(luò)合洗脫劑的體積比為1:1～1:5；通過(guò)靜置或離心分相后，收集含鈾水相，加入質(zhì)量占比為50％-52％的naoh溶液或質(zhì)量占比為25％-28％的氨水調(diào)整所述含鈾水相的ph至大于13，產(chǎn)生重鈾酸鹽沉淀，過(guò)濾并收集所述重鈾酸鹽沉淀。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述重鈾酸鹽沉淀采用濃度為0.1-0.5mol/l的naoh溶液清洗得到純化的重鈾酸鹽。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種廢有機(jī)相料液回收鈾的方法，包括將含鈾廢有機(jī)相料液與絡(luò)合洗脫劑混合，分層后收集含鈾水相溶液，調(diào)整含鈾洗脫水相的pH生成重鈾酸鹽沉淀，過(guò)濾并收集重鈾酸鹽沉淀，其中，所述絡(luò)合洗脫劑包括焦磷酸鈉和硝酸。本發(fā)明的方法中提供的絡(luò)合洗脫劑對(duì)有機(jī)相中的鈾具有很好的洗脫效果，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的方法洗脫并回收含鈾廢有機(jī)相中的鈾，減少放射性污染。

技術(shù)研發(fā)人員：郝軒,袁嘉瑤,楊素亮,柳倩,朱禮洋,周今,田國(guó)新,楊琪,楊雅婷,蘭友世
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)原子能科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28