[发明专利]应用阳离子交换树脂制备包含铀和至少一种锕系和/或镧系元素的混合燃料的方法

权利要求书

1.一种用于制备包含铀和至少一种锕系和/或镧系元素的氧化物、碳化物和/或碳氧化物类燃料的方法，所述方法包括以下步骤：

制备负载溶液的步骤，所述负载溶液是包含锕系和/或镧系元素硝酸盐形式的所述锕系和/或镧系元素和羟基化硝酸铀酰络合物形式的铀的硝酸溶液；

使所述溶液通过包含羧基的阳离子交换树脂的步骤，由此阳离子形式的所述锕系和/或镧系元素以及所述铀酰形式的铀保留结合至所述树脂；

所述树脂的热处理步骤，从而获得所述燃料。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述锕系元素是处于氧化态(III)、(V)或(VI)的锕系元素，所述镧系元素是处于氧化态(III)的镧系元素。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述锕系元素是选自镅、锔、镎及其混合物的次锕系元素。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述次锕系元素源自废燃料的后处理流。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，制备所述负载溶液的所述步骤包括：

-制备第一硝酸溶液，所述第一硝酸溶液包含所述锕系和/或镧系元素的硝酸盐；

-将预定量的氧化铀UO₃或可选的U₃O₈导入所述第一溶液中，将所述量设定为形成式UO₂(NO₃)_2-x(OH)_x的羟基化硝酸铀酰络合物，其中x≤1；

-混合所得的溶液的步骤，该步骤优选在室温进行，并选择性的随后进行过滤步骤。

6.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其中，制备所述负载溶液的所述步骤包括将预定量的三氧化铀导入第一溶液中，所述第一溶液包含所述锕系和/或镧系元素的硝酸盐及备好的硝酸铀酰，以形成式UO₂(NO₃)_2-x(OH)_x的羟基化硝酸铀酰络合物，其中x≤1。

7.如权利要求5或6所述的方法，其中，待导入所述第一溶液中的三氧化铀的所述预定量确定为使得硝酸根离子的摩尔数与铀的摩尔数的摩尔比小于2。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述树脂是通过(甲基)丙烯酸或丙烯腈与交联剂进行(共)聚合而得到的树脂。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述负载溶液通过所述树脂的步骤之前使所述树脂经历以下步骤中的一个或多个步骤：

-湿校准步骤，该步骤用于分离出所需粒度级分，例如，范围是600μm～800μm的级分；

-至少一个应用使用氨水和硝酸的碱和酸处理循环进行的洗涤步骤，和随后的使用软化水的漂洗步骤；

-所述漂洗步骤之后的干燥步骤；

-形状分选步骤，该步骤用于除去破裂颗粒或非球形颗粒。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使所述负载溶液通过所述树脂的所述步骤是使所述负载溶液经由所述树脂渗滤而进行。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使所述负载溶液通过所述树脂的所述步骤进行至得到的洗出液的浓度与所述负载溶液的浓度相同为止。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述热处理步骤包括在最高1000℃的温度范围进行的碳化步骤，该步骤在空气中或者在惰性气氛下进行。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述热处理步骤包括还原所述碳化步骤之后得到的材料的步骤，由此获得包含铀和至少一种锕系和/或镧系元素的混合的碳化物和/或碳氧化物。