[发明专利]放射性核废有机相的处理系统及方法

说明书

本发明涉及一种放射性核废有机相的处理系统及方法。处理系统包括依次连接的预处理单元、湿式催化氧化处理单元、电解氧化处理单元和蒸发浓缩处理单元。处理过程中，将废有机相首先经过预处理单元进行混合、稀释、加药和搅拌等预处理，再进入湿式催化氧化单元进行废有机相中COD_cr的降解，把大部分有机物催化氧化成无机物或大分子催化氧化成小分子；湿式催化氧化处理完的水再进入电解氧化处理单元进行深度氧化处理，最终将有机相完全转变成无机相，彻底实现油变水；因处理水中含有少量放射性铀、磷酸根、硝酸根离子等，故再经过蒸发浓缩处理单元对铀、磷酸根及硝酸根进行回收；有效解决核行业多年来的技术难题以及废有机相长期储存的安全隐患。

技术领域

本发明涉及核环保技术领域，具体涉及一种放射性核废有机相的处理系统及方法。

背景技术

核科学技术已广泛应用于工业、农业、医学、军事等多个领域，给人们的生产、生活带来了巨大的便利和利益，同时也对人们的健康、环境的安全和子孙后代的发展产生着重要影响，核安全已成为人们普遍关注的话题，前不久发生的日本福岛核事故又让人们对核安全产生了更多忧虑。核科学技术开发利用过程中会产生大量的放射性废物，放射性废有机相等，这些放射性废水进入环境后造成水和土壤污染，并可能通过多种途径进入人体，进而对环境和人类造成严重危害。

从铀矿石中提取铀一般采用浸取法，即用化学试剂把矿石中的有用组分铀等转化为可溶性化合物，再从溶液中回收有用的组分铀等金属。从浸出液中提取铀的方法一般有离子交换法、化学沉淀法和溶剂萃取法。其中，溶剂萃取法是利用有机溶剂(称有机相)与含铀浸出溶液(称水相)混合接触，使水相中的铀萃取到有机相，再反萃取到水相，从而分离杂质达到提取的目的。溶剂萃取法中通常采用的是TBP萃取工艺流程，萃取剂为磷酸三丁酯，磺化煤油为稀释剂，由磷酸三丁酯和磺化煤油组成有机相，将浸出液中的铀转移到有机相中，含铀的有机相经过净化后再进行反萃取，反萃取剂为10％的稀硝酸溶液，将铀再转移到反萃取液中(成品液)进入下一个单元处理。而贫有机相经过再生剂再生后又返回到前段继续对浸出液(萃余液)中的铀相进行萃取进而循环使用；如图1所示。

有机相萃取后，在萃余水相、负载有机相洗涤液、贫有机相再生液以及有机相回收尾液中都含有有机相溶液，经过重复再利用后最终会产生无法再利用的废弃物有机相，这些统称为废有机相。以1000tU/a铀转化为基准，废有机相的产生量每年约数十吨。在废有机相中还存在少量的铀化合物(或相应的离子)，磷酸三丁酯磺化煤油以及残余的硝酸，磺化煤油与磷酸单丁酯的比例约为7:3。而这些废有机相因为含有少量的铀，在回用、运输及处理方面遇到了极大困难，焚烧会产生核污染。回收困难且极为不经济，且成本较高，产量较少，工艺又相对复杂。因为溶液主体基本都是废有机相，而且还含有放射性元素，见明火易燃，这给长期储存带来了潜在的风险，但至今仍以储存为主。

对于废有机相的彻底处理，国内外目前仍然没有较好的解决办法，其已成为世界范围的难题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种放射性核废有机相的处理系统及方法。本发明提供的放射性核废有机相的处理系统具有设备化程度高、各段技术成熟、能耗低且对废有机相的处理彻底等优点，能够成功实现油相变水相；与此同时，本发明处理过程中不产生二次污染，且能实现铀的回收与再利用，有效解决了核行业多年以来未解决的技术难题以及因废有机相长期储存所带来的安全隐患。