[发明专利]一种基于羧基功能离子液的铀酰离子分离方法

说明书

本发明所提供的一种基于羧基功能离子液的铀酰离子分离方法，本发明将具有较高耐酸性的含磷类萃取剂与稳定性优异的羧基功能离子液体结合起来，通过室温的萃取条件，可快速将水溶液中UO₂²⁺分离。本发明基于羧基功能离子液体实现UO₂²⁺的快速分离富集较高浓度，可用于UO₂²⁺的工业萃取分离，同时可用于乏燃料后处理中UO₂²⁺的分离流程，是一种快速、便捷、高效分离UO₂²⁺的方法，对铀的充分回收与利用具有重要意义。

技术领域

本发明属于UO₂²⁺的分离与富集技术领域，具体涉及一种基于羧基功能离子液的铀酰离子分离方法。

背景技术

核能具有不排放污染物到大气中、不产生温室气体等优点，被认为是一种清洁低碳的能源。先进核燃料循环是核能可持续发展的必经之路，而乏燃料的后处理是先进核燃料循环中的关键环节。铀是核能利用中最主要的核燃料，其在核燃料循环后处理中的回收利用对于核能的可持续发展意义重大。核能可持续发展必须解决两大主要问题：铀资源利用的最优化和核废物的最少化。目前，已实际应用的PUREX后处理流程是以30％的磷酸三丁酯(TBP)作萃取剂、以煤油为稀释剂，同时回收铀和钚。实际上，传统UO₂²⁺分离方法中，稀释剂存在着易挥发、极易燃烧、辐射稳定性差、裂片元素在体系中的临界浓度低等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于羧基功能离子液的铀酰离子分离方法。本发明将具有较高耐酸性的含磷类萃取剂与稳定性优异的羧基功能离子液体结合起来，发展快速分离富集水溶液中UO₂²⁺的方法，可用于乏燃料后处理中UO₂²⁺的分离与富集流程，同时可用于UO₂²⁺的工业分离与富集，对铀的充分回收与利用具有重要意义。

本发明具体采用如下技术方案：

一种基于羧基功能离子液的铀酰离子分离方法，其特征在于，该方法具体包括下述步骤：

a)萃取体系配置：根据分离体系的需求，称取适量的含磷类萃取剂，使用羧基功能离子液体溶解后，配置成指定浓度的含磷类萃取剂的羧基功能离子液体溶液，即为所需萃取体系；

b)萃取分离流程：将浓度为C₀的UO₂²⁺水溶液和含磷类萃取剂的羧基功能离子液体溶液按照一定的相比加入到萃取装置中，将萃取装置置于恒温振荡装置中，根据需求开展不同条件下的萃取分离实验；

c)溶液中UO₂²⁺浓度分析：取适量萃取分离前后的水相溶液进行稀释，将稀释后的溶液进行ICP-OES分析，获得萃取分离后水相溶液中的UO₂²⁺浓度C₁；

d)分离效率的计算：利用公式E＝(C₀-C₁)/C₀x100％计算所述萃取体系关于UO₂²⁺的萃取效率。

进一步，步骤a)中，所述含磷类萃取剂可选自下述材料中的任意一种：正辛基苯基一N，N′一二异丁基胺甲酰甲基氧化膦(CMPO)、1，8-双二苯膦酰基-2，7-辛二酮(DPPODO)、二(2，4，4-三甲基戊基)次膦酸(Cyanex272)、磷酸三丁酯(TBP)等。