[发明专利]一种天然铀萃取剂的再生方法

说明书

本发明提供了一种天然铀萃取剂的再生方法。本发明的天然铀萃取剂的再生方法中，天然铀萃取剂包括磷酸三丁酯和加氢煤油，再生方法包括如下顺序进行的步骤：S1：采用氢氧化钠溶液对待再生的天然铀萃取剂进行洗涤，洗涤后采用硝酸溶液进行酸化；S2：采用碳酸钠溶液对步骤S1洗涤、酸化后的天然铀萃取剂进行洗涤，洗涤后采用硝酸溶液进行酸化，得到再生天然铀萃取剂。通过本发明再生方法获得的再生天然铀萃取剂具有良好的选择性以及稳定性，实现了天然铀萃取剂的重复利用。

技术领域

本发明涉及天然铀纯化技术领域，尤其是涉及一种天然铀萃取剂的再生方法。

背景技术

目前，铀纯化工艺通常采用“湿法”萃取，该工艺将固体U₃O₈溶解得到硝酸铀酰溶液，再通过萃取-洗涤-反萃工艺将硝酸铀酰溶液纯化，达到去除杂质元素的目的。萃取过程通常是以磷酸三丁酯(TBP)-加氢煤油作为萃取剂来将硝酸铀酰-硝酸水溶液中的硝酸铀酰萃取至有机相中，杂质元素则存留至水相中；反萃过程则通常采用稀硝酸溶液将铀从有机相中反萃到水相中。有机相作为金属铀的纯化传递载体，其性能将显著地影响纯化生产的产品质量。

然而，随着萃取剂中TBP(作为铀萃取剂)与加氢煤油(作为稀释剂)使用时间的增加，萃取剂在射线、高温和化学试剂等作用下会发生断链、聚合、水解、硝化、氧化等反应，进而产生如磷酸二丁酯(DBP)、磷酸一丁酯(MBP)、十二烷基酸等的降解产物以及其他杂质，不仅使得微量铀保留在萃取剂中，造成金属铀的收率下降，还会在萃取过程中降低萃取效果，使萃余水相中的铀浓度升高，进而造成铀的收率下降，这些都限制了萃取剂的使用寿命。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然铀萃取剂的再生方法，通过该再生方法获得的再生天然铀萃取剂具有良好的选择性以及稳定性，实现了天然铀萃取剂的重复利用。

本发明提供一种天然铀萃取剂(也称为有机相)的再生方法，天然铀萃取剂包括磷酸三丁酯和加氢煤油，再生方法包括如下顺序进行的步骤：

S1：采用氢氧化钠溶液对待再生的天然铀萃取剂(也称为贫有机相)进行洗涤，洗涤后采用硝酸溶液进行酸化；

S2：采用碳酸钠溶液对步骤S1洗涤、酸化后的天然铀萃取剂进行洗涤，洗涤后采用硝酸溶液进行酸化，得到再生天然铀萃取剂(即净化后有机相)。

在本发明中，天然铀萃取剂是本领域常规的铀萃取剂，该天然铀萃取剂包括磷酸三丁酯和加氢煤油，其中磷酸三丁酯作为萃取剂，加氢煤油作为稀释剂；对天然铀萃取剂中磷酸三丁酯的质量含量不作严格限制，例如可以为30％左右。

天然铀萃取剂在使用过程中会产生一些已知杂质和未知杂质，其中已知杂质包括磷酸、磷酸一丁酯(MBP)、磷酸二丁酯(DBP)、微量铀等；研究表明，未知杂质对再生后的再生天然铀萃取剂的使用效果具有显著影响，而现有针对已知杂质的去除方法对未知杂质的去除效果不佳，从而导致再生后的再生天然铀萃取剂的性能恢复效果不佳。

本发明人经大量研究发现：采用碳酸钠溶液对天然铀萃取剂进行洗涤能够去除天然铀萃取剂中所含有的部分降解产物和微量铀，作用机理可能包括：碳酸钠与磷酸一丁酯、磷酸二丁酯作用生成易溶于水的物质，铀则通过络合作用反应生成三碳酸盐络合物从而溶于水中予以去除；同时，酸洗的主要作用是将溶剂酸化，降低有机相循环进入萃取体系后TBP对硝酸的萃取，维持体系的酸度，保证后续工艺对酸度的要求从而继续正常运行，同时去除碱洗后有机相中的一部分放射性物质，并破坏其中含有的乳化物等；更重要的是，先采用氢氧化钠溶液进行洗涤可以有效去除传统方法无法处理的未知杂质，协同后续的碳酸钠溶液洗涤步骤最大限度地除去了金属铀等杂质，进一步提升了净化效果，保证了再生天然铀萃取剂的性能恢复效果。

氢氧化钠洗涤时可能涉及的部分反应方程式如下：