[发明专利]一种PUREX稀流程铀中去钚、镎的方法

说明书

本发明涉及一种PUREX稀流程铀中去钚、镎的方法，包括以下步骤：(1)料液预处理：接收来自共去污分离循环的含铀水溶液1CU，依次经调酸、加热、调价和调酸处理后得到2DF溶液；(2)萃取洗涤：用洗涤剂2DS和萃取剂2DX对2DF溶液进行萃取洗涤，得到有机相2DU’和水相2DW；(3)还原反萃：用还原反萃剂2DNS对有机相2DU’进行还原反萃，得到有机相2DU和水相2DNW；(4)反萃：用反萃剂2EX对有机相2DU进行反萃，得到产品液2EU和水相2EW。与现有技术相比，本发明提供了一种稀流程铀纯化工艺技术路线，实现一个铀纯化循环同时去除钚和镎，获得合格铀产品的目标。

技术领域

本发明涉及乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种PUREX稀流程铀中去钚、镎的方法。

背景技术

在乏燃料后处理领域，目前唯一实现大规模商业应用的流程为PUREX(PlutoniumUranium Reduction Extraction)流程，该流程主要包含铀钚共去污循环、铀纯化循环和钚纯化循环。对于铀纯化循环，其任务是对来自共去污分离循环的含铀水溶液(1CU料液)进一步进行净化处理，以降低铀产品的放射性活度。铀产品的杂质元素中，β、γ活度较高的裂片元素如钌(Ru)等，由于半衰期短、在萃取剂中分配系数小等因素，通过萃取、洗涤过程就能得到较好的净化；而对于α活度较高的元素，主要是镎(Np)、钚(Pu)元素，由于其价态众多且不易控制，非常难以彻底净化。同时由于镎、钚元素的α放射性比活度高，铀产品中对镎、钚浓度要求非常苛刻：铀产品中来自钚的α活度浓度必须低于166.7Bq/gU(折算质量浓度约为1×10^-8gPu/gU)，来自镎的α活度浓度必须低于83.3Bq/gU(折算质量浓度约为3×10^-6gNp/gU)。

对于铀纯化循环工艺，有两种流程：浓流程和稀流程，浓流程类似生产堆燃料后处理流程，先将来自共去污分离循环的含铀水溶液进行蒸发浓缩，再进行后续的萃取、洗涤、反萃等处理；稀流程是指对来自共去污分离循环的含铀水溶液不进行蒸发浓缩，只进行预处理及调酸后就进行萃取、洗涤、反萃等处理。相比于浓流程，稀流程工艺省去了中间蒸发器，简化了运行方式，避免了含铀水相在蒸发浓缩过程中可能产生的高放射性物质在蒸发器中沉积的风险。目前我国后处理设施所采用的铀纯化技术路线均为两循环流程，研究在一个铀纯化循环内将钚、镎同时除去的技术是十分有必要的

发明内容

本发明的目的是提供一种PUREX稀流程铀中去钚、镎的方法，实现一个铀纯化循环同时去除钚和镎，获得合格铀产品的目标。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种PUREX稀流程铀中去钚、镎的方法，包括以下步骤：

(1)料液预处理：接收来自共去污分离循环的含铀水溶液1CU，依次经调酸、加热、调价和调酸处理后得到2DF溶液；

(2)萃取洗涤：用洗涤剂2DS和萃取剂2DX对2DF溶液进行萃取洗涤，得到有机相2DU’和水相2DW；

(3)还原反萃：用还原反萃剂2DNS对有机相2DU’进行还原反萃，得到有机相2DU和水相2DNW；

(4)反萃：用反萃剂2EX对有机相2DU进行反萃，得到产品液2EU和水相2EW。

优选地，步骤(1)所述的料液预处理过程具体为：接收来自共去污分离循环的含铀水溶液1CU，用65％硝酸溶液调节溶液酸度至0.5～1mol/L，加热溶液温度至90～95℃，保温2～4h，溶液冷却至25～30℃后，加入羟胺溶液至浓度为0.1～0.15mol/L，最后加入65％硝酸溶液至溶液酸度为2mol/L。

优选地，步骤(2)所述的洗涤剂2DS为含羟胺酸溶液，萃取剂2DX为TBP/OK。