一种用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法与流程
本发明属于乏燃料后处理，具体涉及一种用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法。
背景技术：
1、乏燃料后处理设施在科研、试运行及非正常运行时产生的高钚保留废有机相，长期贮存后采用传统的还原反萃或络合反萃无法将钚从有机相中反萃下来，国内外鲜有对长期废弃有机相中保留钚的洗脱研究。
2、通过建立验证台架及验证方法，为处理长期存放高钚保留废有机相中钚的回收提供方法和技术工艺流程，并为正常运行废有机相中钚的进一步净化提供技术储备和数据支持，通过搭建台架验证工艺流程的稳定性、安全性和可靠性，获取了关键工艺验证点的工艺参数。
3、采用氧化预处理的方式对废有机相中保留钚进行洗脱，验证混合澄清槽在该洗脱条件下的运行稳定性，及氧化预处理后2-6-吡啶二羧酸(dpa)、na2co3对有机相洗脱钚的效果。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法。
2、为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
3、一种用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法，
4、有机相预处理：
5、采用有机相:水相＝5:1；配制dpa溶液：将dpa与naoh配制成混合液；
6、废有机相与dpa-naoh溶液按体积比5:1进行混合预处理，采用水浴方式加热，使用磁力搅拌器持续搅拌；
7、取上层有机相测钚浓度，下层水相测铀、钚浓度；
8、预处理完成后，静置并分相，取上层有机相进行收集，为混合澄清槽钚洗脱做准备，下层水相收集作为钚回收试剂；
9、钚洗脱：
10、预处理后，选用混合澄清槽进一步反萃废有机相中的保留钚；
11、按有机相:水相＝10:1；
12、水相：配制25mmol/l dpa的硝酸溶液，硝酸浓度不超过0.05mol/l；
13、进水相料液，有机相出口有水相流出后，开始有机相进料，使水相及有机相出料，待有机相与水相进料出料达到平衡状态后，开始取样，每次取样品于液闪液，测量液闪计数，取源项样品于液闪液，测液闪计数，计算洗脱率；
14、完成进一步钚洗脱后，加dpa固体、naoh返回至预处理槽，对原始废有机相进行预处理；
15、钚回收：
16、钚回收段的处理对象为经有机相预处理后的水相反萃液；
17、洗钚反萃液冷却后，底部析出少量dpa固体，与钚洗脱段返回的反萃液混合，并补充dpa和naoh用于下一批有机相的预处理；上层清液进行钚回收；
18、预处理反萃液上层清液与浓硝酸按1:1的比例混合，将反萃液调至7～8mol/lhno3溶液体系；
19、阴离子交换树脂装柱，交换柱外层以循环水浴套管形式给离子交换柱降温；以5～6个柱体积的7～8mol/l hno3转型并平衡阴离子交换柱；
20、反萃液调完酸度后经过预平衡的阴离子交换柱，监测流出液中钚含量，在钚流穿之前停止上柱，并以7～8mol/l hno3的硝酸溶液淋洗5～10个柱体积，将阴离子柱上残留的dpa淋洗干净；
21、最后，以0.3～0.7mol/l hno3溶液解吸柱上的钚，得到钚的硝酸溶液；在解吸后半段，可能出现拖尾情况，可适量加入硝酸羟胺或u(iv)还原反萃钚；
22、废液处理：
23、将溶液进行酸化，调至0.1～0.5mol/l hno3溶液搅拌，na2co3变成二氧化碳挥发，c5a在硝酸溶液水解成戊二酸，酸化反应之后，重新将溶液的酸度调至10以上，将铀、钚沉淀为固体废物，水相及离子液体排放至废液处理单元；
24、op：含钚有机相；ap：含钚水相；ow：废有机相；aw：废水相；au：含铀水相；ou：含铀有机相；dpa：2-6-吡啶二羧酸；c5a：戊二酰偕亚胺二肟。
25、有机相预处理：将dpa与naoh配制成混合液：dpa浓度50mmol/l，naoh浓度1.0mol/l。
26、naoh浓度浮动不超过10％。
27、有机相预处理：采用水浴方式加热80～90℃恒温，使用磁力搅拌器持续搅拌1～2小时。
28、有机相预处理：反应1小时后，每半小时取一次样：取上层有机相测钚浓度，下层水相测铀、钚浓度。
29、有机相预处理：预处理完成后，在80℃条件下静置并分相。
30、钚洗脱：混合澄清槽为10级。
31、钚洗脱：按照1.5ml/min流量进水相料液；待有机相与水相进料出料达到平衡状态后，1h开始取样，每0.5h取样一次，共取样四次；每次取20μl样品于15ml液闪液，测量液闪计数；取源项20μl样品于15ml液闪液，测液闪计数，计算洗脱率。
32、钚回收：dowex1×2或dowex1×4阴离子交换树脂装柱。
33、废液处理：酸化反应24小时之后，重新将溶液的酸度调至10以上。
34、本发明所取得的有益效果为：
35、利用本发明提供的方法可实现后处理领域长期废弃有机相中保留钚的洗脱及回收，钚洗脱率≥99.9％(洗脱后有机相浓度＜10-4g/l)；采用离子交换回收钚，回收率≥99％。现阶段使用的还原反萃法仅能将能达到10％-70％的洗脱率。
技术特征：
1.一种用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法，其特征在于：有机相预处理：将dpa与naoh配制成混合液：dpa浓度50mmol/l，naoh浓度1.0mol/l。
3.根据权利要求2所述的用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法，其特征在于：naoh浓度浮动不超过10％。
4.根据权利要求1所述的用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法，其特征在于：有机相预处理：采用水浴方式加热80～90℃恒温，使用磁力搅拌器持续搅拌1～2小时。
5.根据权利要求1所述的用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法，其特征在于：有机相预处理：反应1小时后，每半小时取一次样：取上层有机相测钚浓度，下层水相测铀、钚浓度。
6.根据权利要求1所述的用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法，其特征在于：有机相预处理：预处理完成后，在80℃条件下静置并分相。
7.根据权利要求1所述的用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法，其特征在于：钚洗脱：混合澄清槽为10级。
8.根据权利要求1所述的用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法，其特征在于：钚洗脱：按照1.5ml/min流量进水相料液；待有机相与水相进料出料达到平衡状态后，1h开始取样，每0.5h取样一次，共取样四次；每次取20μl样品于15ml液闪液，测量液闪计数；取源项20μl样品于15ml液闪液，测液闪计数，计算洗脱率。
9.根据权利要求1所述的用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法，其特征在于：钚回收：dowex1×2或dowex1×4阴离子交换树脂装柱。
10.根据权利要求1所述的用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法，其特征在于：废液处理：酸化反应24小时之后，重新将溶液的酸度调至10以上。
技术总结
本发明属于乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种用于后处理废有机相中保留钚的洗脱与回收验证方法。将DPA与NaOH配制成混合液；废有机相与DPA‑NaOH溶液按体积比5:1进行混合预处理，采用水浴方式加热，使用磁力搅拌器持续搅拌；预处理完成后，静置并分相，取上层有机相进行收集，为混合澄清槽钚洗脱做准备，下层水相收集作为钚回收试剂；进水相料液，有机相出口有水相流出后，开始有机相进料，使水相及有机相出料，待有机相与水相进料出料达到平衡状态后，开始取样，每次取样品于液闪液，测量液闪计数，取源项样品于液闪液，测液闪计数，计算洗脱率。利用本发明提供的方法可实现后处理领域长期废弃有机相中保留钚的洗脱及回收，钚洗脱率≥99.9％。
技术研发人员：贺俊杰,张国果,石秀高,姚红军,刘雁峰,陈广军,薛勇,刁妍红,孙小博
受保护的技术使用者：中核四0四有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23