一种从辐照镎靶溶解液中提取钚-238并回收镎-237的新方法技术

本发明专利技术涉及一种从辐照镎靶溶解液中提取钚

【技术实现步骤摘要】
一种从辐照镎靶溶解液中提取钚
‑
238并回收镎
‑
237的新方法


[0001]本专利技术属于核材料提取
，具体涉及一种从辐照镎靶溶解液中提取钚
‑
238并回收镎
‑
237的新方法。

技术介绍

[0002]由钚
‑
238制成的热源和同位素电池具有功率密度高、半衰期长、毒性小、有害杂质少(不产生高能中子和高能γ)、防护简单、屏蔽轻等优点。因此，由其制成的热源和同位素电池在很多恶劣的环境中有着广泛的应用，比如航空航天、极寒地区等。
[0003]但
238
Pu在自然界中并不存在，只能通过反应堆辐照的方式人工生产
238
Pu。常用的方法是：从乏燃料后处理中回收
237
Np，回收后的
237
Np制成镎
‑
237靶(铝、镁基体)后再入反应堆辐照，辐照镎靶经过一些列化学化工处理，提取钚
‑
238并回收镎
‑
237。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种从辐照镎靶溶解液中提取钚
‑
238并回收镎
‑
237的新方法，通过改变镎钚进料价态简化从辐照镎靶溶解液中提取钚
‑
238和回收镎
‑
237的工艺，以降低建设成本；减少高放区以降低辐防难度；通过减少含盐试剂的使用，以降低放射性固体废物量；通过优化流程设计，以提高从辐照镎靶溶解液中提取钚的净化率。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种从辐照镎靶溶解液中提取钚
‑
238并回收镎
‑
237的新方法，所述方法包括如下步骤：
[0006]S1、对辐照镎靶溶解液进行调价调酸：将辐照镎靶溶解液中的镎还原为四价、钚还原为三价；然后采用第一氧化剂将镎钚价态均调整至四价，再用硝酸调整辐照镎靶溶解液的酸度，制得一循环进料料液；
[0007]S2、一循环，包括如下具体步骤：
[0008]S21、镎钚共萃取，采用镎钚共萃取剂将所述一循环进料料液中的Np(IV)、Pu(IV)共同萃取进入镎钚共萃取有机相；
[0009]S22、钚的还原反萃，采用第一钚还原反萃剂将所述镎钚共萃取有机相中的Pu(IV)还原至Pu(III)，并将Pu(III)反萃进入钚的还原反萃水相，得到钚
‑
238的粗产品液；
[0010]S23、镎的反萃循环，采用第一镎反萃剂将钚的还原反萃有机相中的镎反萃取进入镎的反萃循环水相，得到镎
‑
237的粗产品液；
[0011]S3、钚纯化循环：将所述钚
‑
238的粗产品液进行调料处理，制得钚纯化循环过程进料料液；并将钚纯化循环过程进料料液进行化学分离，获得符合产品要求的钚
‑
238产品液；
[0012]S4、镎纯化循环：将所述镎
‑
237的粗产品液进行调料处理，制得镎纯化循环过程进料料液；并将镎纯化循环过程进料料液进行化学分离，获得符合产品要求的镎
‑
237产品液。
[0013]进一步，步骤S1中，所述第一氧化剂为亚硝气或N2O4；
[0014]所述硝酸的浓度为1
‑
10mol/L；
[0015]用所述硝酸将辐照镎靶溶解液的酸度调整为2
‑
5mol/L。
[0016]进一步，步骤S21中，所述镎钚共萃取剂为含甲基膦酸二(1
‑
甲庚)酯的有机溶剂；
[0017]所述含甲基膦酸二(1
‑
甲庚)酯的有机溶剂中，甲基膦酸二(1
‑
甲庚)酯的体积百分含量为5
‑
50％。
[0018]进一步，步骤S22中，所述第一钚还原反萃剂为酸性介质中的无盐还原剂；
[0019]所述无盐还原剂为羟胺、二甲基羟胺、肼中的一种或多种的组合；
[0020]所述酸性介质为硝酸。
[0021]进一步，步骤S22中，采用第一钚还原反萃剂将所述镎钚共萃取有机相中的Pu(IV)还原至Pu(III)，并将Pu(III)反萃进入钚的还原反萃水相之后，还包括如下步骤：
[0022]采用第一补萃剂对所述钚的还原反萃水相中的镎进行补萃；
[0023]所述第一补萃剂为含甲基膦酸二(1
‑
甲庚)酯的有机溶剂。
[0024]进一步，步骤S23中，所述第一镎反萃剂为(0.2
‑
0.3)mol/L HNO3。
[0025]进一步，步骤S3中，所述钚
‑
238的粗产品液进行调料处理的方法为：
[0026]采用第二氧化剂将所述钚
‑
238的粗产品液中的钚
‑
238氧化为四价，并将所述钚
‑
238的粗产品液中硝酸浓度调整为2
‑
5mol/L，制得所述钚纯化循环过程进料料液。
[0027]进一步，步骤S3中，所述钚纯化循环过程进料料液进行化学分离的方法包括如下步骤：
[0028]S31、钚的萃取，采用钚萃取剂将所述钚纯化循环过程进料料液中的钚和镎萃取进入钚的萃取有机相；
[0029]S32、钚的反萃取循环，在所述钚的萃取有机相中加入第二钚还原反萃剂将钚还原至Pu(III)，并将Pu(III)反萃进入钚的反萃取循环水相，而镎保留在钚的反萃取循环有机相中。
[0030]进一步，步骤S4中，所述镎
‑
237的粗产品液进行调料处理的方法为：
[0031]采用还原剂将所述镎
‑
237的粗产品液中的镎还原至四价、钚还原至三价，并将所述镎
‑
237的粗产品液中硝酸浓度调整为2
‑
5mol/L，制得所述镎纯化循环过程进料料液。
[0032]进一步，步骤S4中，所述镎纯化循环过程进料料液进行化学分离的方法包括如下步骤：
[0033]S41、镎的萃取，采用镎萃取剂将所述镎纯化循环过程进料料液中的镎萃取进入镎的萃取有机相；
[0034]S42、镎的反萃取循环，在所述镎的萃取有机相中加入第二镎反萃剂，使镎从所述镎的萃取有机相反萃到镎的反萃取循环水相。
[0035]本专利技术的有益效果在于：采用本专利技术所提供的一种从辐照镎靶溶解液中提取钚
‑
238并回收镎
‑
237的新方法，包括如下步骤：首先对辐照镎靶溶解液进行调价调酸，将镎钚价态均调整至四价，再用硝酸调整辐照镎靶溶解液的酸度，制得一循环进料料液；然后在一循环中，通过镎钚共萃取、钚的还原反萃、镎的反萃循环分别得到钚
‑
238的粗产品液、镎
‑
237的粗产品液；最后通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从辐照镎靶溶解液中提取钚
‑
238并回收镎
‑
237的新方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、对辐照镎靶溶解液进行调价调酸：将辐照镎靶溶解液中的镎还原为四价、钚还原为三价；然后采用第一氧化剂将镎钚价态均调整至四价，再用硝酸调整辐照镎靶溶解液的酸度，制得一循环进料料液；S2、一循环，包括如下具体步骤：S21、镎钚共萃取，采用镎钚共萃取剂将所述一循环进料料液中的Np(IV)、Pu(IV)共同萃取进入镎钚共萃取有机相；S22、钚的还原反萃，采用第一钚还原反萃剂将所述镎钚共萃取有机相中的Pu(IV)还原至Pu(III)，并将Pu(III)反萃进入钚的还原反萃水相，得到钚
‑
238的粗产品液；S23、镎的反萃循环，采用第一镎反萃剂将钚的还原反萃有机相中的镎反萃取进入镎的反萃循环水相，得到镎
‑
237的粗产品液；S3、钚纯化循环：将所述钚
‑
238的粗产品液进行调料处理，制得钚纯化循环过程进料料液；并将钚纯化循环过程进料料液进行化学分离，获得符合产品要求的钚
‑
238产品液；S4、镎纯化循环：将所述镎
‑
237的粗产品液进行调料处理，制得镎纯化循环过程进料料液；并将镎纯化循环过程进料料液进行化学分离，获得符合产品要求的镎
‑
237产品液。2.根据权利要求1所述的一种从辐照镎靶溶解液中提取钚
‑
238并回收镎
‑
237的新方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一氧化剂为亚硝气或N2O4；所述硝酸的浓度为1
‑
10mol/L；用所述硝酸将辐照镎靶溶解液的酸度调整为2
‑
5mol/L。3.根据权利要求1所述的一种从辐照镎靶溶解液中提取钚
‑
238并回收镎
‑
237的新方法，其特征在于，步骤S21中，所述镎钚共萃取剂为含甲基膦酸二(1
‑
甲庚)酯的有机溶剂；所述含甲基膦酸二(1
‑
甲庚)酯的有机溶剂中，甲基膦酸二(1
‑
甲庚)酯的体积百分含量为5
‑
50％。4.根据权利要求1所述的一种从辐照镎靶溶解液中提取钚
‑
238并回收镎
‑
237的新方法，其特征在于，步骤S22中，所述第一钚还原反萃剂为酸性介质中的无盐还原剂；所述无盐还原剂为羟胺、二甲基羟胺、肼中的一种或多种的组合；所述酸性介质为硝酸。5.根据权利要求1所述的一种从辐照镎靶溶解液中提取钚
‑
238并回收镎
‑
237的新方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋德祥，叶国安，何辉，李斌，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：