一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程制造技术

本发明专利技术涉及核化工技术领域，尤其是涉及一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程

【技术实现步骤摘要】
一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程


[0001]本专利技术涉及核化工
，尤其是涉及一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程
。

技术介绍

[0002]高放废液
(HLLW)
是指乏燃料经过
PUREX
流程处理后产生的包含多种高放射性元素的废液
。
其成分主要包含次锕系元素
(
镅和锔等
)
和裂片元素
(
锶
、
铯
、
镧系
、
锆
、
钼
、
钯
、
铁等
)。
这些元素中有些在军事
、
医疗等领域具有重要应用，如锶
‑
90(
90
Sr)
，可用于核电池，在深海探测
、
偏远或环境恶劣地区持续供能
。
以锶
‑
90
为制备原料的锶
‑
钇发生是重要的放射性癌症治疗放射源，可治疗肝癌
、
肺癌等
。
镅
‑
241/243(
241
Am,
243
Am)
是烟雾报警器
、
探测器
、
中子源生产
、
核电池等的原料，具有高经济和应用价值
。
将锶
‑
90
和镅
‑/>241/243
从高放废液中提取，不仅能够充分利用其价值，而且能降低高放废液处理的难度
。
然而由于高放废液成分复杂，从高放废液中分离提取锶和镅的难度非常大
。
[0003]现有技术
CN201910033588.3
公开了一种使用
N,N
‑
二对甲苯基
‑
2,6
‑
吡啶二甲酰胺作为萃取剂对溶液中的锶进行萃取的技术，其特征在于：对有机相中锶的反萃取过程采用水作为反萃取剂，最终分离出水相得到锶
。CN201810430465.9
公开了一种从高放废液中提取锶的萃取剂及萃取方法，萃取剂为酰胺荚醚类化合物
。
但是我国当前尚未实现锶的工业化提取，因此研究有工业化可行性
、
工艺简单的锶提取工艺迫在眉睫
。
而镅提取目前为止仍是世界性难题，国内外暂未有相关工业化的镅提取技术报道
。
因此镅的提取技术也是急需解决的关键难题
。
[0004]锶和镅的一体化提取
(Strontium and Americium Recovery by Extraction,SAREX)
，不仅实现锶和镅的分别提取，更是简化提取过程
、
统一萃取剂
、
增加工业化可行性
。
是两种核素提取的关键突破性的
、
全新的
、
先进的工艺
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程
。
本专利技术使用萃取剂
N,N,N'N'
‑
四辛基
‑3‑
氧杂戊二酰胺
(TODGA)
，设计一种具有三循环的新提取工艺流程
(SAREX
流程
)
，将高放废液中的锶和镅一体化提取，同时获取锶产品和镅产品
。SAREX
工艺流程包括镅循环
(
一
)、
镅循环
(
二
)
和锶提取循环三个工艺环节
。
其中镅循环
(
一
)
包括萃取镅
、
除杂
、
反萃镅三个工艺步骤；镅循环
(
二
)
包括萃取镅
、
调控
、
反萃镅三个工艺步骤；特别地，此三个步骤中调控步骤有时可省去；锶提取循环包括萃取锶
、
调控
、
反萃锶的工艺步骤，此三个步骤中调控步骤有时可省去
。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术提供一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程，其特征在于，包括以下步骤：
[0008](1)
使用
TODGA
‑
TBP
‑
煤油萃取体系萃取高放废液，得到第一有机相和第一水相；
[0009]其中，第一有机相中含有高分配比的元素，第一水相中含有低分配比的元素；
[0010](2)
利用除杂洗涤试剂洗涤第一有机相，去除部分裂片杂质元素，得到第二有机相和第二水相；
[0011](3)
利用反萃剂反萃第二有机相，得到第三有机相和第三水相：第一镅溶液；
[0012](4)
将第三水相预处理后使用
TODGA
‑
TBP
‑
煤油萃取体系进行萃取，得到第四有机相和第四水相；
[0013](5)
利用反萃剂对第四有机相进行反萃，得到第五有机相和第五水相：第二镅溶液；
[0014](6)
使用
TODGA
‑
TBP
‑
煤油萃取体系萃取第一水相，得到第六有机相和第六水相；
[0015]其中，第六有机相中含有锶，第六水相中含有多种杂质元素；
[0016](7)
利用反萃剂对第六有机相进行反萃，得到含锶的萃取液，实现对锶的提取
。
[0017]在本专利技术的一个实施方式中，步骤
(1)
中，所述高放废液为乏燃料后处理
PUREX
流程中产生的高放废液，含硝酸浓度为
2.5mol/L
～
4mol/L。
[0018]在本专利技术的一个实施方式中，步骤
(1)
中，所述具有高分配比的元素包括镅
、
锔
、
镧系
、
锆
、
钯和钇等；所述具有低分配比的元素包括锶
、
铯
、
钌
、
钼
、
铁
、
镍和钠等
。
[0019]在本专利技术的一个实施方式中，步骤
(1)
中，
TODGA
‑
TBP
‑
煤油萃取体系中，
TODGA
的浓度为
0.03mol/L
～
0.08mol/L
，
TBP
的浓度为
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
使用
TODGA
‑
TBP
‑
煤油萃取体系萃取高放废液，得到第一有机相和第一水相；
(2)
利用除杂洗涤试剂洗涤第一有机相，去除部分裂片杂质元素，得到第二有机相和第二水相；
(3)
利用反萃剂反萃第二有机相，得到第三有机相和第三水相：第一镅溶液；
(4)
将第三水相预处理后使用
TODGA
‑
TBP
‑
煤油萃取体系进行萃取，得到第四有机相和第四水相；
(5)
利用反萃剂对第四有机相进行反萃，得到第五有机相和第五水相：第二镅溶液；
(6)
使用
TODGA
‑
TBP
‑
煤油萃取体系萃取第一水相，得到第六有机相和第六水相；
(7)
利用反萃剂对第六有机相进行反萃，得到含锶的萃取液，实现对锶的提取
。2.
根据权利要求1所述的一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程，其特征在于，步骤
(1)
中，所述高放废液为乏燃料后处理
PUREX
流程中产生的高放废液，含硝酸浓度为
2.5mol/L
～
4mol/L。3.
根据权利要求1所述的一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程，其特征在于，步骤
(1)
中，
TODGA
‑
TBP
‑
煤油萃取体系中，
TODGA
的浓度为
0.03mol/L
～
0.08mol/L
，
TBP
的浓度为
0.3mol/L
～
0.6mol/L
；所述
TODGA
‑
TBP
‑
煤油萃取体系与高放废液的体积比为1：1～1：
3。4.
根据权利要求1所述的一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程，其特征在于，步骤
(2)
中，所述除杂洗涤试剂选自草酸
、HEDTA、CDTA、DTPA
或硝酸中的一种；洗涤可进行1次或2次；洗涤试剂与第一有机相的体积比为1：1～3：
1。5.
根据权利要求1所述的一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程，其特征在于，步骤
(3)
中，所述反萃剂为稀硝酸或
DTPA
；所述反萃剂与第二有机相的体积比为1：1～1：
2。6.
根据权利要求1所述的一种在高放废液中提取锶和镅的三循环工艺流程，其特征在于，步骤
(4)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，农淑英，杨安波，李连顺，赵俏紫，薛勇，刘彩兵，牟凌，石秀高，柴游奇，赵雅欣，刘晓霞，
申请(专利权)人：中核四零四成都核技术工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：