【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于放射性液体废弃物固化处理领域，具体涉及一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法。
技术介绍
1、在普雷克斯后处理流程(purex process)1b工艺段中，主要通过还原分离法实现铀钚分离，通常使用u(iv)或二甲基羟胺作为还原剂，肼或单甲基肼作为支持还原剂。因此，产生的1bp料液中含有一定量还原剂和支持还原剂。
2、从共去污循环来的1bp溶液，为了在2a工艺段实现钚的萃取，在进入钚纯化循环之前，首先要进行调价和调酸，将1bp中残留的还原剂和支持还原剂破坏掉，选用合适的氧化剂将pu(iii)氧化至pu(iv)。早期后处理厂一般采用亚硝酸钠调整钚的价态，反应速度快、安全、操作简单，试剂便宜，但过量的亚硝酸容易被tbp萃取，对有机溶剂的降解，以及对萃取之后pu(iv)的反萃有不利影响，另外由于向体系中引入钠离子，是含盐废液增加，造成放射性废液处理成本增加。目前的调料过程是将共去污分离循环获得的1bp料液，用氮氧化物破坏残留的还原剂，并将三价钚氧化为四价，经调酸成为2af料液。氮氧化物调料过程仍存在一些缺点：1.由于使用过量的氮氧化物，从而消耗大量的化学试剂；2.过量的氮氧化物和脱气用的大量空气进入放射性废气净化系统，提高了废气处理负荷和成本；3.增加了气体发生器、氧化和空气脱气系统的设备。
3、因此，针对以上应用中的实际问题，开发了一种能够实现1bp中残留的还原剂和支持还原剂破坏的同时将pu(iii)氧化至pu(iv)的催化剂。通过应用该催化剂可以高效、安全、经济、环保地脱除硝酸溶液中还原剂和支持还
技术实现思路
1、针对现有技术中所存在的问题，本专利技术的目的在于为乏燃料后处理中钚氧化调价提供一种新的方法。该方法无需使用过量的氮氧化物，从而减少了氮氧化物制备过程化学试剂的使用；避免了脱气过程中大量空气的使用，大大减少了放射性废气的产生，降低了净化系统废气处理负荷和成本；节约了气体发生器、氧化和空气脱气系统等设备的建造、运行和维修成本。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下所述：
3、一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，通过贵金属催化剂催化氧化的技术实现待处理料液中还原剂二甲基羟胺和助还原剂肼或单甲基肼的分解和钚氧化调价，所述贵金属催化剂耐硝酸、耐辐射、耐有机相。
4、进一步，所述贵金属催化剂的活性组分为金属钌、铱、铑、钯、铂中的一种或多种的组合。
5、更进一步，所述贵金属催化剂中活性组分质量分数为1.5％-10％。
6、更进一步，所述贵金属催化剂分散于载体表面的纳米颗粒粒径不大于50nm。
7、进一步，所述贵金属催化剂的载体为硅基载体或碳基载体。
8、更进一步，所述硅基载体为二氧化硅、zsm-5、再成型球状或圆柱状硅基载体，具有不小于500m2/g的比表面积。
9、进一步，所述碳基载体为椰壳活性炭、果壳活性炭、再成型球状或圆柱状碳基载体，具有不小于500m2/g的比表面积。
10、进一步，所述方法还包括：所述贵金属催化剂的载体需要经过不小于1mol/l硝酸、硫酸、盐酸的浸泡处理，以除去载体中易溶于酸的杂质成份。
11、进一步，所述待处理料液中含有硝酸、还原剂二甲基羟胺、助还原剂肼或单甲基肼、钚金属离子、少量有机物。
12、进一步，将所述贵金属催化剂应用于硝酸溶液中含硝酸肼、肼或单甲基肼、二甲基羟胺或硝酸羟胺中的任何一种或两种的钚溶液的催化氧化。
13、进一步，待处理料液为含硝酸0.1-2.0mol/l、单甲基肼0.01-0.5mol/l或硝酸肼0.01-0.5mol/l、二甲基羟胺0.01-0.5mol/l或硝酸羟胺0.01-0.5mol/l、钚0.001-6.0g/l的水溶液。
14、进一步，应用于对待处理料液中的还原剂和支持还原剂破坏进行脱除时，采用悬浮浆态床间歇反应方式，反应温度30-90℃，催化剂用量为待处理料液质量的5.0％-10％，反应时间40-60min。
15、本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术公开的催化氧化钚调价方法，避免了过量的氮氧化物和脱气用的大量空气的使用，减少了放射性废气，降低了废气处理负荷和成本；
16、(2)本专利技术采用催化的方法脱除含钚硝酸溶液中的还原剂类危险化合物并实现钚氧化调价，与传统的添加氮氧化物方式相比，更清洁、环保，无安全隐患；
17、(3)本专利技术公开的催化氧化钚调价方法，避免使用过量的氮氧化物，从而减少了氮氧化物制备、运输和储存设备，大大减少了化学试剂的使用。
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1.一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，该方法通过贵金属催化剂催化氧化的技术实现待处理料液中还原剂二甲基羟胺和助还原剂肼或单甲基肼的分解和钚氧化调价，所述贵金属催化剂耐硝酸、耐辐射、耐有机相。
2.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述贵金属催化剂的活性组分为金属钌、铱、铑、钯、铂中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求2所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述贵金属催化剂中活性组分质量分数为1.5％ˉ10％。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述贵金属催化剂分散于载体表面的纳米颗粒粒径不大于50nm。
5.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述贵金属催化剂的载体为硅基载体或碳基载体。
6.根据权利要求5所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述硅基载体为二氧化硅、ZSM-5、再成型球状或圆柱状硅基载体，具有不小于500m2/g的比表面积。
7.根
8.根据权利要求5或6或7所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述贵金属催化剂的载体需要经过不小于1mol/L硝酸、硫酸、盐酸的浸泡处理，以除去载体中易溶于酸的杂质成份。
9.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述待处理料液中含有硝酸、还原剂二甲基羟胺、助还原剂肼或单甲基肼、钚金属离子、少量有机物。
10.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于：将所述贵金属催化剂应用于硝酸溶液中含硝酸肼、肼或单甲基肼、二甲基羟胺或硝酸羟胺中的任何一种或两种的钚溶液的催化氧化。
11.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于：待处理料液为含硝酸0.1-2.0mol/L、单甲基肼0.01-0.5mol/L或硝酸肼0.01-0.5mol/L、二甲基羟胺0.01-0.5mol/L或硝酸羟胺0.01-0.5mol/L、钚0.001-6.0g/L的水溶液。
12.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于：应用于对待处理料液中的还原剂和支持还原剂破坏进行脱除时，采用悬浮浆态床间歇反应方式，反应温度30-90℃，催化剂用量为待处理料液质量的5.0％ˉ10％，反应时间40-60min。
...【技术特征摘要】
1.一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，该方法通过贵金属催化剂催化氧化的技术实现待处理料液中还原剂二甲基羟胺和助还原剂肼或单甲基肼的分解和钚氧化调价，所述贵金属催化剂耐硝酸、耐辐射、耐有机相。
2.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述贵金属催化剂的活性组分为金属钌、铱、铑、钯、铂中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求2所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述贵金属催化剂中活性组分质量分数为1.5％ˉ10％。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述贵金属催化剂分散于载体表面的纳米颗粒粒径不大于50nm。
5.根据权利要求1所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述贵金属催化剂的载体为硅基载体或碳基载体。
6.根据权利要求5所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述硅基载体为二氧化硅、zsm-5、再成型球状或圆柱状硅基载体，具有不小于500m2/g的比表面积。
7.根据权利要求5所述的一种乏燃料后处理中钚氧化调价的方法，其特征在于，所述碳基载体为椰壳活性炭、果壳活性炭、再成型球状或圆柱状碳基载体，具有不小于500m2/g的比表面积。
...【专利技术属性】
技术研发人员：郑卫芳，曹智，左臣，陈琦，李保乐，晏太红，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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