本发明专利技术涉及丁醛肟作为抗亚硝酸剂在钚的反萃取操作中的应用，其中反萃取操作基于该元素从氧化态（ＩＶ）还原成氧化态（ＩＩＩ）。应用：任何核燃料后处理方法，其中采用这样的化合物可能是有益的，该化合物具有双重属性：能萃取到有机相中并且能够破坏其中的亚硝酸，并且尤其是包括用于钚的还原反萃取的一个或多个操作的任何方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】丁醛肟作为抗亚硝酸剂在用于钚的还原反萃取的操作中的应用
本专利技术涉及丁醒厢作为抗亚硝酸剂(ant1-nitrous agent)在钚的反萃取操作中的应用，其中反萃取操作基于该元素从氧化态(IV)还原成氧化态(III)。本专利技术可以应用于用于对用过的(spent)核燃料进行后处理(再处理)的任何方法(process)，其中使用具有双重特性(可萃取到有机相中并且能够破坏其中的亚硝酸)的化合物可以是有益的，并且尤其可以应用于那些方法，其包括用于钚的还原反萃取的一个或多个操作。这样的操作例如存在于如在现代的后处理工厂(位于法国拉哈格岬的工厂UP3和 UP2-800 (plants UP3 and UP2-800 at the La Haguesite in France),;日本的 Rokkasho 工厂)中采用的普雷克斯流程(Purex process)的第一净化循环(消除污染循环)中并且还存在于随后的称作“第二钚循环”的钚净化循环中。它们还存在于源自普雷克斯流程的一些方法中，例如在以Commissariat ’ Energie Atomique的名义以WO 2006/072729公布的国际PCT申请中所，描述的方法。
技术介绍
用于钚的还原反萃取的操作包括通过使它还原成氧化态(III)而使该元素从有机相(或溶剂相)(其中钚处于氧化态(IV))进入水相，在氧 化态(III)的状态它对于溶剂相的亲和力非常低。利用还原剂来诱导钚(IV)还原成钚(III)，其中还原剂被加入到水相中并且其利用抗亚硝酸剂加以稳定。在例如在La Hague和Rokkasho的上述工厂中采用的普雷克斯流程的第一净化循环的情况下，在U/Pu流(分流)的分配期间用来反萃取钚的还原剂是硝酸亚铀或U (IV)，而抗亚硝酸剂是硝酸肼(hydrazinium nitrate),还称作肼。要考虑的主要化学反应是·利用硝酸亚铀将Pu(IV)还原成Pu(III)(功能反应)U4++2Pu4++2H20 — U022++2Pu3++4H+· Pu(III)再氧化成Pu (IV)(寄生反应)Pu3++HN02+1. 5H++0. 5N0f — Pu4++0. 5H20+1. 5HN02·利用肼将亚硝酸破坏成叠氮酸(有用的反应)Ν2Η5Ν03+ΗΝ02 — N3H+HN03+2H20 ；以及·利用锝来破坏肼(次级寄生反应)Tc 氧化 +N2H5NO3 — Tc 还原 +· · ·Tc 还原+HNO3 — Tc 氧化+HNO2+. · ·最初两个反应在水相和溶剂相中发生，而利用肼来破坏亚硝酸的反应仅在水相中发生，这是由于肼不被萃取到溶剂相中，其由在十二碳烷中的30% (v/v)的磷酸三正丁酯(TBP)构成。在溶剂相中甚至少量钚(III)的存在，借助于最初两个反应也可以催化硝酸亚铀的氧化，从而产生亚硝酸。在实验室离心萃取器中进行的实验研究期间，已观察到，甚至在萃取器中较短的停留时间(约几秒)，硝酸亚铀的消耗也是非常显著的。硝酸亚铀的这种氧化尤其出现在溶剂相中，肼仅存在于水相中。因此，用于该操作的操作方案提供了较大过量的还原剂。通过利用肼破坏亚硝酸的反应所形成的叠氮酸又按照以下反应与亚硝酸进行反ΗΝ3+ΗΝ02 — Ν2+Ν20+Η20然而，该反应的动力学要比用于利用肼破坏亚硝酸的反应的动力学慢得多，因此在分配的流出(流出物，effluent)水相和溶剂相中可以发现叠氮酸。为了防止与叠氮酸的爆炸性有关的风险，将亚硝酸蒸气由此引入到沿溶剂相的循环方向位于下游的反应器中，其中发生钚反萃取以便将在溶剂相中存在的叠氮酸的量减少约三分之二，并且确保相对于残留的叠氮酸过量的亚硝酸(按照准则N02-/N3- >2)。因此按照该准则施加了另外的利用限制。最后，在随后的溶剂处理操作过程中，与氢氧化钠和叠氮酸的碳酸钠的中和通过引入另外的钠来反映，需要考虑到该元素以遵守由技术规范(specifications)施加的最大钠含量，其中技术规范涉及用于废物玻璃化的玻璃的抗浸出(浸取)性。因此，肼不能萃取到溶剂相中，因而仅在水相中起作用的事实导致试剂的较大消耗并导致产生化学物质，其限制了上述方法的应用。因此本专利技术的专利技术人本身设定的目的是发现一种化合物，其不仅能够破坏亚硝酸 (通过与它起反应)而且还可以利用在钚的还原反萃取的操作中所用类型的溶剂相加以提取，使得能够阻止钚(III)再氧化成钚(IV)，从而限制、或甚至消除所有与这种再氧化有关的限制。
技术实现思路
通过本专利技术来实现该目的和其它目的，其中本专利技术提出丁醛肟作为抗亚硝酸剂在钚的还原反萃取的操作中的应用。该肟对应于以下化学式CH3- (CH2) 2-CH = N-OH根据本专利技术，用于钚的还原反萃取的操作包括a)使与水不混溶的溶剂相与硝酸水相接触，其中所述与水不混溶的溶剂相包含在有机稀释剂中的萃取剂和待反萃取的钚，而所述硝酸水相包含能够将 钚(IV)还原成钚 (III)的还原剂和丁醛肟；以及然后b)分离溶剂相和水相。在该操作中，还原剂优选为硝酸亚铀。丁醛肟可以用作单独的抗亚硝酸剂，或相反，可以与第二抗亚硝酸剂一起使用，其中第二抗亚硝酸剂能够破坏水相中的亚硝酸。在这种情况下，第二抗亚硝酸剂(其还存在于在步骤a)中所使用的含水硝酸相中)优选为硝酸肼。在任何情况下，水相的丁醛肟浓度优选在O. 2mol/l至O. 5mol/l的范围内。关于水相的硝酸肼浓度，当它存在时，其优选在O. 05mol/l至O. lmol/1的范围内。根据本专利技术，在溶剂相中存在的萃取剂可以尤其是磷酸三烷基酯，例如磷酸三正丁酯(TBP)、磷酸三异丁酯(TiBP)或磷酸三异戊酯(TiAP)，TBP是优选的。其中存在这种萃取剂的有机稀释剂可以本身选自提出用于液-液萃取的各种烃， 例如甲苯、二甲苯、叔丁基苯、三异丙基苯、煤油和直链或支链十二碳烧，例如正十二碳烧或氢化四聚丙烯(TPH)，后两种烃是优选的。此外，优选在后处理用过的核燃料期间进行钚还原反萃取的操作，S卩，它是在用过的核燃料的后处理的过程中采用的操作之一。丁醛肟作为抗亚硝酸剂的应用提供许多优点。具体地，因为这种肟证明是能萃取到溶剂相中并能够非常有效地在其中阻止钚(III)再氧化成钚(IV)(借助于它的强抗亚硝酸能力)，所以它的使用使得可以·显著减少为进行钚还原反萃取的操作所需的硝酸亚铀和肼(如果使用后者)的量;·因此减少将这些试剂引入用于该操作的装置的点的数目，并因而简化该装置； 减少、或甚至还消除钚还原反萃取的操作下游的所有现有约束(由于钚(III)再氧化成钚(IV)的结果)，例如，在普雷克斯型流程的范围内，需要引入亚硝酸蒸气以便限制与在溶剂相中叠氮酸的存在有关的爆炸风险，以及另外的钠以中和该酸；·增加在其反萃取期间的钚浓集因数，从而简化用于纯化由此反萃取的钚的操作的操作方案，其中，作为附带的优点，减少了试剂的消耗以及装置的尺寸。在阅读随后的实施例并参照附图后，本专利技术的其他布置和优点将显而易见。不用说，这些实施例仅作为本专利技术的主题的举例说明而给出，而不以任何方式构成本主题的限制。附图说明图1以曲线形式示出了溶剂相的吸光度(λ = 650nm)作为时间(以分钟为单位表示)的函数的变化，如在用硝酸亚铀进行钚的还本文档来自技高网...
【技术保护点】
丁醛肟作为抗亚硝酸剂在用于钚的还原反萃取的操作中的应用，所述操作包括：ａ）使与水不混溶的溶剂相与硝酸水相接触，其中所述与水不混溶的溶剂相包含在有机稀释剂中的萃取剂以及待反萃取的钚，而所述硝酸水相包含能够将钚（Ⅵ）还原成钚（Ⅲ）的试剂和丁醛肟；以及然后ｂ）分离所述溶剂相和水相。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：宾赫迪恩，帕斯卡莱巴伦，菲利普穆瓦齐，劳伦特韦诺，帕特里克波雄，吉勒斯贝尼耶，
申请(专利权)人：法国原子能委员会，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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