利用硅基阴离子交换树脂对钍和铀进行分离回收的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用硅基阴离子交换树脂对钍和铀进行分离回收的方法，包括：将含有钍和铀等放射性元素的原料溶解于高浓度硝酸，形成钍和铀的硝酸盐溶液；在上述硝酸体系中，加入阴离子交换树脂，进行离子交换吸附；离子交换完毕后，采用淋洗液淋洗吸附在阴离子交换树脂上的钍，即可实现钍和铀的分离回收。本发明专利技术利用硅基阴离子交换树脂对核电站乏燃料等原料中的钍（Th）和铀（U）元素进行分离回收，该分离方法简单，操作易行，不存在相分离困难及溶剂损失，特别是多孔SiO2载体的使用，保证了其在高酸、强辐照应用条件下的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钍、铀元素的分离回收
，特别涉及。
技术介绍
232Th作为可转化为核燃料的物质，是核能利用的一种潜在资源。自然界中含有较丰富的232Th同位素，其储量大约为铀资源的3倍。我国是一个铀矿资源比较贫乏，而钍储量相对比较丰富的国家。232Th本身不是可裂变材料，为了在核能工程中利用娃，需要通过一系列核反应将232Th转变成易裂变物质233U。该一系列核反应在反应堆中进行，易裂变核235U或239Pu在裂变过程中释放的中子照射232Th,使之转换为易裂变的233U。生成的233U再进入循环参与裂变，便形成了 Th-U燃料循环。钍基乏燃料中最需要回收的可循环利用的对象元素为Th和U，但是Th-U燃料循环工艺尚不成熟。钍基乏燃料中Th-U分离回收方法多处于研究阶段，目前还没有出现高效的回收方法。此外，从轻水反应堆氧化铀乏燃料回收得到的铀产品中，含有微量(0.5~4ppb/U)的232U (半衰期72年)，其衰变产物228Th (半衰期1.9年)经过多级的进一步衰变生成的衰变产物212Bi (半衰期60.6分钟)及2tl8Ti (半衰期3分钟)会放出高能量的Y射线，严重影响回收铀作为燃料的加工工艺的安全性。因此，有必要从大量的回收油产品中分离去除微量的228Th。另外，也需要从一些含有钍和铀的矿石原料中分离钍和铀。针对上述问题，迫切需要开发一种高效率的Th-U分离回收方法。离子交换法是一种高效率的分离方法，其设备简单，操作易行，不存在相分离困难及溶剂损失。离子交换剂在核燃料回收和裂变产物的分离工作中有着重要的位置。研究较多的是无机离子交换剂和有机离子交换剂的分离技术。但是前者在强酸性介质中的吸附性能和选择性低，往往需要对料液进行中和及脱硝处理，使得工艺流程复杂，且工程效率低，成本高。后者的耐酸、热和辐照稳定性较差，因此在核燃料回收和裂变产物的分离的实际应用上受到了限制。针对这些问题，有研究者提出利用研制的多孔性二氧化硅载体、将芳香族氨基阴离子交换树脂负载入孔内制成的新型离子交换剂作为主要分离方法，从模拟燃料溶解液以及实际的乏燃料溶解液中非常成功地分离回收了 U，Pu, Np以及Tc, Ru (非专利文献 I:Y.Z.Wei, T.Arai, H.Hoshi, Μ.Kumagai, A.Bruggeman, P.Goethals.Development of a New AqueousProcess for Nuclear Fuel Reprocessing:Hot Tests onthe Recovery of U and Pu from a Nitric AcidSolution of Spent LWR fuel, NuclearTechnology, 149(2005):217-231.)。由于将离子交换官能团负载到二氧化硅基材上，大幅度改善了其化学稳定性及耐辐射稳定性。目前，尚未见相关文献报道高浓度硝酸条件下，分离Th和U的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。本专利技术的专利技术目的主要通过以下技术方案实现:本专利技术的目的在于提供一种，包括:I)前处理工程:将含有钍和铀等放射性元素的原料溶解于高浓度硝酸，形成钍和铀的硝酸盐溶液；2)吸附工程:在上述硝酸体系中，加入阴离子交换树脂，进行离子交换吸附；3)淋洗工程:离子交换完毕后，采用淋洗液淋洗吸附在阴离子交换树脂上的钍，即可实现钍和铀的分离回收。所述的高浓度硝酸浓度为3-12mol/L ;更优的，选择浓度6_9mol/L的硝酸，分离回收效果更好。所述的阴离子交换树脂是以SiO2微球为载体，形状为多孔性球状材料，平均直径为30-200微米，平均孔径10-500nm。所述的阴离子交换树脂为吡啶类阴离子交换树脂。所述的吡啶类阴离子交换树脂含有如下功能基团:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用硅基阴离子交换树脂对钍和铀进行分离回收的方法，包括：1）前处理工程：将含有钍和铀等放射性元素的原料溶解于高浓度硝酸，形成钍和铀的硝酸盐溶液；2）吸附工程：在上述硝酸体系中，加入阴离子交换树脂，进行离子交换吸附；3）淋洗工程：离子交换完毕后，采用淋洗液淋洗吸附在阴离子交换树脂上的钍，即可实现钍和铀的分离回收。

【技术特征摘要】
1.一种利用硅基阴离子交换树脂对钍和铀进行分离回收的方法，包括: 1)前处理工程:将含有钍和铀等放射性元素的原料溶解于高浓度硝酸，形成钍和铀的硝酸盐溶液； 2)吸附工程:在上述硝酸体系中，加入阴离子交换树脂，进行离子交换吸附； 3)淋洗工程:离子交换完毕后，采用淋洗液淋洗吸附在阴离子交换树脂上的钍，即可实现钍和铀的分离回收。2.根据权利要求1所述的一种利用硅基阴离子交换树脂对钍和铀进行分离回收的方法，其特征在于:所述的高浓度硝酸浓度为3-12mol/L。3.根据权利要求2所述的一种利用硅基阴离子交换树脂对钍和铀进行分离回收的方法，其特征在于:所述的高浓度硝酸浓度为6-9mol/L。4.根据权利要求1所述的一种利用硅基阴离子交换树脂对钍和铀进行分离回收的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦悦周，赵龙，陈彦良，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：