一种稳定tbp中u(iv)价态的方法
【专利摘要】本发明属于核燃料后处理技术领域，公开了一种稳定TBP中U(IV)价态的方法。该方法是向TBP有机相中引入乙醛肟；或者向水相中引入乙醛肟，再通过萃取的方式将乙醛肟萃取至TBP有机相中；其中向TBP有机相中引入的乙醛肟的浓度是2～100mmol/L；向水相中引入的乙醛肟的浓度是20～1000mmol/L。该方法具有方法简单且能够使TBP中U(IV)价态稳定时间长的优点。
【专利说明】
一种稳定TBP中U( I V)价态的方法
技术领域
[0001]本发明属于核燃料后处理技术领域，具体涉及一种稳定TBP中U(IV)价态的方法。
【背景技术】
[0002]在后处理Purex流程中，通常采用U(IV)为还原剂将易被TBP萃取的Pu(IV)还原到难萃取的Pu(III)，但是U(IV)会逐渐被料液中的硝酸及亚硝酸氧化成U(VI)，其中亚硝酸的氧化作用尤其明显，这主要是由于亚硝酸可自催化加速U(IV)的氧化。U(IV)被氧化成U(VI)会造成U(IV)试剂使用量的增加，同时U(IV)使用量的增加也会降低钚中除铀的效果。为了解决这一问题，传统的做法是采用肼作为支持还原剂清除亚硝酸，以稳定U(IV)价态，却存在以下问题:U(IV)可部分萃取到TBP中，而亚硝酸较U(IV)易萃取到TBP中，但肼难以被TBP萃取，因此肼作为支持还原剂时只能稳定水相中的U(IV)价态，有机相中的U(IV)容易被萃取到TBP中的亚硝酸氧化。
[0003]目前公开的文献中，还没有关于如何稳定TBP萃取剂中U(IV)价态的报道，因此，急需一种解决此问题的方法。
【发明内容】
[0004](— )发明目的
[0005]根据现有技术所存在的问题，本发明提供了一种方法简单且能够使TBP中U(IV)价态稳定时间长的方法。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供的技术方案如下:
[0008]一种稳定TBP中U(IV)价态的方法，该方法属于核燃料后处理技术领域，关键在于，该方法是向TBP有机相中引入乙醛肟;或者向水相中引入乙醛肟，再通过萃取的方式将乙醛肟萃取至TBP有机相中；
[0009]其中向TBP有机相中引入的乙醛肟的浓度是2?lOOmmol/L;向水相中引入的乙醛月亏的浓度是20?I OOOmmo 1/L。
[0010]优选地，该方法是向TBP有机相中引入乙醛肟，其中乙醛肟的浓度为2?10mmol/
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[0011 ]优选地，该方法是在5?40°C条件下进行的。
[0012](三)有益效果
[0013]本发明提供的后处理流程中TBP中U(IV)价态稳定的方法，该方法通过向TBP有机相中引入乙醛肟或者向水相中引入乙醛肟达到清除亚硝酸的目的。通过测定U(IV)的吸光光度值，得知该方法可使U(IV)价态稳定时间达5小时以上。其原理是:
[0014]在硝酸介质中，以20°C温度条件下为例，乙醛肟与亚硝酸的反应速率常数为k=(921.6±7.4)(mol/L)—u.π?η—S且乙醛肟可少量萃入有机相TBP中，如果直接将乙醛肟加入有机相中，乙醛肟在TBP中也有一定的溶解度，与有机相中亚硝酸反应。
【附图说明】
[0015]图1是无乙醛肟存在时，TBP萃取剂中U(IV)吸光度值随时间变化图；
[0016]图2是乙醛肟存在条件下，TBP萃取剂中U(IV)吸光度值随时间变化图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步阐述。
[0018]实施例1
[0019]用两份含TBP体积分数10%的TBP-二甲苯溶液按相比1:1分别萃取纯化后的U(IV)溶液(铀总浓度3.09g/L，其中U(IV)浓度3.07g/L，纯度彡99.2%，硝酸浓度均为lmol/L)，分为两组，且均在25°C条件下，其中一组的水相中加入浓度为20mmol/L的乙醛肟，另一组水相中不含乙醛肟。萃取后取出有机相，每隔一定时间测定有机相在450?700nm区间的吸光度值，可通过U( IV)在该区域的特征吸收峰考察U( IV)的价态稳定性。
[0020]实验结果如图1、2所示，由以上结果可知，无乙醛肟存时，2小时后，有机相中U(IV)的峰值已出现明显降低，即U(IV)发生了氧化;而有乙醛肟存在下，经过5小时，U(IV)的峰值仍比较稳定。所以实验中加入乙醛肟能明显提高有机相中U(IV)的稳定性。
[0021]实验中水相乙醛肟浓度很低，仅为20mmol/L，萃取到有机相的乙醛肟更少，如提高有机相乙醛肟浓度，U(IV)价态的稳定时间将更长，因此乙醛肟适用于稳定TBP中U(IV)的价
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[0022]实施例2
[0023]与实施例1不同的是，加入乙醛肟至有机相中，浓度为2mmol/L。该实施例的温度条件是40°C。
[0024]实施例3
[0025]与实施例1不同的是，加入乙醛肟至有机相中，浓度为50mmol/L。该实施例的温度条件是5°C。
[0026]实施例4
[0027]与实施例1不同的是，加入乙醛肟至有机相中，浓度为lOOmmol/L。
[0028]实施例5
[0029]与实施例1不同的是，加入乙醛肟至水相中，浓度为lOOmmol/L。
[0030]实施例6
[0031]与实施例1不同的是，加入乙醛肟至水相中，浓度为500mmol/L。
[0032]实施例7
[0033]与实施例1不同的是，加入乙醛肟至水相中，浓度为lOOOmmol/L。
【主权项】
1.一种稳定TBP中U(IV)价态的方法，其特征在于，该方法属于核燃料后处理技术领域，该方法是向TBP有机相中引入乙醛肟;或者向水相中引入乙醛肟，再通过萃取的方式将乙醛肟萃取至TBP有机相中； 其中向TBP有机相中引入的乙醛肟的浓度是2?lOOmmol/L;向水相中引入的乙醛肟的浓度是 20 ?1000mmol/L。2.根据权利要求1所述的一种稳定TBP中U(IV)价态的方法，其特征在于，该方法是向TBP有机相中引入乙醛肟，其中乙醛肟的浓度为2?lOOmmol/L。3.根据权利要求1所述的一种稳定TBP中U(IV)价态的方法，其特征在于，该方法是在5?40°C条件下进行的。
【文档编号】G21F9/12GK105931692SQ201610244630
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】左臣, 晏太红, 郑卫芳, 石四维
【申请人】中国原子能科学研究院