超临界CO_2从含铀氧化物粉末中直接萃取铀方法研究

采用超临界CO2/硝酸-磷酸三丁酯(SC-CO2/HNO3-TBP)为萃取体系,研究各影响因素对其直接从含铀氧化物粉末中萃取铀的影响规律。结果表明:HNO3/TBP比值增大,铀萃取效率(EU)明显增大,比值为1.4时有利于萃取;比值一定时,随有机相总体积增加EU呈线性增加;萃取反应大致分为3个阶段:体系趋于稳定时的较慢阶段,稳定状态下的快速萃取阶段以及受粉末状态影响的缓慢阶段;随温度升高,EU在60℃时达到最大值91.4%;随萃取体系压力增大,EU在12 MPa时达到萃取峰值94.7%;萃取产物分离采用二级减压分离方式,在1#分离器8 MPa、2#分离器5 MPa条件下,能对萃取产物实现很好地分离。

粗孔活性硅胶从含铀废水中吸附铀的研究

以粗孔活性硅胶为吸附剂,从含铀含氟废水中吸附铀,分析研究接触时间,pH和氟离子浓度对吸附平衡的影响,并且建立硅胶固定床吸附含铀含氟废水的计算。实验结果表明,对于铀浓度小于50 mg·L^(-1)的含铀废水,接触时间控制为10~15 min即可达到吸附平衡;pH取在8.0~9.0之间在工艺上最有利于铀的硅胶吸附;对于含氟废水,氟离子浓度升高,会降低硅胶对铀的吸附量,当氟含量不超过20 g·L^(-1)时,硅胶的动态饱和容量不小于20.5 mgU/克干硅胶;以NH_3·H_2O-UO_2F_2体系沉淀母液为吸附原液,铀浓度为23.0 mgU·L^(-1)、氟离子浓度为20.0 g·L^(-1)、pH为8.0~9.0,接触时间20 min的条件下,流体相总传质单元数为13。

以UF_6水解液为原料制备AUC粉末

以UF_6水解液为原料,采用AUC工艺流程制备AUC粉末。研究了以UF_6水解液为原料制备AUC粉末的主要控制参数,讨论了氟体系制备的AUC粉末与硝酸体系制备的粉末性能间的各种差异。实验结果表明:以UF_6水解液为原料制备AUC粉末时,n(NH_3)/n(U)控制在26～30之间,沉淀时间控制在3～4h较为适宜;按此工艺生产的AUC粉末粒度约为30μm,松装密度为1.2～1.4g/cm^3,组成恒定且质量稳定,重现性好;经分解还原得到的UO_2粉末性能稳定,烧结活性高,烧结密度大于97%T.D.(理论密度)。

掺钛UO_2微球烧结行为研究

采用溶胶-凝胶方法制备掺钛UO2微球,并通过金相显微镜、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）等观察掺钛微球的微观组织、气孔分布、晶粒大小、钛元素分布以及用水浸渍法测量其密度。实验结果表明：在一定烧结温度下,掺入少量钛可明显提高烧结性能。在实验条件下,最佳掺钛量为0.3%（质量分数）以内、烧结温度为1250~1350℃。研究了活化烧结机制,得出其物质迁移机制可能为加强阳离子扩散和剩余氧共同作用的结果;最后研究了钛元素的分布,除固溶于UO2微球外,其他钛氧化物以游离相粒子形式富集在晶界上。

D296树脂吸附分离锆铪试验研究

研究了用D296树脂从硫酸体系中吸附锆、铪,考察了吸附时间、初始料液质量浓度、温度、硫酸浓度对树脂吸附锆、铪及锆、铪分离系数的影响及吸附反应动力学。结果表明:溶液中锆离子质量浓度为120g/L、温度1℃、硫酸浓度1.6mol/L条件下,D296树脂对锆、铪的静态吸附分离系数最大,为1.19。动力学研究结果表明,D296树脂吸附锆离子的控制步骤为液膜扩散,D296树脂吸附锆离子的活化能E=158.639kJ/mol。

掺杂钛对UO_2微球微观结构的影响

研究了掺杂0.7%（质量分数）钛对UO2微球微观结构的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,气孔数量减少,但单个气孔体积却增大,其主要机制可能是小气孔之间的溶合;1250~1450℃之间烧结时,晶粒生长速度出现不一致,部分晶粒开始迅速生长,晶粒大小分布出现＂双高＂特征,且氧化钛大部分均匀分布在微球晶粒内部,少量氧化钛解析出来并富集在晶界上,而在1550℃时,晶粒大小分布基本为正态分布,平均晶粒大小约为42μm,且氧化钛则大部分富集在晶界上。

掺钛对UO_2微球晶粒生长机制的影响

采用溶胶-凝胶方法制备掺钛0.3%(质量分数,下同)UO2微球,用金相显微镜观察微球微观结构、图像分析仪计算微球晶粒尺寸。对掺钛0.3%UO2微球晶粒长大机制进行了研究。经过计算得到在1 250～1 550℃之间掺钛UO2微球晶粒生长的平均活化能Ea=232.79kJ/mol,明显地低于UO2微球晶粒生长的平均活化能(Ea0=518.32kJ/mol);掺钛UO2微球在烧结后期(1 250℃之后),微球部分区域可能形成高价态的U4O9相,加快了U原子扩散速度,加速了晶粒生长。

放射性高氟废水——重铀酸铵沉淀母液除氟技术影响因素研究

针对核工业中重铀酸铵(ADU)湿法制备核燃料产生的大量放射性高氟废水——ADU沉淀母液,考察了沉淀剂投加方案、 2种废水体系、沉淀温度等因素对除氟效果的影响,并就影响因素进行分析。结果表明:钙沉淀法是ADU沉淀母液中除氟可靠有效的一种方法,但受废水体系影响。使用最佳沉淀剂方案,在NH4F体系中,可将滤液中氟的质量浓度降至10 mg/L以下,而在NaF体系中氟的质量浓度只能达到28 mg/L,沉淀温度对除氟效果有一定影响,在40～60℃下进行除氟反应最为适宜。

从Gd_2O_3-UO_2燃料中萃取分离铀、钆的试验研究

研究了以TBP-煤油为萃取剂,从可燃毒性燃料Gd2O3-UO2的HNO3浸出液中萃取分离钆和铀,考察了铀质量浓度、HNO3浓度、相比、有机相中TBP体积分数、温度对铀、钆萃取率及铀、钆分离的影响。试验结果表明:钆萃合物以Gd(NO3)3.3TBP形式为主;在铀质量浓度80～100g/L、HNO3浓度4mol/L、相比Vo/Va=1.5/1、有机相中TBP体积分数40%、室温最佳条件下,体系具有较大铀、钆分离系数和铀分配系数;工艺稳定,易于实现。

新鲜混合血清用于乙型肝炎病毒DNA检测室内质量控制的效果评价

目的对自制新鲜混合血清用于乙型肝炎病毒(HBV)DNA定量检测室内质控的使用效果作出初步评价。方法收集HBV DNA定量检测值在107copy/mL左右的阳性新鲜血清,分装-70℃保存,初定靶值后用于日常室内质控,并统计出恒定靶值,绘制室内质控图,观察精密度和使用情况。结果首批20个样本测定的均值(x)及批内精密度(OCV)%分别为7.44和1.62%;第1月、第1～2月、第1～3月的检测x及精密度(CV)%分别为7.46和2.93%、7.43和3.10%、7.47和3.09%,精密度均小于2OCV,稳定性良好;统计自制混合血清使用半年在Levey-Jennings质控图上的落点,在控率为92.50%(74/80),警告率为7.50%(6/80),失控率为0%(0/80),使用效果良好。结论自制混合血清可作为室内质控品用于HBV DNA定量检测的质量控制。

从铀钼合金燃料中选择性分离铀、钼试验研究

研究了以硝酸溶液为沉淀剂,从U-10%Mo合金中选择性沉淀分离铀和钼,考察了硝酸浓度、硝酸过量系数对铀、钼分离的影响。试验结果表明:在n(HNO3)/n(Mo)一定条件下,硝酸浓度对铀溶解率影响较小;随n(HNO3)/n(Mo)增大,铀溶解率增大至95.2%,钼沉淀率先降低后升高,铀钼分离系数(β)先减小后增大;[HNO3]≥12 mol/L时,n(HNO3)/n(Mo)≥94有利于铀钼分离,且工艺上容易实现。

D296树脂分离锆、铪洗脱的效果

介绍了在离子交换固定床上用D296强碱性阴离子交换树脂分离锆、铪的洗脱实验研究。吸附与洗脱实验的温度均控制在2~5℃,洗脱实验在饱和吸附的离子交换柱、过漏的离子交换柱、未过漏的离子交换柱中进行。研究结果表明:离子交换柱吸附状态以及洗脱剂酸度对分离效果有显著的影响。当离子交换柱存在交换区时,用任何酸度的硫酸作为洗脱剂,铪均被先洗脱出来,但高酸度的洗脱剂对分离锆、铪更有利;当离子交换柱为饱和状态时,低酸度和高酸度的洗脱剂洗脱,锆、铪不能得到分离。实验证明了单一的固定床分离锆、铪的效率低,要成功实现锆、铪的分离,需采用连续分离的离子交换移动床。

聚丙烯酸在ADU粉末制备中的应用

本工作对在重铀酸铵(ADU)的沉淀反应中加入聚丙烯酸(PAA)的工艺进行试验研究。结果表明:在ADU沉淀过程中,通过在沉淀剂氨水中加入少量PAA,能显著增加ADU的沉降速度和改善ADU浆体的过滤性能,干燥后的ADU粉末松散,经分解还原得到的UO_2粉末具有良好的压制、烧结性能。

UF_6气化水解工艺改进研究

介绍了湿法UF_6气化水解过程,研究了不同气化水解过程中的压力选择、气化速率与水解速率的关系、水解工艺对水解速率的影响、水解工艺对水解液温度的影响,以及不同气化水解工艺所需热量。结果表明:UF_6气化速率与水解速率成正比,水解速率为影响UF_6气化水解的主要因素;改进后的气化水解工艺有利于提高UF_6气化水解效率。

超临界萃取从铀、锆、铌混合粉末中分离铀的试验研究

为提高铀的利用率,减少放射性废物的产生,采用超临界CO_2/磷酸三丁酯-硝酸为萃取体系,对铀、锆、铌混合粉末中铀回收的超临界萃取技术进行了研究。结果表明:萃取过程中锆、铌萃取效率随萃取时间的增加快速增大;铀萃取效率随温度的升高而增大,随压力增大的变化不明显,在12 MPa时萃取效率最大;70℃、12MPa和2h的萃取条件有利于铀的回收与杂质元素分离,铀与锆、铌的分离系数分别1.69×10~5、5.34×10~5,每g铀产品中相应杂质锆的含量为2.21μg、铌的含量为0.353μg,该条件下铀回收率约97%。该工艺简洁、高效,在实现放射性废物大量减少的同时,回收了有价的铀产品。

强碱性阴离子交换树脂吸附锆、铪分配系数研究

通过静态试验法,测试了201×7、D290、D296 3种离子交换树脂吸附硫酸锆（铪）溶液中的锆、铪的两相分配系数Kd（Zr）/Kd（Hf）的比值。试验证明D296大孔阴离子离子交换树脂吸附锆、铪的Kd（Zr）/Kd（Hf）的值最好,好于孔径较小的D290大孔阴离子交换树脂,即离子交换树脂的孔结构对两相分配系数比值有较为显著的影响。进一步研究了硫酸锆（铪）溶液中加入硫酸的量和溶液的温度对D296大孔阴离子交换树脂吸附锆、铪的Kd（Zr）、Kd（Hf）和二者比值的影响。研究表明,控制硫酸锆（铪）溶液的吸附温度在1~3℃和硫酸锆（铪）溶液中c（H2SO4）为1.6mol/L条件下,D296树脂对铪的吸附量最小,Kd（Zr）/Kd（Hf）的值达到最佳。研究结果表明控制D296树脂吸附硫酸锆（铪）溶液中的Kd（Hf）到较小的值,即Kd（Zr）/Kd（Hf）的值最大,有利于后续通过进一步淋洗试验分离得到核纯级的锆和铪。

吹脱法去除ADU母液中氨氮的研究

对吹脱法处理除铀、除氟后的ADU母液进行了研究,考察了吹脱p H值、时间、气液比、温度对氨氮去除效率的影响。结果表明:在p H值为12,吹脱温度为30℃,气液比为6000,控制吹脱时间为210min,可将氨氮浓度从3325mg/L降至212mg/L。采用硫酸吸收尾气,避免了二次污染。

反加料方式制备AUC的工艺研究

介绍了用NH3和CO2气作为沉淀剂,以反加料方式制备(NH4)4[UO2(CO3)3](AUC)的工艺研究。具体研究了反应温度、料液铀浓度、UF6水解液的加入速度等参数对反加料工艺制备AUC晶体的影响。试验表明:控制反应温度在60～70℃、料液铀浓度在200g/L、UF6水解液流量在40 L/h的条件下制得的AUC晶体氟含量低于1000μg/g,松装密度在0.8g/cm3～1.0g/cm3之间,具有很好的流动性。

溶胶-凝胶法制备掺钛UO_2微球工艺和性能影响因素研究

针对溶胶-凝胶法制备掺钛UO2微球中出现的掺钛凝胶微球粘连严重、烧结过度、微球抛光面腐蚀等现象,通过改进工艺条件和参数来解决工艺中出现的问题。结果表明:增加胶凝时间不仅能解决凝胶球的挤压变形问题,而且能大大改善凝胶球的粘连问题;降低烧结温度可以得到表面更加光滑的烧结体;选用浓硝酸(w=68%)和高纯H2O(二者体积比为2∶1)作为腐蚀微球抛光表面的侵蚀剂,在很短的时间内就可以显现出清晰的晶界轮廓。

用工业级氯氧化锆制备硫酸锆

研究了用工业级氯氧化锆(ZrOCl_2·8H_2O)经水解、硫酸沉淀工艺制备硫酸锆,考察了硫酸锆质量、制备工艺的经济性。结果表明:氯氧化锆的溶解量对硫酸锆沉淀起决定性作用;用无水乙醇清洗得到的硫酸锆能较好地控制沉淀晶体中氯离子含量;沉淀温度、硫酸用量影响锆回收率。同时,生产过程中产生的盐酸、洗涤沉淀晶体的乙醇均可回收利用,工艺环保。