基于碳酸盐环境的甲基三辛基碳酸铵萃取铀的分配比模型

为了解决基于碳酸盐体系的碱性乏燃料后处理流程,即CARBEX流程中萃取流程工艺设计困难的问题,本文建立了甲基三辛基碳酸铵萃取铀的分配比模型。主要考虑了水相碳酸盐浓度、水相铀浓度、萃取剂浓度和相比4个因素对铀的分配比影响,基于甲基三辛基碳酸铵在碳酸盐环境中萃取UO_(2)(O_(2))(CO_(3))_(4)^(-2)的萃取平衡方程式,采用分离变量的方法进行分段拟合,建立了铀的分配比模型。研究表明:与实验值对比,模型的相对误差在±10%以内。但是存在部分数据偏差过大,通过分析表明当有机相中铀浓度达到未萃取时萃取剂浓度的1/2以前,该模型适用;当超过1/2时,铀在有机相中发生化学形态的转变,因此模型不再适用。该研究是首次建立甲基三辛基碳酸铵的萃取铀的分配比数学模型,为后续碳酸盐体系的碱性乏燃料后处理流程工业化应用提供了一定的基础。

碱性体系下乏燃料氧化溶解行为与机理研究进展

碳酸盐体系下的乏燃料后处理流程,具有流程短、安全性高、废物量少且易于处理等优势,特别适合高燃耗乏燃料的处理。其中乏燃料在碱性条件下的氧化溶解是此类流程的关键步骤。为了准确探讨该工艺步骤的研究现状,本文对碱性体系下乏燃料氧化溶解行为与机理方面的研究进行了调研。结果表明:该体系普遍选择Na_(2)CO_(3)或NH_(4)CO_(3)作为溶解介质,以H_(2)O_(2)作为氧化剂。U(IV)在溶解过程中被氧化为UO^(2+)_(2)后与O^(2-)_(2)及CO^(2-)_(3)等配体形成配合物,该溶解过程与pH值、温度、辐照与超声作用等多种化学与物理因素有关。其中辐照或超声条件下产生的·OH对UO_(2)的氧化溶解有较大的促进作用。而对于辐照条件下溶解速率与吸收剂量等参数间关系,碱性条件下的溶解速率模型等基础研究工作仍需进一步深入研究。