芬顿法和微波协同芬顿法在放射性TBP/OK废液处理中的对比分析

铀提纯和乏燃料后处理过程中会产生放射性磷酸三丁酯(TBP)/煤油(OK)有机废液,为了避免因放射性有机废液常年累积而造成的安全隐患,亟需对其进行处理。分别研究了传统芬顿法和微波协同芬顿法对模拟放射性TBP/OK废液的处理效果,以及芬顿试剂的ρ(Fe^(2+))/ρ(H_(2)O_(2))、ρ(Fe^(2+))、初始pH和氧化时间等因素对化学需氧量(COD)去除率的影响程度。结果表明:单一芬顿法最佳的工艺条件为ρ(Fe^(2+))=20 mg/L,ρ(Fe^(2+))/ρ(H_(2)O_(2))=1∶10,初始pH=1.90,氧化时间=15 min,TBP/OK的COD去除率最高可以达到72.01%;其中,对COD去除率影响最大的因素为ρ(Fe^(2+))/ρ(H_(2)O_(2)),后依次为ρ(Fe^(2+))、初始pH和氧化时间;当同处于最佳反应条件下,微波协同芬顿法处理模拟放射性TBP/OK的效果优于传统加热+芬顿的方法,更优于单一芬顿法;在微波协同作用下,芬顿体系的COD去除率能够提升至95.80%,芬顿试剂的用量也从ρ(Fe^(2+))=20 mg/L、ρ(H_(2)O_(2))=200 mg/L降低至ρ(Fe^(2+))=10 mg/L、ρ(H_(2)O_(2))=100 mg/L。由此可见,微波的协同作用不仅进一步提高了芬顿氧化的效率,而且降低了芬顿试剂的用量。

Ca(OH)_(2)和Mg(OH)_(2)制备废TBP/OK悬浮液性能对比研究

直接焚烧核燃料后处理过程中产生的磷酸三丁酯(TBP)和煤油(OK)有机废液会产生磷酸,会对设备造成一定程度的腐蚀,因此在采用热解焚烧工艺处理该废液时,需掺入合适比例的中和剂和表面活性剂等添加剂,将废液配制成均匀稳定的悬浮液。中和剂在热解过程中可以固定P2O5,避免磷酸生成后对设备的腐蚀。本文通过不同单因素实验研究以Ca(OH)_(2)和Mg(OH)_(2)为中和剂对配制成的TBP/OK悬浮液性能的影响,为后处理厂热解焚烧系统提供新的悬浮液配方思路。试验结果显示:当TBP含量为30%和60%时,Mg(OH)_(2)在相同TBP含量下配制成的悬浮液的最终表面黏度远大于Ca(OH)_(2),Mg(OH)_(2)和Ca(OH)_(2)在30%TBP时的最终表面黏度分别为90.36 m Pa·s和43.42 mPa·s,在60%TBP时的最终表面黏度分别为95.24 m Pa·s和75.09 m Pa·s,同时Mg(OH)_(2)的乳化速度明显优于Ca(OH)_(2),并具有更好的流动性。以Mg(OH)_(2)为中和剂的悬浮液在不同核素和DBP含量下整体稳定性更好。

DHDECMP-TBP/OK萃取模拟高放废液中锕系元素的工艺研究

测定了22%DHDECMP 42%TBP/OK从模拟高放废液中萃取锕系元素的分配比;在微型离心萃取器(转鼓=10mm)串联台架上,进行了从模拟高放废液中萃取锕系元素的工艺条件研究。结果表明,经6级萃取、2级洗涤、6级反萃,流比AF∶AX∶AS=1∶1 5∶0 5,BF∶BX=1∶1时,在萃取器A中,U,Np,Pu,Am的回收率均大于99 9%;在反萃器B中,Am的反萃率>99 9%,U,Np和Pu的反萃率分别为2%,39%,2%。

DHDECMP/TBP/煤油萃取Np、Pu和Am

研究了DHDECMP/TBP/煤油从硝酸介质及动力堆乏燃料后处理模拟高放废液中萃取锕系元素的工艺条件。实验考察了硝酸浓度、温度、盐浓度等对萃取分配比的影响 ,测定了模拟料液中萃取Np、Pu、Am的分配比 ,计算了反应热 ,并推荐了分离工艺流程。

DHDECMP-TBP/煤油萃取模拟高放废液中的裂片元素工艺研究

实验测定了22%DHDECMP 42%TBP OK从模拟高放废液中萃取Zr、Mo、Cs等裂片元素的分配比,并在微型离心萃取器(转鼓10mm)串联台架上进行了从模拟高放废液中萃取裂片元素的工艺研究。采用6级萃取,2级洗涤,6级反萃,流比AF∶AX∶AS=1∶1.5∶0.5,BF∶BX=1∶1,实验考察了裂片元素的各级浓度分布。对Zr、Mo的净化系数DF分别为3.2、18;对Rb、Cs、Sr、Ba,DF>103。

热解燃烧废TBP/OK料液配制

采用热解燃烧法处理放射性废磷酸三丁脂 /煤油 (TBP/OK)溶剂时 ,为避免热解产生的磷酸腐蚀以及使其充分热解 ,需在TBP/OK溶剂中加入固磷剂和表面活性剂 ,并配成均匀、稳定料液。本工作研究配制TBP/OK乳状液和TBP主要降解产物磷酸二丁脂 (DBP)对乳状液配制的影响。利用放射性废TBP/OK溶剂进行了热解燃烧废TBP/OK料液配制的配方验证 ,并推荐了一种能够满足工业规模处理放射性废TBP/OK的料液配方。

DHDECMP-TBP-煤油协同萃取Am(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)机理的研究

研究了ＴＢＰ－煤油、ＤＨＤＥＣＭＰ－煤油、ＤＨＤＥＣＭＰ－ＴＢＰ－煤油从０．０５ｍｏｌ／ＬＨＮＯ３－５．０ｍｏｌ／ＬＮａＮＯ３介质中萃取Ａｍ３＋、Ｇｄ３＋的机理，其萃合物分别为：Ａｍ（ＮＯ３）３·３ＴＢＰ、Ｇｄ（ＮＯ３）３·３ＴＢＰ、Ａｍ（ＮＯ３）３·３ＣＭＰ、Ｇｄ（ＮＯ３）３·３ＣＭＰ、Ａｍ（ＮＯ３）３·３ＣＭＰ·ＴＢＰ和Ｇｄ（ＮＯ３）３·２ＣＭＰ·ＴＢＰ，并测得了各反应的平衡常数Ｋ和热力学常数ΔＧ。

放射性废有机溶剂（TBP／OK）稳定化技术研究

磷酸三丁酯／煤油（ＴＢＰ／ＯＫ）废有机溶剂是核设施产生的中低放废物之一。本文研究了废溶剂在Ｈ２Ｏ２－Ｆｅ２＋／ＴｉＯ２－Ｈ２ＳＯ４体系中的氧化分解行为，分析了Ｈ２Ｏ２用量、催化剂、温度、ｐＨ值等主控因素对反应进程及结果的影响。并根据冷凝液、分解残液等废溶剂氧化分解产物各自不同的行为特点，对它们的进一步处理与处置进行了探索性研究。最后，对ＴＢＰ／ＯＫ废有机溶剂过氧化氢催化氧化机理及Ｆｅ２＋／ＴＩＯ２的协同催化机理进行了初步探讨。

DHDEC MP-TBP/煤油萃取模拟高放废液中的稀土元素工艺研究

测定了用 2 2 %DHDECMP 4 2 %TBP/OK从模拟高放废液中萃取各稀土元素的分配比。以此为基础 ,在微型离心萃取器 (转鼓 1cm)串联台架上进行了从模拟高放废液中萃取稀土元素的工艺研究。萃取段为 6级萃取 ,2级洗涤 ;反萃段为 6级反萃。流比AF∶AX∶AS为 1∶1 5∶0 5;BF∶BX为 1∶1。实验考察了各级中稀土元素的浓度分布。除Y外 ,稀土元素的回收率大于 99% ,所有稀土元素的反萃率均大于 96%。

30%TBP-煤油有机废液水泥固化配方研究

一、前言我国后处理厂现存的30%磷酸三丁醋-煤油(以下简称为30%TBP-OK)有机废液,急待寻求安全、经济、合理的处理处置方案。国内外对这类放射性有机废液较多采用焚烧法处理,亦有一部分采用水泥固化,但因包容量低,固化体性能不够理想,而未达到商用阶段。本工作试图探索用大体积浇注水泥固化法处理处置有机废液的可能性。

DHDEC MP-TBP/煤油对U(Ⅵ)的萃取

DHDECMP TBP/煤油体系从 1 0mol/LHNO3 UO2 (NO3 ) 2 介质中萃取U (Ⅵ ) ,除了存在TBP和DHDECMP的单独萃取反应外 ,还存在着DHDECMP TBP的协同萃取反应。形成的萃合物分别为UO2 (NO3 ) 2 ·2TBP、UO2 (NO3 ) 2 ·2DHDECMP和UO2 (NO3 ) 2 ·DHDECMP·TBP。实验测定了TBP/煤油、DHDECMP/煤油和DHDECMP TBP/煤油协同萃取反应的ΔG、ΔH、ΔS和平衡常数K。实验结果表明 ,DHDECMP TBP/煤油萃取UO2 + 2 的分配比 ,随DHDECMP、TBP、HNO3 的浓度的增加而升高 ,随水相中常量Gd3 + 浓度的增加或温度升高而降低。H2 C2 O4 能抑制对铀的萃取 ,有效地降低铀的分配比 ,有利于铀的反萃。

热解焚烧废TBP-煤油的料液配方研究

采用热解焚烧法处理放射性废磷酸三丁酯／煤油（ＴＢＰ／ＯＫ），为了避免热解产生的Ｐ２Ｏ５或Ｈ３ＰＯ４等腐蚀性物质对设备的腐蚀，在料液中加入Ｃａ（ＯＨ）２固体粉末使热解产生的含磷化合物转变成极难溶的磷酸盐或焦磷酸盐并以固体形式分离出反应器。同时加入适当的乳化剂或表面活性剂使ＴＢＰ／ＯＫ－Ｈ２Ｏ乳浊液与Ｃａ（ＯＨ）２固体粉末形成稳定、均匀的混合料液，稳定时间可达７２ｈ。克服了因固体Ｃａ（ＯＨ）２的难溶性致使料液容易沉降的困难，料液的稳定性、流动性（粘度）等可根据不同的工艺要求进行配方。

磷酸三丁酯/煤油废液样品中锶-90的测定

磷酸三丁酯/煤油废液(TBP/OK)废液中锶-90的分析方法是废液处理过程中必须的检验项目。通过条件实验,确定了TBP与OK进行蒸发分离温度,不同温度条件下依次使用硫酸、硝酸、过氧化氢、高氯酸对样品进行湿法消解,消解后样品用HDEHP萃取色层法分离并用β计数法准确测量。讨论了分析过程中干扰因素消除方法,开展了方法的回收率、方法的探测限试验及实验室间比对试验,结果表面方法重复性和精密性满足要求,适用于TBP/OK废液样品中锶-90的分析。

TBP/煤油热解焚烧装置的改进及冷试验证

国内低放废液磷酸三丁酯/煤油(TBP/煤油)热解焚烧处理设施的主要核心设备——热解炉是从国外某公司引进的,在工程系统冷调试过程发生了热解炉的搅拌桨卡死和高温气体过滤器严重堵塞的情况,导致系统不能稳定运行。经对热解炉检查,发现国外引进热解炉存在设计和制造缺陷,不能满足系统稳定运行。通过系统分析研究,国内自主设计一套磁力驱动搅拌桨转动装置和烧结金属高温气体过滤器,在后续调试过程中取得了比国外某公司原设计更好的运行效果,使得我国TBP-煤油热解处理设施顺利调试成功。

放射性废有机相(TBP/OK)处理技术综述

放射性废有机相主要成分包括TBP、煤油以及少量降解产物和放射性核素,属易燃易爆物质。这类废物虽然年产生量小,但经过核设施多年的运行和累积存放,贮量逐年增多,对社会和自然环境造成安全隐患,亟需进行处理。对目前世界范围内放射性废有机相(TBP/OK)的各种处理方法进行了介绍,包括焚烧法、湿法氧化法、加合物形成相分离-焚烧处理法、碱性水解法、吸收法、水泥固化法和蒸馏法,分析了各种处理方法的优缺点。此外,对放射性废有机相处理方法的工程应用进行了考虑。结合各核设施产生的放射性废有机相的实际源项,可优先考虑使用碱性水解法、Fenton法和吸收法等技术对其进行处理。