钍鈾燃料后处理Thorex流程的改进研究

研究了一种处理高燃耗钍铀燃料的酸式Thorex流程。该流程的特点在于在钍铀共萃取中避免采用欠酸进料而采用酸性进料,同时采用计算机优化选择最佳工艺参数并加若干有效强化措施(料液加肼加热予处理,洗涤液中加少量EDTA,双酸洗涤等)使单循环流程的去污效果与欠酸进料流程相接近。铀线-循环加低浓度TBP的补充萃取净化,铀产品总γ去污系数大于10~7。

Thorex流程钍铀分离工艺单元计算机模拟研究

在Th(NO_3)_4-UO_2(NO_3)_2-HNO_3-H_2O/30%TBP-正十二烷分配比模型的基础上,使用串级萃取理论编写了Thorex流程钍铀分离工艺单元(1B)的计算机模拟程序,该程序可对钍、铀、硝酸的萃取行为进行模拟计算。通过文献数据对该程序的可靠性进行了验证,结果表明,该程序的计算值与文献值符合良好。在此基础上利用该模拟程序对钍铀分离单元的工艺参数进行了计算分析,结果表明:工艺运行状况受工艺参数的综合影响,其中反萃液(1BX)硝酸浓度是影响因素之一,铀产品(1BU)中钍含量随酸度的增大而增大,而钍产品(1BT)中铀含量则随酸度的增大而降低,酸度过大或过小均不能实现二者的良好分离;1BX流比对分离效果的影响与酸度相反,随着1BX流比的增大,1BU中钍含量显著降低,而1BT中铀含量增大;补萃剂(1BS)流比对分离效果的影响与1BX流比的影响趋势相反,因此在工艺寻优中可利用本程序选择分离效果最好的条件组合。此外,还可利用本程序进行其他工艺要求的钍铀分离工艺参数寻优计算等。

Thorex流程离心萃取器验证台架实验

钍基核燃料后处理Thorex流程的发展倾向于酸式进料,单循环。基于30级10mm环隙式离心萃取器台架系统,对酸式进料、单循环Thorex流程工艺进行台架实验验证。实验结果表明:全流程钍回收率为99.994%,铀回收率为99.30%,钍中去铀分离因子SF_(U/Th)为1.5×10~2,铀中去钍分离因子SF_(Th/U)为2.2×10~4。增加1B工艺段(钍铀分离段)补萃级数应可以进一步提高铀回收率。