本發(fā)明涉及乏燃料后處理，尤其是涉及一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法。

背景技術：

1、乏燃料經(jīng)普雷克斯(purex)后處理流程分離了鈾、钚后排放出來的廢液集中了乏燃料95％以上的放射性，被稱為高放廢液。高放廢液因其高的放射性和大的毒性，對人類和環(huán)境造成長期的潛在威脅，其處理處置問題備受關注。從20世紀70年代以來，為了減少放射性廢物輻射的長期危害，縮短放射性廢物達到環(huán)境允許水平的時間，消除公眾的疑慮，人們提出了“分離-嬗變”的處理方法：將高放廢液中的錒系元素和長壽命裂片產(chǎn)物分離出來制成鈀件，放到嬗變裝置(加速器或核反應堆)中輻照，使之嬗變成短壽命的或穩(wěn)定的核素，從根本上消除放射性的長期危害。雖然該方法已經(jīng)開展的數(shù)十年的研究，但是依然沒有實現(xiàn)工業(yè)化應用。目前，后處理廠的做法依然是將高放廢液直接玻璃固化后進行深地質(zhì)處置。

2、鉑族金屬(釕、銠、鈀)是高放廢液中的一類裂片產(chǎn)物，且含量客觀。然而，在玻璃固化過程中，釕、銠、鈀的高熔點增加了玻璃的熔點，并在玻璃固化過程中傾向于形成獨立相，導致玻璃基體不均勻，穩(wěn)定性降低。因此，在玻璃固化前除去高放廢液中的釕、銠、鈀尤為重要，從源頭上消除釕、銠、鈀對玻璃固化產(chǎn)生的影響，提高最終固化體的質(zhì)量。其次，釕、銠、鈀具有好的耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性以及優(yōu)良的高溫抗氧化性和催化性能等特點廣泛應用于石油化工、航空航天、汽車制造、信息產(chǎn)業(yè)、軍事以及催化等高科技領域。將高放廢液中的釕、銠、鈀與其它核素分離，還可以作為鉑族金屬重要的戰(zhàn)略儲備資源，實現(xiàn)放射性廢物的資源化，解決我國鉑族金屬的供需矛盾。

3、在硝酸體系的高放廢液中，釕、銠、鈀的形態(tài)及種態(tài)分布復雜，可以各種價態(tài)(0～8)存在，并能與不同配體形成各種不同的絡合物。由于各物種的性質(zhì)各異，很難使用一種萃取劑同時萃取釕、銠、鈀，實現(xiàn)其與它裂片元素分離。目前研究最多的是以萃取法分離高放廢液中各元素，可以使用聚n-異丙基丙烯酰胺、硫醚、trpo等萃取劑在硝酸溶液中萃取分離釕、銠、鈀。但它們都是使用一種萃取劑分離單一的目標元素，且萃取分離過程復雜，很難應用于實際工業(yè)中。申請?zhí)枮?01910120213.0的專利公開了一種從放射性玻璃固化體中萃取鉑族金屬的方法，通過將一些易被還原的重金屬氧化物在還原劑作用下還原成其金屬單質(zhì)，在這個還原過程中將玻璃固化體中的鉑族金屬與其合金化，實現(xiàn)玻璃固化體中鉑族金屬的分離與萃取，鈀、釕和銠的萃取效率分別為67.4％，49.7％和79.3％。該方法在高溫熔融狀態(tài)下進行，能耗高并且萃取效率低。申請?zhí)枮?01410407286.5的專利公開了一種分離、回收貴金屬的方法，通過硫脲改性的聚乙烯亞胺的靜電吸附作用、硫脲與金、鉑、銥、鋨、銠、釕和鈀的交聯(lián)作用相結(jié)合，分離回收貴金屬。然而，該方法中都是使用的貴金屬氯化物，將其應用于后處理工業(yè)中，含氯試劑會腐蝕不銹鋼材料，帶來巨大的安全隱患。

4、因此，亟需研究一種簡單有效的方法能夠同時將高放廢液中的釕、銠、鈀萃取出來。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法。使用溶劑萃取法，避免了高能耗的高溫熔融過程，利用亞硝酸鹽溶液將釕、銠、鈀轉(zhuǎn)化為易被萃取的形態(tài)與種態(tài)，并采用脂肪胺溶液對料液中的釕、銠、鈀進行共萃取，實現(xiàn)與雜質(zhì)元素的分離。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法，向含釕、銠、鈀和雜質(zhì)元素的料液中加入亞硝酸鹽溶液并靜置，隨后加入脂肪胺溶液，攪拌后進行共萃取，獲得含釕、銠、鈀的有機相；

4、所述料液中釕、銠、鈀的總濃度為(0.001-1.0)g/l。

5、進一步地，所述料液的酸度為(0.1-3)mol/l。

6、進一步地，所述雜質(zhì)元素包括fe、sr、y、zr、mo、cs、ba、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd和re中的一種或多種。

7、進一步地，所述亞硝酸鹽溶液為亞硝酸鈉、亞硝酸鉀、亞硝酸胺中的一種，所述亞硝酸鹽溶液的濃度為(0.5-50)g/l。

8、進一步地，加入亞硝酸鹽溶液后的靜置時間為(12-120)h。

9、進一步地，使釕、銠、鈀與亞硝酸鹽溶液中的亞硝酸根配位形成穩(wěn)定且容易被萃取的亞硝酸根絡合物。

10、進一步地，所述脂肪胺溶液為正己胺、二正辛胺、三辛胺、三異辛胺、n,n-二甲基十二烷基胺、n,n-二甲基十六烷基胺中的一種，所述脂肪胺溶液的濃度為0.1-2mol/l。

11、進一步地，釕、銠、鈀的共萃取過程中的溶劑為十二烷、乙酸乙酯、三甲苯、正己醇、正辛醇、異葵醇中的一種。

12、進一步地，所述料液與脂肪胺溶液的體積比為1:(1-3)。

13、進一步地，所述攪拌時間為(5-60)min。

14、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果：

15、1、本發(fā)明使用溶劑萃取法，避免了高能耗的高溫熔融過程，采用亞硝酸鹽溶液，使釕、銠、鈀與亞硝酸根配位形成穩(wěn)定且容易被萃取的亞硝酸根絡合物，將釕、銠、鈀轉(zhuǎn)化為易被萃取的形態(tài)與種態(tài)，并采用脂肪胺溶液對料液中的釕、銠、鈀進行共萃取，由于其他雜質(zhì)元素和釕、銠、鈀的亞硝酸根化合物與脂肪胺的配位能力不同，可以通過調(diào)控料液的酸度、脂肪胺的濃度、相比等將釕、銠、鈀共萃取到有機相，實現(xiàn)其與雜質(zhì)元素的分離。

16、2、本發(fā)明的操作方法簡單、方便可行，能夠滿足放射性廢液中釕、銠、鈀的共萃取的需求，在玻璃固化領域具有廣闊的應用前景。

技術特征：

1.一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法，其特征在于，向含釕、銠、鈀和雜質(zhì)元素的料液中加入亞硝酸鹽溶液并靜置，隨后加入脂肪胺溶液，攪拌后進行共萃取，獲得含釕、銠、鈀的有機相；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法，其特征在于，所述料液的酸度為(0.1-3)mol/l。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法，其特征在于，所述雜質(zhì)元素包括fe、sr、y、zr、mo、cs、ba、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd和re中的一種或多種。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法，其特征在于，所述亞硝酸鹽溶液為亞硝酸鈉、亞硝酸鉀、亞硝酸胺中的一種，所述亞硝酸鹽溶液的濃度為(0.5-50)g/l。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法，其特征在于，加入亞硝酸鹽溶液后的靜置時間為(12-120)h。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法，其特征在于，使釕、銠、鈀與亞硝酸鹽溶液中的亞硝酸根配位形成穩(wěn)定且容易被萃取的亞硝酸根絡合物。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法，其特征在于，所述脂肪胺溶液為正己胺、二正辛胺、三辛胺、三異辛胺、n,n-二甲基十二烷基胺、n,n-二甲基十六烷基胺中的一種，所述脂肪胺溶液的濃度為0.1-2mol/l。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法，其特征在于，釕、銠、鈀的共萃取過程中的溶劑為十二烷、乙酸乙酯、三甲苯、正己醇、正辛醇、異葵醇中的一種。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法，其特征在于，所述料液與脂肪胺溶液的體積比為1:(1-3)。

10.根據(jù)權利要求1所述的一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法，其特征在于，所述攪拌時間為(5-60)min。

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及一種從料液中共萃取釕、銠、鈀的方法。向含釕、銠、鈀和雜質(zhì)元素的料液中加入亞硝酸鹽溶液并靜置，使釕、銠、鈀與亞硝酸根配位形成穩(wěn)定且容易被萃取的亞硝酸根絡合物，再使用脂肪胺類化合物對釕、銠、鈀進行共萃取，獲得含釕、銠、鈀的有機相。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明使用溶劑萃取法，避免了高能耗的高溫熔融過程，利用亞硝酸鹽溶液將釕、銠、鈀轉(zhuǎn)化為易被萃取的形態(tài)與種態(tài)，并采用脂肪胺溶液對料液中的釕、銠、鈀進行共萃取，實現(xiàn)其與雜質(zhì)元素的分離。此外，本發(fā)明的操作方法簡單、分離效果好，能夠在后處理過程中去除難以去除的鉑族金屬釕、銠、鈀，具有廣闊的應用前景。

技術研發(fā)人員：尤健,高建梅,華修芳,瞿定榮,李連順,龔偉,王一丹
受保護的技術使用者：中核四0四有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10