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乙异羟肟酸与Zr(Ⅳ)、U(Ⅵ)配合物稳定常数测定及其在铀纯化循环净化Zr的研究

卞晓艳  
【摘要】: 乙异羟肟酸(AHA)是一种新型有机试剂,可望应用于Purex流程铀纯化循环。本论文就AHA对铀纯化循环中锆的净化作相关研究:测定了AHA与U(Ⅵ)、Zr(Ⅳ)配合物稳定常数;考察了以AHA为洗涤液时,水相硝酸浓度、AHA浓度等因素对锆净化的影响;并进行了铀纯化循环2D槽串级实验,获取了锆的净化系数。 1、用pH电位法测得AHA与U(Ⅵ)配合物的一级稳定常数和二级累积稳定常数分别为8.6×10~7、3.8×10~(14),β_1 (Pu(Ⅳ))/β_1 (U(Ⅵ))和β_1 (Np(Ⅳ))/β_1 (U(Ⅵ))均大于10~3,表明用AHA进行Np/U、Pu/U分离以及铀中裂变产物净化时,如果控制合适的实验条件,可以确保铀的回收率。 2、用溶剂萃取法测得AHA与Zr(Ⅳ)配合物的一级稳定常数和二、三级累积稳定常数分别为6.7×10~(13)、1.8×10~(25)和3.8×10~(35),由此可见,AHA对Zr(Ⅳ)有较强的配位能力。 3、参照铀纯化循环2D槽工艺条件,改变水相硝酸浓度、AHA浓度等条件,研究了AHA对锆的洗涤行为,得到的结果如下: (1)随洗涤液HNO_3浓度增大,锆的分配比增大且不含铀体系中的D(Zr(Ⅳ))略大于含铀体系中的D(Zr(Ⅳ))。HDBP浓度为10~(-6)~10~(-1)mol╱L时,随HDBP浓度增加,含铀体系中的D(Zr(Ⅳ))增加缓慢;不含铀体系中D(Zr(Ⅳ))先随HDBP浓度的增大缓慢增加,当HDBP浓度大于O.001mol/L时,随HDBP浓度增加,D(Zr(Ⅳ))增加较快。 (2)随洗涤液中AHA浓度增加,D(Zr(Ⅳ))下降,与无AHA时相比,加入AHA后,D(Zr(Ⅳ))下降显著,当c(AHA)>0.2mol/L后,随AHA浓度增加,D(Zr(Ⅳ))变化不大。 (3)随有机相与水相的相比增加,锆的反萃率下降;随洗涤次数的增加,有机相中残留锆的浓度下降,说明增加洗涤次数可以提高锆的净化效果。 (4)随萃取段水相酸度增加或AHA浓度降低,D(Zr(Ⅳ))增加;当ρ(U(Ⅵ))>50g/L后,随着铀浓度的增加,D(Zr(Ⅳ))下降不明显。 4、进行两次铀纯化循环2D槽串级实验,铀回收率均大于99.99%,Zr的物料衡算分别为100%、98%,锆的的净化系数分别为3.2×10~4、4.3×10~4,表明铀纯化循环2D槽以AHA洗涤时,可以在确保铀回收率的基础上获得比较好的锆净化效果。


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