一种高放废液中锶离子与钡离子的分离方法

技术领域

本发明涉及乏燃料后处理领域，具体涉及一种高放废液中锶离子与钡离子的分离方法。

背景技术

在乏燃料后处理工艺流程中，高放废液是放射性水平高、毒性极强的废液，集中了乏燃料中95％以上的放射性，对人类和环境构成潜在的危害，对其处理和处置问题已成为制约核能可持续发展的关键因素之一。

高放废液锶同族元素钡含量较高且性质较为相似，为得到一定纯度

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷的至少一个而提供一种高放废液中锶离子与钡离子的分离方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高放废液中锶离子与钡离子的分离方法，该方法包括以下步骤：

萃取剂配制：将N,N,N′,N′-四辛基-3-氧戊二酰胺(TODGA)、磷酸三丁酯(TBP)和稀释剂混合，形成萃取剂；

萃取分离：将萃取剂与高放废液混合，进行萃取反应，达到平衡后，完成高放废液中锶离子与钡离子的分离。

进一步地，所述的稀释剂包括煤油(OK)。

进一步地，所述的萃取剂中，N,N,N′,N′-四辛基-3-氧戊二酰胺(TODGA)的浓度为0.2-0.3mol/L。

进一步地，所述的萃取剂中，磷酸三丁酯(TBP)的浓度为0.4-0.6mol/L。

进一步地，所述的萃取剂中，磷酸三丁酯(TBP)的浓度为0.5mol/L。

进一步地，萃取分离前，将酸液加入高放废液中调节酸度。

进一步地，所述的酸液包括硝酸。

进一步地，调酸后，高放废液的酸度为2.5-3mol/L。

进一步地，萃取时，萃取剂与高放废液的体积比为(0.8-1.2):1。

进一步地，萃取时，萃取剂与高放废液的体积比为1:1。

进一步地，萃取反应后，锶对钡离子的单级萃取分离系数大于10。

与现有技术相比：

(1)本发明中，锶对钡离子的单级萃取分离系数大于10，甚至可以达到1000；

(2)本发明中，使用特殊的TODGA萃取剂，大幅度提升萃取效果。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种高放废液中锶与钡离子的分离方法，其具体操作步骤如下：

(1)萃取剂配制

依据式(1)量取一定体积的TODGA放入容器中

其中，V1为TODGA体积，单位为升(L)；V为所需配制萃取剂的体积，单位为升(L)；c为所需配制萃取剂中TODGA的浓度，取0.2至0.3，单位为摩尔每升(mol/L)。

依据式(2)量取一定体积的TBP放入定容容器中，加入OK定容，配制成浓度为0.2-0.3mol/L TODGA-0.5mol/L TBP-OK作为萃取剂。

其中，V2为TBP体积，V为所要配制萃取剂TODGA-TBP-OK的体积，单位为升(L)。

(2)高放废液酸度调节

对高放废液取样分析酸度，根据高放废液分析结果按照式(3)计算需要加入的HNO

其中，V4为所需加的硝酸体积，单位为升(L)；V3为高放废液初始体积，单位为升(L)；C3为高放废液初始初始酸度，单位为摩尔每升(mol/L)；b为调料后的料液酸度，取2.5至3，单位为摩尔每升(mol/L)；C4为所需加的硝酸浓度，单位为摩尔每升(mol/L)。

(3)萃取分离

用配制好的萃取剂TODGA-TBP-OK将萃取设备充满，将酸度调节后的料液引入萃取设备，两相流比设定为1:1；在萃取设备中两相进行萃取反应。

(1)取样分析

待萃取反应达到平衡后，进行取样分析，依据式(4)计算锶对钡离子的分离系数

其中，

实施例1

本实施例中，高放废液中Sr的浓度为2g/L，钡的浓度为2g/L，酸度为2.5mol/L，经过0.2mol/L TODGA-0.5mol/L TBP-OK萃取，萃取结束，萃残液中Sr的浓度为0.004g/L，钡的浓度为1.998g/L，经计算，

分离系数为1000。

实施例2

本实施例中，高放废液中Sr的浓度为2g/L，钡的浓度为2g/L，酸度为3mol/L，经过0.2mol/L TODGA-0.5mol/L TBP-OK萃取，萃取结束，萃残液中Sr的浓度为0.003g/L，钡的浓度为1.90g/L，经计算，

分离系数为20。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。