專利名稱：一種使用teva-uteva萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核燃料循環(huán)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離大量的鈾產(chǎn)品中镎的方法。
背景技術(shù)：
镎是高毒元素，核燃料后處理鈾產(chǎn)品中對镎的控制要求很嚴(yán)格，因此，核燃料循環(huán)后端鈾產(chǎn)品中镎含量的分析是很重要的。然而，核燃料后處理鈾產(chǎn)品中镎的含量很低，分析難度大。無論是采用放射性分析方法還是質(zhì)譜分析方法，常量的鈾對測量都有很大的影響。因此建立一個(gè)準(zhǔn)確可靠、簡便易行的鈾、镎分離方法顯得尤為重要。目前，我國后處理中試廠中镎的分析方法操作規(guī)程中采用TTA萃取分離镎，制源后用a譜儀測量。由于萃取過程中存在夾帶、容器壁污染等問題，通常需要多次萃取，因此 在微量镎的分析過程中通常會(huì)由于鈾、钚的去污不夠，導(dǎo)致測量結(jié)果不可靠。由于鈾樣品中镎的含量很低，要進(jìn)行鈾、镎的有效分離，通常采用多步分離，而目前的方法需對樣品進(jìn)行重復(fù)調(diào)酸調(diào)價(jià)，程序繁瑣，耗時(shí)長，不利于安全防護(hù)。同時(shí)，現(xiàn)有的分離方法均是針對鈾和镎的含量幾乎相當(dāng)?shù)那闆r。例如，2010年2月出版的《核化學(xué)與放射化學(xué)》雜志“UTEVA萃取色層分離超鈾元素的性能研究” 一文中公開了一種利用UTEVA萃取色層柱分離環(huán)境樣品中超鈾元素的分離方法，該方法是針對鈾、钚、镎的量在一個(gè)數(shù)量級的情況下進(jìn)行的，即環(huán)境樣品中鈾、镎、钚的量幾乎在一個(gè)數(shù)量級的情況進(jìn)行的分離下。現(xiàn)有文獻(xiàn)中都是單獨(dú)采用TEVA或UTEVA進(jìn)行分離微量鈾中钚、镎的，而且現(xiàn)有的分離方法無論是單獨(dú)采用TEVA還是采用UTEVA萃取色層柱分離，都無法滿足對大量鈾中镎分離的去污要求?，F(xiàn)有文獻(xiàn)中采用TEVA、UTEVA分離大量鈾中镎的分離方法還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中回收率低、分離過程復(fù)雜等缺點(diǎn)，提供了一種整個(gè)分離過程只需一次調(diào)價(jià)、分離過程簡單、回收率和精度高、分離效率高、回收穩(wěn)定、使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾、镎比為IO6 I的鈾樣品中镎的方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法，它包括以下步驟(I)在鈾產(chǎn)品中加入酸性溶液和還原劑將镎穩(wěn)定在Np(IV)，利用TEVA萃淋樹脂進(jìn)行鈾、镎的分離，然后通過硝酸和草酸的混合溶液解吸镎；(2)將洗脫液再通過UTEVA萃取色層柱進(jìn)一步純化镎，該步驟的上柱液與前步分離的洗脫液一致，不需加氧化還原劑。進(jìn)一步，所述步驟(2)在UTEVA萃取色層柱之前將洗脫液進(jìn)行稀釋。進(jìn)一步，所述步驟(I)中的還原劑為氨基磺酸亞鐵。進(jìn)一步，所述步驟(I)在樣品上柱后，使用酸性溶液進(jìn)行淋洗。 進(jìn)一步，所述步驟(I)中的酸性溶液為硝酸溶液。更進(jìn)一步，所述硝酸溶液的濃度為1. 5 3mol/L。再更進(jìn)一步，所述硝酸溶液的濃度為3mol/L。
進(jìn)一步，將洗脫液中的草酸濃度稀釋至0. 05 0. 2mol/L。更進(jìn)一步，將草酸濃度稀釋至0. lmol/Lo本發(fā)明的有益效果是(I)本方法采用TEVA、UTEVA組合分離鈾中镎，方法中利用TEVA、UTEVA對Np (IV)的萃取特性，镎以Np (IV)形式完成整個(gè)分離過程，整個(gè)分離過程只需一次調(diào)價(jià)，大大簡化了操作步驟，節(jié)約了操作時(shí)間，同時(shí)也避免了多次調(diào)價(jià)會(huì)加入過多試劑的問題。(2)采用硝酸和草酸的混合溶液作為镎的洗脫劑在快速洗脫TEVA色層柱中镎的同時(shí)，又能保持UTEVA色層柱中鈾的吸附，巧妙的以Np (IV)形式完成兩步分離，提高了鈾的去污系數(shù)，且分離過程非常簡單。(3)由于TEVA、UTEVA色層柱對Np (IV)的分配比較大，且工作中均使小量的镎上柱，而大量的鈾被洗脫，因此即使加大樣品上柱量，也無需加大柱體積，所以使用的TEVA、UTEVA色層柱的柱體積小，所需的淋洗、洗脫溶液也相應(yīng)較少，減少了分離所需時(shí)間，有效的提高了分離效率，同時(shí)有效的控制了廢液量。(4)該方法中色層柱的柱子小巧，方法適合在手套箱中操作，尤其適合后處理領(lǐng)域大量鈾中镎的分離。


圖1分離流程示意2TEVA結(jié)構(gòu)3UTEVA結(jié)構(gòu)4硝酸介質(zhì)中TEVA萃取U (VI)、Np (IV)等離子的分配系數(shù)變化曲線52mol/L硝酸介質(zhì)中不同草酸濃度UTEVA萃取U (VI)、Np (IV)的分配系數(shù)變化曲線6TEVA萃取色層柱上U(VI)的淋洗曲線
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述本方法的原理如下TEVA是一種季銨鹽萃淋樹脂，固定相是三烷基甲基氯化銨，基本結(jié)構(gòu)是CH3N[C8H17etC1(lH21]3+Cr，詳見圖2。其在比較寬的硝酸范圍內(nèi)可以選擇吸附四價(jià)錒系元素(與NO2-形成絡(luò)陰離子)，詳見圖4。與強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂不同，該樹脂的最佳吸附酸度不在8mol/L硝酸，而是3mol/L硝酸。其萃取平衡反應(yīng)式是
M4+ + ANOi + IE-NOi => E； -M(NO3);其中E 為 TEVA，M 可以為 Np4+、Pu4+、Th4+。在[NO$4mo| L1 時(shí)，UO+與NO;的絡(luò)合形式主要以UO2 (NO3) +形式存在，UO2 (NO3);形態(tài)存在較少，因此鈾U ( VI)在TEVA上的分配系數(shù)很低；而Np (IV)在硝酸水溶液中，易形成Np (NO3)62-,因此Np (IV)在TEVA上的分配系數(shù)很高，由此，TEVA可將Np (IV)吸附于色層柱上，然后利用合適的淋洗液如草酸洗滌色層柱上的镎來進(jìn)行鈾镎的分離。
經(jīng)過TEVA萃取色層柱的第一步分離后，镎的洗脫液中仍存在微量的鈾，為了進(jìn)一步除去該洗脫液中殘存的微量鈾，將其再經(jīng)過一次UTEVA萃取色層柱去污，該色層柱能將溶液中的微量鈾吸附，而镎不被吸附。作為常用的中性磷類萃取劑，UTEVA萃取色層樹脂的固定相是戊基膦酸二戊酯(DAAP)(其結(jié)構(gòu)圖詳見圖3)。其萃取平衡反應(yīng)式如下
權(quán)利要求
1.一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法，其特征在于，它包括以下步驟(I)在鈾樣品中加入酸性溶液和還原劑將镎穩(wěn)定在Np (IV)，先利用TEVA萃淋樹脂進(jìn)行鈾、镎的分離，然后通過硝酸和草酸的混合溶液解吸镎；(2)將洗脫液再通過UTEVA萃取色層柱進(jìn)一步純化镎。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法，其特征在于，所述步驟(2)在UTEVA萃取色層柱之前將洗脫液進(jìn)行稀釋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法，其特征在于，所述步驟(I)中的還原劑為氨基磺酸亞鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法，其特征在于，所述步驟(I)在樣品上柱后，使用酸性溶液進(jìn)行淋洗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法，其特征在于，所述步驟(I)中的酸性溶液為硝酸溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法，其特征在于，所述硝酸溶液的濃度為1. 5 3mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法，其特征在于，所述硝酸溶液的濃度為3mol/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法，其特征在于，將洗脫液中的草酸濃度稀釋至0. 05 0. 2mol/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法，其特征在于，將草酸濃度稀釋至0. lmol/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾產(chǎn)品中镎的方法，它包括以下步驟(1)在鈾樣品中加入酸性溶液和還原劑將镎穩(wěn)定在Np(IV)，先利用TEVA萃淋樹脂進(jìn)行鈾、镎的分離，然后通過硝酸和草酸的混合溶液解吸镎；(2)將洗脫液再通過UTEVA萃取色層柱進(jìn)一步純化镎。該發(fā)明提供了一種兩次分離過程只需一次調(diào)價(jià)、分離過程簡單、回收率和精度高、分離效率高、回收穩(wěn)定、使用TEVA-UTEVA萃取色層柱分離鈾、镎比為106:1的鈾產(chǎn)品中镎的方法。
文檔編號C22B60/02GK103014380SQ20121054801
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者蘇玉蘭, 金花, 應(yīng)浙聰, 趙勝洋 申請人:中國原子能科學(xué)研究院