含钚放射性废盐干法处理技术研究进展
发布时间：2021-10-25 07:34
为了处理钚的高温化学工艺中产生的大量含钚放射性废盐,实现放射性废物最小化和钚的循环利用,本文调研了主要核能国家的含钚放射性废盐干法处理技术研究进展,对金属化学还原法、电化学还原法和真空蒸馏盐法等主要技术路线、流程特点、发展现状进行了综述,也对特定组分的熔盐再生复用进行了简要介绍。通过对各种干法工艺路线的综合比较,发现真空蒸馏盐工艺具有较为明显的优势,结合我国的研究现状,应考虑优先发展该项技术。
【文章来源】：核化学与放射化学. 2020,42(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
MSE盐渣的溶剂萃取/盐反萃[13]
在乏燃料干法后处理领域,有不少关于熔盐电解技术应用于锕系元素分离的介绍[17-19],典型的工艺包括针对金属乏燃料的熔盐电精制(如图2[19]所示)、针对氧化物乏燃料的电解还原和电化学沉积等。尽管文献中这些电化学工艺的目的并不是为了开展放射性废盐处理,但从原理上讲是可以通过分离回收废盐中的钚等来降低熔盐中的放射性组分浓度,从而用于放射性废盐处理的。电化学还原法处理废盐的前提是盐中的钚要以离子状态存在,因此,对于以氧化物或金属状态存在的钚,在电解前要先通过氯化等工艺进行离子态转化。相比金属化学还原法,电化学还原法可以处理Pu含量更低的废盐,但处理效率较低,耗时较长。该方法在工艺尾端同样存在高温化学还原中提到的盐相与金属相的分离问题。
3) 真空蒸馏盐法真空蒸馏盐法(vacuum salt distillation, VSD)利用废盐基体与锕系氧化物/氯化物的蒸气压不同(如图3[20]所示),在高温低压的环境下,使蒸气压较高的熔盐基体(如NaCl、KCl)蒸馏出去,钚氧化物/氟化物/氯氧化物残留在坩埚内,从而实现盐与放射性物质的分离。该方法要求废盐中Pu的存在形态与盐基体组分之间存在较大的蒸气压差距,以利于提高分离效果,如Pu以蒸气压很低的氧化物或金属形态存在,盐组分为蒸气压较高的NaCl、KCl等,而对于NaF和PuCl3这样蒸气压较为接近的组分,则需要预先将PuCl3转化成蒸气压更低的PuO2,或将NaF转化成蒸气压更高的NaCl或KF,再进行VSD分离。对于废盐中Pu的浓度,该方法没有特别要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]液体阴极法回收盐渣中钚离子的模拟实验[J]. 唐洪彬,李迅,林如山,何辉,叶国安. 核化学与放射化学. 2017(06)
[2]氧化物沉淀-减压蒸馏耦合分离FLiNaK熔盐中的NdF3[J]. 黄丹丹,贾昀澎,王子豪,耿俊霞,杨洋,窦强,李晴暖,付海英,王锦花. 核技术. 2017(01)
[3]钍基熔盐堆核能系统中熔盐的蒸馏纯化与分离[J]. 耿俊霞,窦强,王子豪,杨洋,黄卫,付海英,李文新,吴国忠,李晴暖. 核化学与放射化学. 2017(01)
[4]FLiNaK熔盐中CsF的蒸发与分离[J]. 贾昀澎,王子豪,耿俊霞,杨洋,窦强,丛海霞,李晴暖,付海英. 核技术. 2016(02)
[5]正交试验对熔盐氯化条件的优化[J]. 李迅,林如山,叶国安,胡晓丹,何辉. 无机盐工业. 2015(03)
[6]温度与气压对LiF蒸发速率的影响[J]. 窦强,付海英,杨洋,耿俊霞,王子豪,李文新,吴国忠,李晴暖. 核化学与放射化学. 2014(06)
[7]国外核燃料后处理化学分离技术的研究进展及考察[J]. 韦悦周. 化学进展. 2011(07)
[8]乏燃料干法后处理技术研究进展[J]. 刘学刚. 核化学与放射化学. 2009(S1)
本文编号：3456939
【文章来源】：核化学与放射化学. 2020,42(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
MSE盐渣的溶剂萃取/盐反萃[13]
在乏燃料干法后处理领域,有不少关于熔盐电解技术应用于锕系元素分离的介绍[17-19],典型的工艺包括针对金属乏燃料的熔盐电精制(如图2[19]所示)、针对氧化物乏燃料的电解还原和电化学沉积等。尽管文献中这些电化学工艺的目的并不是为了开展放射性废盐处理,但从原理上讲是可以通过分离回收废盐中的钚等来降低熔盐中的放射性组分浓度,从而用于放射性废盐处理的。电化学还原法处理废盐的前提是盐中的钚要以离子状态存在,因此,对于以氧化物或金属状态存在的钚,在电解前要先通过氯化等工艺进行离子态转化。相比金属化学还原法,电化学还原法可以处理Pu含量更低的废盐,但处理效率较低,耗时较长。该方法在工艺尾端同样存在高温化学还原中提到的盐相与金属相的分离问题。
3) 真空蒸馏盐法真空蒸馏盐法(vacuum salt distillation, VSD)利用废盐基体与锕系氧化物/氯化物的蒸气压不同(如图3[20]所示),在高温低压的环境下,使蒸气压较高的熔盐基体(如NaCl、KCl)蒸馏出去,钚氧化物/氟化物/氯氧化物残留在坩埚内,从而实现盐与放射性物质的分离。该方法要求废盐中Pu的存在形态与盐基体组分之间存在较大的蒸气压差距,以利于提高分离效果,如Pu以蒸气压很低的氧化物或金属形态存在,盐组分为蒸气压较高的NaCl、KCl等,而对于NaF和PuCl3这样蒸气压较为接近的组分,则需要预先将PuCl3转化成蒸气压更低的PuO2,或将NaF转化成蒸气压更高的NaCl或KF,再进行VSD分离。对于废盐中Pu的浓度,该方法没有特别要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]液体阴极法回收盐渣中钚离子的模拟实验[J]. 唐洪彬,李迅,林如山,何辉,叶国安. 核化学与放射化学. 2017(06)
[2]氧化物沉淀-减压蒸馏耦合分离FLiNaK熔盐中的NdF3[J]. 黄丹丹,贾昀澎,王子豪,耿俊霞,杨洋,窦强,李晴暖,付海英,王锦花. 核技术. 2017(01)
[3]钍基熔盐堆核能系统中熔盐的蒸馏纯化与分离[J]. 耿俊霞,窦强,王子豪,杨洋,黄卫,付海英,李文新,吴国忠,李晴暖. 核化学与放射化学. 2017(01)
[4]FLiNaK熔盐中CsF的蒸发与分离[J]. 贾昀澎,王子豪,耿俊霞,杨洋,窦强,丛海霞,李晴暖,付海英. 核技术. 2016(02)
[5]正交试验对熔盐氯化条件的优化[J]. 李迅,林如山,叶国安,胡晓丹,何辉. 无机盐工业. 2015(03)
[6]温度与气压对LiF蒸发速率的影响[J]. 窦强,付海英,杨洋,耿俊霞,王子豪,李文新,吴国忠,李晴暖. 核化学与放射化学. 2014(06)
[7]国外核燃料后处理化学分离技术的研究进展及考察[J]. 韦悦周. 化学进展. 2011(07)
[8]乏燃料干法后处理技术研究进展[J]. 刘学刚. 核化学与放射化学. 2009(S1)
本文编号：3456939
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