脉冲筛板柱萃取分离钍鈾的研究(Ⅰ)——钍铀分离脉冲筛板柱的流体力学性能

在2英寸脉冲筛板柱中,结合钍铀分离的Thorex过程,研究了30％TBP-煤油/水和30％TBP-煤油/Th(NO_3)_4-UO_2(NO_3)_2-HNO_3-H_2O体系脉冲筛板柱的流体力学性能。通过实验对液泛通量、分散相存留分数等流体力学参数,并用改进的Pratt公式对两相流体力学流体力学行为进行了关联,得到了较为满意的结果。通过对脉冲筛板柱流体力学性能的研究,获得了最优操作条件,为进一步的传质实验研究奠定了基础。     

脉冲筛板柱萃取分离钍、铀的研究(Ⅳ)——钍、铀、酸三组分体系脉冲筛板柱的动态特性及数学模拟

在2英寸脉冲筛板柱中,测定了钍、铀、酸三组分体系水相及有机相出口动态响应曲线,采用级模型模拟了动态响应曲线,利用优化方法获得了有关模型参数。根据模拟程序设计了一种较优的起动方式。实验及理论分析结果表明:采用级模型模拟H~+,Th,U多组分非线性平衡体系的脉冲筛板柱动态特性是可行的,所得参数可近似表征柱内传质过程。起动时间随两相流量增大而缩短,各组分起动时间长短与其在柱内的分离效率有关,分离效率越高,起动时间越长。     

U(Ⅵ)电还原反萃动力学研究——Ⅱ.U(Ⅵ)反萃和U(Ⅳ)萃取动力学

本文在带有阴阳极的恒界面池中研究了HNO_3-N_2H_5NO_3(H_2O)/UO_2(NO_3)_2-HNO_3(30％TBP-煤油)体系在U(Ⅵ)电解还原过程中的U(Ⅵ)反萃和U(Ⅳ)萃取动力学。这是U(Ⅵ)电还原反萃动力学研究的第二步。根据实验结果和数据处理,得到U(Ⅵ)反萃和U(Ⅳ)萃取过程的表观活化能分别为36.02kJ/mol和21.13kJ/mol;U(Ⅵ)反萃和U(Ⅳ)萃取速率随两相搅拌速率的增大而增大;U(Ⅵ)反萃和U(Ⅳ)萃取过程均由扩散控制。随着阴极电位的降低,U(Ⅵ)反萃和U(Ⅳ)萃取速率均增大。     

脉冲筛板柱萃取分离釷、鈾的研究(Ⅱ)——钍、铀净化低去污循环流程脉冲筛板柱传质性能的研究

在2英寸脉冲筛板柱中,根据钍铀低去污循环流程所要求的工艺条件,分别测定了共去污加盐段、共去污萃取段、共去污洗涤段、钍反萃段、钍反萃洗涤段、铀反萃段等6种工况的脉冲筛板柱水相及有机相稳态浓度剖面和水相出口浓度随时间变化曲线,并利用平衡分配数据模型,计算了所有条件下的H~+、Th、U的理论级当量高度(HETS)值及真实传质单元高度(HTU)值。结果表明,各工艺要求组分的HETS值均小于或接近于1m,证明此流程在工程上是可行的,工艺参数是较优的。     

U(Ⅵ)电还原反萃动力学研究 Ⅰ.U(Ⅵ)电还原动力学

本文在带有阴阳极的恒界面池中研究了HNO_3-N_2H_5NO_3(H_2O)/UO_2(NO_3)_2-HNO_3(30％TBP-煤油)体系中U(Ⅵ)电还原动力学。这是U(Ⅵ)电还原反萃动力学研究的第一步。测定了两相溶液中各组分浓度对U(Ⅵ)电还原速率的影响。根据实验所得数据,经回归分析得到U(Ⅵ)电还原动力学微分方程: -(d[U(Ⅵ)]/dt)=k[U(Ⅵ)]_0~(1.294)[HNO_3]_0~(0.0143)[HNO_3]_α~(0.322)[N_2H_5~+]_α~(0.0178)式中k为速度常数,25℃时,k=1.816×10~(-4)。研究了阴极电位、操作温度、两相搅拌速率和界面面积对U(Ⅵ)电还原速率的影响。选定了公称实验条件,将U(Ⅵ)电还原速率与“比”实验条件进行关联,得到如下的经验方程: r=r_0[E]~(1.589)[T]~(0.155)[W]~(0.078)[A]~(0.265)式中r_0为公称实验条件下U(Ⅵ)电还原速率。在本文实验范围内,U(Ⅵ)电还原过程由电极反应控制。     

核燃料后处理过程中的电化学工艺及设备

电化学工艺用于核燃料后处理可简化流程、减少向环境排放废物及降低后处理成本,是实现后处理过程“无盐”的最引人注目的新工艺,对核燃料后处理的安全性与经济性具有重要的意义.本文综述了电化学工艺在这一领域研究与发展的现状、存在问题及应用前景等。为我们开展这方面的研究工作,并跟踪国际先进水平提供借鉴。     

脉冲筛板柱萃取分离钍、铀的研究(Ⅲ)——脉冲筛板柱稳态浓度剖面的数学模拟

在2英寸脉冲筛板柱中,用扩散模型描述钍、铀低去污循环流程的传质过程。采用复合形法直接由浓度剖面同时确定轴向混合系数、传质系数等模型参数。由此获得的浓度剖面计算值与实验测定的浓度剖面比较符合。结果表明:Thorex过程脉冲筛板柱水相连续时两相轴向混合程度接近,有机相连续时分散相轴向混合小于连续相轴向混合。采用复合形法寻优,解决了以往方法中由于各种优化参数选择不当造成的计算结果与实际情况的偏差及程序容易溢出等问题。此算法简单,结果较可靠,收敛也比较快。     

30％TBP(煤油)-硝酸体系中HNO_3及U(Ⅵ)的电解还原动力学

在振动搅拌槽中,研究了UO_2(NO_3)_2-HNO_3-N_2H_5NO_3(H_2O)/30％TBP(煤油)体系的水相电解液组分浓度对U(Ⅵ)电解还原速率的影响。根据实验数据,经回归分析得反应动力学微分方程: -(d[U(Ⅵ)]/dt)=k[U(Ⅵ)]~(0.77)[N_2H_5~+]~(0.061)[HNO_3]~0.017式中速度常数k是温度的函数。25℃时,k=0.0019。在实验浓度范围内,U(Ⅵ)还原速率随U(Ⅵ)浓度升高而增大,表现反应级数为0.75级,而[N_2H_5~+]及[HNO_3]影响很小,反应级数近于0。初步探讨了硝酸的电解还原以及硝酸肼对其还原过程的抑制作用,给出了不同硝酸浓度下的极化曲线。对于硝酸电解还原过程中主要产物亚硝酸的生成量与硝酸浓度、电解时间及肼浓度等的关系进行了讨论。     

UO_2(NO_3)_2-HNO_3-N_2H_5NO_3(H_2O)/30%TBP(煤油)体系中组分浓度对U(Ⅵ)电解还原速率影响的研究

本文在振动搅拌槽中,研究了UO_2(NO_3)_2-HNO_3-N_2H_5NO_3(H_2O)/30％TBP(煤油)体系的水相电解液组分浓度对U(Ⅵ)电解还原速率的影响。根据实验所得数据,经回归分析得到反应动力学微分方程 式中速度常数k一般说是温度的函数。25℃时,k=0.00187。在实验浓度范围内,U(Ⅵ)还原速率随U(Ⅵ)浓度升高而增大,表观反应级数为0.75级;而[N_2H_5~+]及[HNO_3]影响不大,反应级数近于0。     

30％TBP（煤油）／UO_2（NO_3）_2－HNO_3体系中铈的某些化学性质

在３０％ＴＢＰ（煤油）／ＵＯ２（ＮＯ３）２－ＨＮＯ３体系中，测定了一定铀浓度和酸度下Ｃｅ（Ⅳ）的分配系数，研究了Ｃｅ（Ⅳ）在有机相和Ｃ（Ⅲ）在水相的稳定性，在两相接触情况下测定了Ｕ（Ⅳ）对Ｃｅ（Ⅳ）的还原速度。并与钚在同样条件下的相关性质进行了比较。