TBP -TRPO/煤油萃取HNO3、UO22+、Pu(Ⅳ)、Am3+、TcO4-和Cs+的研究

研究了磷酸三丁酯 (TBP) 三烷基氧膦 (TRPO) /煤油对HNO3 、UO2 2 、Pu(Ⅳ )、Am3 、TcO4 -和Cs 的萃取 ;探讨了该体系对UO2 2 和硝酸的负载容量 ;分析了该体系对Am3 和TcO4 -的协萃现象 ,并进行了草酸反萃体系中Pu(Ⅳ )的研究。     

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。     

碱性条件下Sn(Ⅱ)还原TcO-4的动力学研究

为了解在碱性介质中Sn(Ⅱ)还原TcO4^-的动力学性质,用萃取法和液闪计数法研究了TcO4^-,Sn(Ⅱ),OH浓度和温度对Sn(Ⅱ)还原TcO4^-反应速率的影响。结果表明,TcO4^-被Sn(Ⅱ)还原为Tc(Ⅳ),Sn(Ⅱ)与TcO4^-发生氧化还原反应的计量式可表示为：3Sn(Ⅱ) 2Tc(Ⅶ)-3Sn(Ⅳ) 2Tc(Ⅳ)。在碱性介质中,Sn(Ⅱ)还原TcO4^-的化学反应速率方程为：-dc(TcO4^-)／dt=kc(TcO4)c^-0.478(OH^-)c^0.629(Sn(Ⅱ)),反应的活化能Ea=29．08kJ／mol。     

N,N,N′,N′-四异丁基-3-氧杂戊二酰胺对超铀元素和锝的萃取

研究了N,N,N′,N′-四异丁基－3－氧杂戊二酰胺（TiBOGA)-40%正辛醇／煤油对超铀元素及Tc的萃取,研究结果表明,0．2mol/L,TiBOGA-40%正辛醇／煤油对Tc(Ⅶ）,Am（Ⅲ）,Np（Ⅳ）,Np(Ⅴ),Pu(Ⅲ),Pu(Ⅳ)均有一定萃取能力,在酸度为1mol/L HNO3的模拟料液中,其分配比分别为：2．25,＞2000,43,0．734,＞2000,34。TiBOGA-40%正辛醇／煤油对各种离子的萃取能力受酸度和盐析剂浓度影响较大,用0．1mol/L HNO3能将除Am(Ⅲ）以外的其它几种离子从有机相中反萃下来。0．6mol/L H2C2O4对超铀元素的反萃效果都很好,经过1次或2次反萃,反萃率均可达99％以上。     

中性膦类萃取剂萃取四价铀的动力学研究

采用升滴法研究了异丁基膦酸二异辛基酯-煤油溶液从盐酸水溶液中萃取四价铀(U~(4 ))的动力学,测定了萃取反应过程中U~(4 ),HCl和萃取剂(E)的反应级数,在一定的HCl浓度下,U~(4 )的萃取速率可通过公式计算得到。在改变HCl浓度时,萃取速率与HCl浓度的1.51次方成正比。还测定了温度(15℃～50℃)对萃取速率的影响,计算得到萃取反应的表观活化能为23.24kJ/mol。并由实验结果推断出此萃取反应过程和过程的控制步骤。     

双羟基脲与HNO2的反应动力学及对Pu(Ⅲ)的稳定作用

研究了HClO4和HNO3体系中双羟基脲(DHU)与HNO2的反应动力学.结果表明,HClO4和HNO3体系下DHU与HNO2的反应动力学速率方程式均为-dc(HNO2)/dt=k·c(HNO2 )1·c(DHU )0·c(H+)-0.15,反应对DHU均呈零级.在HClO4体系下,θ=15 ℃, I=0.5 mol/kg时,反应速率常数k1=(2.37±0.04) mol0.15/(L0.15·min);在HNO3体系下,θ=10 ℃, I=0.5 mol/kg时,反应速率常数k2= (1.29±0.06) mol0.15/(L0.15·min)(n=8).同时考察了反应温度对反应速率的影响,结果表明,随着温度的升高, 反应速率均明显加快, HClO4和HNO3体系对应的反应活化能分别为68.2 kJ/mol和76.8 kJ/mol.在HClO4和HNO3体系中,随着离子强度的增加,氧化还原反应的表观速率常数k'均下降.过量的DHU在HNO3溶液中可以很好的稳定Pu(Ⅲ)48 h而不被氧化.     

硝酸体系中Tc(Ⅶ)与乙异羟肟酸的反应动力学研究

采用溶剂萃取法研究了HNO₃溶液中乙异羟肟酸（AHA）与Tc(Ⅶ)的相互作用。结果表明,有AHA存在时,Tc在30%TBP/煤油HNO₃体系中的分配比随反应时间下降,在实验条件下反应50 h后Tc在两相中的分配基本达到平衡,分配比D_Tc降至0.03,这表明Tc(Ⅶ)能被AHA还原为亲水性的低价Tc配合物［Tc^Ⅱ(NO)(AHA)₂H₂O］⁺;溶液吸收光谱显示,反应产物在428 nm（ε＝2 559 L·mol^-1·cm^-1）和565 nm处有吸收峰。通过溶剂萃取法得到Tc(Ⅶ)还原反应的表观反应速率方程式为r＝-dc(Tc(Ⅶ))/dt＝k′c(Tc(Ⅶ))c^1.6(AHA),在18 ℃下,c(AHA)＝1.0 mol/L,c(HNO₃)＝0.50 mol/L时半反应时间t_1/2＝16.5 h。进一步研究了溶液中有Pu(Ⅳ)存在时AHA与Tc(Ⅶ)的作用以及Tc分配比的变化。结果表明：Pu(Ⅳ)的存在会加快Tc(Ⅶ)转化为低价态亲水性配合物,而Pu的分配比在过程中基本不变。     

高氯酸、硝酸体系中乙异羟肟酸与

分别在HClO4和HNO3体系中用分光光度法研究了乙异羟肟酸(AHA)与HNO2的反应动力学,得到其反应动力学速率方程式为:—dc(HNO2)/dt=k.c(HNO2)1.c(AHA)0.75.c(HClO4)0.5和—dc(HNO2)/dt=k.c(HNO2)1.c(AHA)0.25.c(HNO3)1。在HClO4体系中,当θ=5℃,I=0.5 mol/kg时,反应速率常数k=(2.37±0.21)L1.25/(mol1.25.s);在HNO3体系中,当θ=10℃,I=0.5 mol/kg时,反应速率常数k=(0.482±0.048)L1.25/(mol1.25.s)。同时考察了反应温度对反应速率的影响。结果表明,在HClO4和HNO3体系中,随着温度的升高,反应速率均明显加快,反应活化能分别为99.0 kJ/mol和46.9 kJ/mol;随着离子强度的增加,氧化还原反应的表观速率常数k′均有所增加,但增幅不明显。     

Purex流程铀钚分离工艺中锝对镎走向的影响

在HNO3-U(Ⅳ)-N2H4-Tc(Ⅶ)-Np(Ⅴ)体系中,Np(Ⅴ)迅速还原为Np(Ⅳ)。对比研究表明,Tc是该体系中Np(Ⅴ)迅速还原的主要原因。该体系中的主要反应是U(Ⅳ)将Tc(Ⅶ)还原为Tc(Ⅳ),进而Tc(Ⅳ)将Np(Ⅴ)还原为Np(Ⅳ)。本文通过串级和台架实验研究了该体系中锝对镎走向的影响。结果表明,Np(Ⅴ)的还原速度随HNO3浓度、初始Tc浓度的增大和温度的升高而加快。在模拟Purex流程铀钚分离工艺的条件下,试管串级和微型混合澄清槽台架实验结果表明,提高1AP料液中Tc(Ⅶ)的浓度、升高反应温度,Np进入1BU中的百分含量增加。     

TBP-煤油-HNO_3体系的辐解与水解

本文应用气相色谱法测定了TBP-煤油-HNO_3萃取体系中 TBP辐解产物DBP和MBP的生成G值。G_(DBP)值与文献值一致:G_(MBP)值为文献值的～1/3。测定了TBP在 27℃下水解生成DBP的速度常k值。通过表观动力学计算指出,TBP辐解生成 MBP有两个途径。给出了一个TBP 辐解生成DBP和MBP与辐照剂量之间的关系式。     

HNO3-H2C2O4体系中Np和Pu的分离研究

研究了30％TBP-煤油在不同的硝酸-草酸混合溶液中对Np,Pu各价态的萃取分配,在HNO     

HNO3-TBP/OK体系中锆、锝共萃取行为的研究

测定了不同锆、锝浓度和不同硝酸浓度下，Zr(Ⅳ)，TcO4^-在HNO3-30％TBP／0K中的分配比。实验结果表明，TcO4^-不仅以阴离子形式与锆配位形成共萃，而且还可以促进锆的萃取，溶液中存在明显的相互促进被萃取现象。     

萃残液蒸发浓缩过程中碘的行为

实验研究了萃残液蒸发浓缩过程中碘的行为。结果表明:由30v/o TBP-煤油萃取后的模拟萃残液经蒸发浓缩至1/4.3～1/9.1体积后,蒸残液中保留的放射性碘很少,大部分随蒸汽排出;用经过辐照(10~5Gy)的30v/o TBP-煤油萃取后的模拟萃残液,蒸发浓缩过程中碘的行为与未经过辐照的30v/o TBP-煤油萃取后的模拟萃残液蒸发浓缩的结果相近;萃残液中溶有的有机物对蒸发浓缩过程中碘的行为影响不大,含常量稳定碘时,放射性碘易蒸出。     

锝在1A槽和锝洗涤槽中的走向、行为与控制研究

实验测定了不同铀-锆-锝比条件下,硝酸浓度对Tc（Ⅶ）在30％TBP/OK中分配系数的影响。在混合澄清槽实验中,研究了锝在1A槽中的走向行为。结果表明:以Zr（NO3）4和NH4TcO4等化学纯试剂与回收纯化的UO2（NO3）2配制1AF时,分别以2mol/L和3 mol/L　HNO3为1A槽进料,锝进入1AP的份额分别为14.4％和27.0％,当1AF料液用经蒸煮回收的U-Tc-Zr配制,以3mol/L HNO3作为1A槽进料时,99.8％锝进入1AP。 同时研究了不同1AP中铀、锝、锆的硝酸洗涤行为,目的是为后处理中试厂锝洗槽设计     

腐殖酸对Tc价态影响研究

在模拟高放废物深地质处置环境的低氧(O2含量小于5×10-6)、低Tc(Ⅶ)初始浓度(10-8 mol/L)条件下,研究腐殖酸浓度对Tc(Ⅶ)价态影响。结果显示,腐殖酸对99Tc液闪测定存在淬灭效应,但当腐殖酸浓度在40 mol/L以下,保持闪烁液体积为样品体积20倍可消除影响;在此基础上分别用四苯砷氯-氯仿萃取法和LaCl3沉淀腐殖酸法独立进行腐殖酸-Tc(Ⅶ)体系中锝价态研究,所得Tc(Ⅳ)和Tc(Ⅶ)价态分布结果基本吻合,表明两种研究方法均可用于腐殖酸-Tc(Ⅶ)体系中低浓度Tc价态研究;研究发现平衡350天的不同浓度Fluka腐殖酸-Tc(Ⅶ)体系中,Tc(Ⅶ)浓度长期保持稳定,而Tc(Ⅳ)浓度很低,表明即使在低氧气氛中,Fluka腐殖酸也未对Tc(Ⅶ)表现出明显还原行为,腐殖酸在地下水中的存在可能是高放废物地质处置中Tc(Ⅶ)阻滞的不利因素。     

TRPO萃取锕系元素、铕、锝、锆和铁

研究了不同浓度三烷基氧膦（TRPO）／煤油体系萃取铀的能力以及三相出现情况。结果表明，50％ TRPO／煤油体系在常温下负载60g/L铀时不会出现三相，并对Np(Ⅳ),Pu(Ⅳ),Am(Ⅲ），Ee(Ⅲ)和Tc(Ⅶ)具有良好的萃取能力。说明采用该体系能从乏燃料溶解液中萃取回收铀、钚的同时去除次锕系元素和锝，但TRPO在萃取少量的Zr时会出现三相。     

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。     

TRPO-TBP/煤油体系对高放废液中镅、铀、钚和锝等的萃取和反萃

比较研究了混合三烷基氧膦（TRPO）－磷酸三丁酯（TBP）／煤油混合体系和TRPO／煤油体系对铀和硝酸的萃取含量,结果表明,混合体系的萃取容量比TRPO／煤油体系高。测定了20％TRPO－20％TBP／煤油混合体系对二十余种离子的萃取分配比,结果表明在较宽的NHO3浓度范围（0.5-5mol/L)内,该混合体系对低浓度UO2^2 、低浓度U^4 ,Pu^4 ,Pu^3 ,NpO2^2 ,Np^4 都有较高的萃取能力;低酸条件（＜1.0mol/L)下,混合体系对TcO4^-1,Am^3 ,Eu^3 ,Y^3 有较高的分配比;混合体系对NpO2^ ,Sr^2 ,Cs^ 等的萃取能力较弱。TRPO－TBP／煤油有机相中萃取的镅、铀、钚和锝可以分别用高浓度硝酸、碳权铵溶液、羟基乙酸和高浓度硝酸（或碳酸盐）反萃下来。     

TOOPDA/OK从HNO_3介质中萃取锕系元素研究

本工作合成了纯度大于95%的四辛基荚醚(TOOPDA),并在HNO3介质中考察了稀释剂对三相形成情况的影响。结果表明:当HNO3浓度大于3.0 mol/L时,用40%辛醇-煤油为稀释剂会形成三相,用100%煤油(OK)为稀释剂则不会形成三相。同时研究了TOOPDA/OK体系中,萃取剂浓度和酸度的变化对萃取Am(     

硝酸介质中锝与肼的反应研究

利用溴代丁二酰亚胺滴定肼和跟踪Tc(Ⅶ)浓度随时间变化的方法,研究了硝酸介质中锝与肼的反应。实验证实了锝与肼的反应存在诱导期,该诱导期的长短与Tc(Ⅶ)的初始浓度有关,与肼的初始浓度无关;诱导期之后进入快速反应阶段,此时反应速率与锝的浓度无关,动力学方程可表示为:-dc(N2H4)/dt=kc(N2H4)·c-1(H ),反应的活化能为91.8kJ/mol。快速反应完成后体系中残留一定浓度的肼,Tc(Ⅶ)浓度又逐渐上升。