乙羟肟酸消除Zr+界面污物的研究.pdf

乙羟肟酸消除Zr 界面污物的研究 叶国安 石伟群 唐洪彬 （中国原子能科学研究院放射化学研究所 北京 102413 ） 如何有效地从高放废液（HLLW ）中分离次量锕系元素（MA）和进 行锕镧分离，是人们十分关心的一个课题[1]。中国原子能院用酰胺荚醚 作萃取剂，进行了从高放废液中分离次量锕系元素的一系列研究，并提 出了概念流程[2-4]。其酰胺荚醚类试剂水溶性小，辐照稳定性好，合成 方法简单、成本低，且不含磷，可以彻底焚烧。使用的稀释剂为辛醇和 煤油, 可以工业规模应用，因此具有良好的应用前景。由于高放废液中 含有一定量的 Zr,用酰胺荚醚萃取时容易产生界面污物，这在高放废液 处理中是不希望的。文献[5]报道了苯代羟肟酸对 Zr(IV)有很强的络合能 力，因此有可能抑制界面污物的生成。乙羟肟酸（AHA ）作为短链羟肟 酸对 Pu（IV）有较强的络合[6-7]，对 Zr(IV) 的络合能力也应该较强。同 时可以完全分解为氮氧化物和碳氧化物，即使在 3.0M HNO3 溶液中，半 分解时间也达到 3~4 小时[8]，这对于实验已经足够了。关于 AHA 消除 Zr 界面污物的研究文献还未见报道，作者利用 AHA 成功避免了N,N,N’N’- 四丁基-3 氧-戊二酰胺(TBOPDA)萃取模拟高放废液过程中形成的界面 污物，取得了很好的效果。这一成果有望在酰胺荚醚处理高放废液的流 程中得到应用。 1．实验部分 1.1 试剂和仪器 1.1.1 试剂 N,N,N’,N’- 四丁基-3-氧-戊二酰胺(TBOPDA) 四川大学提供，纯度 98% ；40%(v/v)正辛醇－煤油，正辛醇为分析纯，北京化学试剂公司产 品，煤油为国营锦西化工厂特制加氢煤油；Zr(NO ) ?5H O,北京化学试 3 4 2 1 241 239 剂公司产品; Am 原子能院同位素所提供,纯度大于 99.9% ； Pu(IV)的 硝酸溶液，原子能院放化所提供；乙羟肟酸，原子能院放化所合成，纯 度99.5%;其余试剂均系分析纯。 1.1.2 仪器 3070E X 荧光光谱仪，日本理学公司产品；GP–I 单道γ谱仪，北京 核仪器厂产品；LS-6000 型液体闪烁计数器，美国 Beckman 公司产品。 pHS －3C 数字酸度计，上海雷磁仪器公司产品； 1.2 模拟高放废液的配制 配制的模拟高放废液主要成分列于表 1。在萃取Zr 、Pu 的实验中分 别加入相应的元素。 1.3 TBOPDA 对 Zr （IV ）的萃取 分别取一定体积的 Zr （IV ）水溶液或含有一定量 Zr （IV ）的模拟 高放废液和一定体积的0.2mol/LTBOPDA/40%辛醇煤油混合振荡一定时 间后离心分相，用 X 荧光预衍射法（EDXRF ）测定两相中Zr （IV ）的 含量。 1.4 TBOPDA 对 Pu （IV ）的萃取 分别取一定体积含有 Pu （IV ）的模拟高放废液和等体积的0.2mol/L TBOPDA/40%辛醇-煤油混合振荡一定时间后离心分相，用液闪法测定 两相中 Pu （IV ）的含量。 1.5 241Am （III ） 有机相的制备 调节水相 241Am （III ）溶液的酸度 3mol/L 左右，用 0.2mol/L TBOPDA/40%辛醇-煤油等体积萃取两次，合并有机相备用。 1.6 对有机相中 Zr （IV ）、Pu （IV ）、241Am （III ）的反萃 241Am （III ）有机 采用前面所述方法制备的含 Zr