稀硝酸体系中N,N-二甲基羟胺与亚硝酸反应的动力学
2016-11-11朱冬冬李传博郑卫芳晏太红谢书宝石四维
朱冬冬,李传博,郑卫芳,晏太红,谢书宝,左 臣,石四维
中国原子能科学研究院 放射化学研究所,北京 102413
稀硝酸体系中N,N-二甲基羟胺与亚硝酸反应的动力学
朱冬冬,李传博,郑卫芳*,晏太红,谢书宝,左臣,石四维
中国原子能科学研究院 放射化学研究所,北京102413
采用分光光度法研究了0.1~0.4 mol/L稀硝酸体系中N,N-二甲基羟胺(DMHAN)与亚硝酸的反应动力学,包括硝酸浓度、亚硝酸浓度、二甲基羟胺浓度、离子强度、温度等条件的影响。稀硝酸体系中二甲基羟胺与亚硝酸反应的动力学方程为:
二甲基羟胺;硝酸;亚硝酸;反应动力学;计量比
PUREX(plutonium uranium reduction extraction)流程广泛地应用于乏燃料后处理,该流程以硝酸溶液作为水相介质。由于硝酸会缓慢分解产生少量亚硝酸,而硝酸在辐照和乏燃料溶解等过程中也会生成亚硝酸,因此亚硝酸时刻伴随着硝酸存在于PUREX流程中,并对PUREX流程产生重要影响。一方面,亚硝酸的存在对流程有利,例如可以抑制对TBP萃取Pu不利的Pu(Ⅵ)的生成[1];但是另一方面,亚硝酸的存在会对还原剂的用量、产品去污因子、生产安全等诸多因素产生影响。因此亚硝酸浓度的控制在PUREX流程应用中具有重要的意义。
早期的PUREX流程中使用氨基磺酸亚铁作为亚硝酸的清扫剂,而现行改进的PUREX流程中使用无盐试剂如羟胺和肼作为钚的还原剂和亚硝酸的清扫剂[2-3]。中国原子能科学研究院提出了以N,N-二甲基羟胺(DMHAN)作为还原剂和以单甲基肼(MMH)作为支持还原剂的改进PUREX流程,命名为APOR(advance process based on organic reductants)流程。在此流程中,二甲基羟胺的行为与羟胺(HAN)类似[4-5]:一方面,二甲基羟胺会与体系中的亚硝酸反应,使体系中的亚硝酸浓度降低;……
