含铀TBP/OK废液相分离技术研究

2021-04-29周霁阳谭星星

四川环境 2021年2期

何飞，周霁阳，谭星星，万强

(中核建中核燃料元件有限公司，四川宜宾 644000)

引言

中核建中核燃料元件有限公司铀化工回收线萃取工序所采用的萃取剂为30%磷酸三丁酯-磺化煤油(TBP/OK)，其在使用一段时间后会由于TBP辐射降解而逐渐失效[1]，因而需定期更换新的萃取剂，从而产生大量的含铀TBP/OK废液。公司目前对含铀TBP/OK废液只能委外处理，其费用较高。TBP/OK废液属于易燃易爆危化品[2]，且含有一定浓度的铀，贮存安全风险很大。因此有必要研究出一套能高效低成本处理TBP/OK废液的工艺技术，将TBP/OK两相分离，使分离后的煤油中铀浓度满足清洁解控标准(铀浓度≤7μg/L)而解控，有效降低含铀TBP体积，降低放射性废液处理成本。

有研究表明，磷酸可与TBP/OK废液中的TBP形成加合物，且所形成的磷酸-TBP加合物经与水发生水解反应又可分离为稀磷酸和TBP两相。根据上述特性，开展了TBP/OK废液相分离小试试验研究。

1 试验原理

有关研究表明[3]：在化学反应过程中，随着磷酸浓度的增加，会逐渐形成各种型式的多聚磷酸，低浓度磷酸萃取TBP可用下式来描述:

H3PO4(水)+nTBP(有)↔H3PO4(水)·nTBP(有)

(1)

(2)

当磷酸浓度增至8mol/L以上时，反应主要按方程式(2)进行，此时随着磷酸浓度再增高会出现有支链式或环状式的多聚磷酸，大量TBP转入加合物相，密度为1.23g/cm3，介于煤油密度(0.74 g/cm3)和磷酸密度(1.60 g/cm3)之间。因而当把浓磷酸加到TBP/OK废液中时，会有中间相产生并出现分层，从上至下依次是煤油、加合物、磷酸三相。若向中间相中加水，则加合物被破坏，形成TBP和稀磷酸两相。