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[科普中国]-尾端过程

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尾端过程泛燃料分离过程的中间产物的补充纯化过程。根据中间产品的质量和最终产品的要求,尾端过程有所不同。

常用的过程有硅胶吸附祛去除硝酸铀酞中放射性杂质、阴离子交换法纯化杯、选择性共沉淀法等。1

由溶剂萃取获得的产品分别是铀和钚的硝酸盐溶液,极不方便运输和应用,还须使其浓缩并转形以获得最终固体产品,称为“尾端过程”。此过程对产品通常还具有补充净化的作用。

在硝酸钚溶液中加入草酸溶液,即生成溶解度低的草酸钚沉淀,可得较高的回收率;其组成固定,结晶颗粒大,易于过滤与洗涤;而且经煅烧所得产品的活性好。此沉淀经过滤与洗涤后,在空气中于800~1000℃的高温下煅烧,即得黄褐色的二氧化钚松散粉末。

在硝酸铀酰溶液中加入碳酸铵溶液,可通过沉淀获得三碳酸铀酰铵产品;也可直接从含铀有机相中将其反萃取沉淀出来。沉淀物经陈化、过滤、洗涤和干燥后,在H2气氛下的高温炉内煅烧即得二氧化铀产品。此方法工艺成熟,操作稳定,产品化学组成恒定,还有附加净化效果,晶体的物理性质和反应性良好,适用于干法氢氟化生产UF4;但它的试剂消耗量大,因而废液也多,还需回收母液中的铀和氨,而且操作步骤多,难以实现远距离控制。

为克服上述缺点,当今铀尾端工艺已改为先在流化床设备中直接将硝酸铀酰溶液脱硝转化成UO3,然后再在氢气氛下还原成UO2(二步法);也可由一步法直接制得,但此时获得的产品活性很差。流化床脱硝具有传热与传质好、结构件但、单器生产能力大、适于集中控制等优点,但也做在操作技术难度大和产品活性低等缺点。2

本词条内容贡献者为:

李炜炜 - 高级工程师 - 环境保护部核与辐射安全中心