浮选分离乏燃料中的稀土元素

• 作 者: 王洁茹[1]范芳丽[2]杨帆[2]秦芝[1]
• 机 构: 中国科学院近代物理研究所,兰州,730000
• 出 处: 第三届全国核化学与放射化学青年学术研讨会
• 发表日期: 2015年期

从上世纪开始研究开发的"先进核燃料循环"体系是对现有核能生产及其燃料循环体系的进一步发展.目前,主要采用干法和水法两种后处理技术对乏燃料进行处置.干法后处理,主要是在无水和高温状态下来处理乏燃料.相对于水法后处理,其具有辐照稳定性高、临界风险低以及放射性废物少等优点.其中最具有代表性的四种干法后处理技术分别为氟化物挥发法、熔盐过程、金属熔盐萃取和氯化物挥发法。尽管它们都已经被证明化学原理可行，甚至完成了实验室规模、工程规模的热试验和中试规模的模拟实验，但由于该种技术存在乏燃料转化以及材料严重被腐蚀等缺点，因此，在工业应用中受到极大的限制。为了改善这些干法后处理中存在的问题，本研究结合浮选分离的理念，以La2O3、Ce2O3、Nd2O3、Sm2O3以及Eu2O3为稀土氧化物(REO)的代表，与U3O8混合作为模拟乏燃料，选择适合的离子液体、有机溶剂以及捕收剂，进行固液浮选分离。并通过二元比例Χ射线荧光光谱法(XRF)测定了分离前后U和稀土元素(RE)的含量。实验结果表明:利用浮选分离方法，稀土元素的回收率均可以达到40％以上，可以有效地实现乏燃料中稀土元素的分离。