本發(fā)明涉及乏燃料后處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種草酸钚沉淀母液中硝酸-草酸濃縮與破壞的一體化方法。

背景技術(shù)：

在乏燃料后處理工藝流程中，钚產(chǎn)品尾端通常采用草酸作為钚的沉淀劑，實(shí)現(xiàn)草酸钚沉淀，過(guò)濾后的溶液稱之為草酸钚沉淀母液。沉淀母液中除了含有約0.05-0.1mol/L草酸和2-3mol/L硝酸外，還含有50-200mg/L的微量钚。為了實(shí)現(xiàn)流程中钚回收最大化，需將母液破壞草酸后返回萃取流程中進(jìn)一步萃取回收钚。

專利文獻(xiàn)CN 201010607410.X，專利名稱為：一種破壞草酸钚沉淀母液中草酸的方法，公開(kāi)了利用可周期反向的直流電源且在恒電壓條件下對(duì)草酸钚沉淀母液進(jìn)行電解，在電解分解草酸的過(guò)程中，陽(yáng)極會(huì)產(chǎn)生可逆鈍化，避免了陽(yáng)極氫氣的產(chǎn)生，同時(shí)也降低了陰極氫氣的產(chǎn)生量，是一種高效、快速且不消耗化學(xué)試劑的電解方法來(lái)破壞母液中的草酸，但是由于沉淀母液中钚濃度較低，一般在50-100mgPu/L，通過(guò)電解方法后得到的沉淀母液若直接返回應(yīng)用的工藝流程中，將會(huì)稀釋钚純化料液中的钚濃度，影響钚萃取純化濃縮，常采用的方法是通過(guò)蒸發(fā)濃縮將钚濃度提高至流程中所需適宜范圍，但在蒸發(fā)濃縮過(guò)程中，當(dāng)溶液硝酸濃度濃縮至一定濃度后就很難再進(jìn)行濃縮，因此，急需開(kāi)發(fā)一種電解分解草酸的過(guò)程中，采用蒸發(fā)濃縮和脫硝相結(jié)合實(shí)現(xiàn)更高溶液蒸發(fā)濃縮倍數(shù)。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種草酸钚沉淀母液中硝酸-草酸濃縮與破壞的一體化方法，包括以下步驟：(1)采用循環(huán)伏安法，分別獲取草酸钚沉淀母液中硝酸的還原峰電位值和草酸的氧化峰電位值；(2)在獲取的所述硝酸的還原峰電位值和草酸的氧化峰電位值的交叉范圍內(nèi)選擇恒電位；(3)重新配置草酸钚沉淀母液，在所述恒電位下對(duì)所述草酸钚沉淀母液進(jìn)行電解，同時(shí)進(jìn)行恒溫蒸發(fā)。

進(jìn)一步，電解時(shí)所用的電解池為H型電解池。

進(jìn)一步，所述步驟(3)中的恒電位值為0.3-0.5V。

進(jìn)一步，所述恒溫蒸發(fā)的溫度為60-80℃。

進(jìn)一步，電解時(shí)所用的陽(yáng)極為鉑電極或鈦鍍鉑電極，所述的陰級(jí)為鉑電極、鈦電極或鈦鍍鉑電極。

進(jìn)一步，所述的陽(yáng)極為鉑電極，所述的陰級(jí)為鈦電極。

與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明的方法采用一步工序?qū)崿F(xiàn)了草酸钚沉淀母液中硝酸-草酸的濃縮與破壞，不僅操作方法簡(jiǎn)單，而且不消耗外來(lái)試劑，降低了廢液的產(chǎn)生；

2.電解時(shí)間3h，陰極和陽(yáng)極電極表面各增大一倍，就能夠使草酸的破壞率達(dá)到84.5％，硝酸的破壞率達(dá)到15.5％，一體化實(shí)現(xiàn)了對(duì)草酸钚沉淀母液中硝酸-草酸濃縮與破壞；

3.陽(yáng)極選用鉑電極、陰極選用鈦電極進(jìn)行電解時(shí)，草酸的破壞率和硝酸的破壞率高；

4.所述H型電解池與常規(guī)的電解池相比，電解時(shí)，草酸的破壞率和硝酸的破壞率高。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例一

一種草酸钚沉淀母液中硝酸-草酸濃縮與破壞的一體化方法，包括以下步驟：

(1)將由0.05mol/L草酸、2mol/L硝酸和100mgPu/L的溶液組成40ml的混合溶液模擬后處理料液中的草酸钚沉淀母液，并將所述的草酸钚沉淀母液加入至體積為50ml的電解池中，在所述電解池中加入10mm×30mm的鈦鍍鉑片作為陽(yáng)極、10mm×30mm的鈦鍍鉑片作為陰極和飽和甘汞作為參比電極，然后采用循環(huán)伏安法，在兩份所述的草酸钚沉淀母液中分別獲取硝酸的還原峰電位值和草酸的氧化峰電位值；

(2)在獲取的所述硝酸的還原峰電位值和草酸的氧化峰電位值的交叉范圍內(nèi)選擇恒電位0.3V；

(3)重新配置所述的草酸钚沉淀母液，設(shè)定操作電壓為0.3v，在蒸發(fā)溫度為60℃下對(duì)所述的草酸钚沉淀母液進(jìn)行電解2h。

本發(fā)明的方法，與傳統(tǒng)后處理流程兩步工序?qū)崿F(xiàn)草酸钚沉淀母液中硝酸-草酸濃縮與破壞的方法相比，不僅通過(guò)一步工序完成，操作方法簡(jiǎn)單，而且不消耗外來(lái)試劑，降低了廢液的產(chǎn)生。

實(shí)施例二

本實(shí)施例與實(shí)施例一不同之處在于，電解時(shí)陽(yáng)極和陰級(jí)均為鉑電極或陽(yáng)極為鉑電極、陰級(jí)為鈦鍍鉑電極或陽(yáng)極為鈦鍍鉑電極、陰級(jí)為鉑電極。

實(shí)施例三

本實(shí)施例與實(shí)施例一不同之處在于，電解時(shí)陽(yáng)極為鉑電極、陰極為鈦電極。

本實(shí)施例中陽(yáng)極選用鉑電極、陰極選用鈦電極進(jìn)行電解時(shí)，與實(shí)施例一和實(shí)施例二相比，草酸的破壞率和硝酸的破壞率高。

實(shí)施例四

本實(shí)施例與實(shí)施例三不同之處在于，電解時(shí)，選擇的恒電位值為0.4V。

實(shí)施例五

本實(shí)施例與實(shí)施例三不同之處在于，電解時(shí)，選擇的恒電位值為0.5V。

分別對(duì)實(shí)施例三、實(shí)施例四和實(shí)施例五中電解后的溶液進(jìn)行取樣，分析各自溶液中硝酸和草酸的濃度，并依據(jù)蒸發(fā)濃縮速度，計(jì)算硝酸和草酸破壞率，如下表1所示：

表1不同電位對(duì)硝酸-草酸濃縮與破壞一體化的影響

從表1可以看出，在較低的電位值和電解時(shí)間下，就能夠使草酸的破壞率達(dá)到78％，硝酸的破壞率達(dá)到12.5％，一體化實(shí)現(xiàn)了對(duì)草酸钚沉淀母液中硝酸-草酸濃縮與破壞。

實(shí)施例六

一種草酸钚沉淀母液中硝酸-草酸濃縮與破壞的一體化方法，包括以下步驟：

(1)將由0.05mol/L草酸、2mol/L硝酸和100mgPu/L的溶液組成40ml的混合溶液模擬后處理料液中的草酸钚沉淀母液，并將所述的草酸钚沉淀母液加入至體積為50ml的電解池中，在所述電解池中加入10mm×30mm的鉑片作為陽(yáng)極、10mm×30mm的Ti片作為陰極和飽和甘汞作為參比電極，然后采用循環(huán)伏安法，在兩份所述的草酸钚沉淀母液中分別獲取硝酸的還原峰電位值和草酸的氧化峰電位值；

(2)在獲取的所述硝酸的還原峰電位值和草酸的氧化峰電位值的交叉范圍內(nèi)選擇恒電位0.4V；

(3)重新配置所述的草酸钚沉淀母液，設(shè)定操作電壓為0.4v，在蒸發(fā)溫度為80℃下對(duì)所述的草酸钚沉淀母液進(jìn)行電解3h。

實(shí)施例七

本實(shí)施例與實(shí)施例六不同之處在于，在所述電解池中加入20mm×30mm的鉑片作為陽(yáng)極、20mm×30mm的Ti片作為陰極。

分別對(duì)實(shí)施例六和實(shí)施例七電解后的溶液進(jìn)行取樣，分析各自溶液中硝酸和草酸的濃度，并依據(jù)蒸發(fā)濃縮速度，計(jì)算硝酸和草酸破壞率，如下表2所示：

表2不同電極面積對(duì)硝酸-草酸濃縮與破壞一體化的影響

從表2可以看出，電解時(shí)間3h，陰極和陽(yáng)極電極表面各增大一倍，就能夠使草酸的破壞率達(dá)到84.5％，硝酸的破壞率達(dá)到15.5％，一體化實(shí)現(xiàn)了對(duì)草酸钚沉淀母液中硝酸-草酸濃縮與破壞。

實(shí)施例八

本實(shí)施例與上述實(shí)施例不同之處在于，電解時(shí)優(yōu)選的電解池為H型電解池，所述的H型電解池中兩側(cè)的電解池有一個(gè)擴(kuò)散的過(guò)程，所述H型電解池中的通道能夠用來(lái)控制其兩側(cè)電解池中電解液的平衡，因此，在同等條件下，所述H型電解池與常規(guī)的電解池相比，草酸的破壞率和硝酸的破壞率高。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明方法的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和補(bǔ)充，這些改進(jìn)和補(bǔ)充也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。