DE2504786A1 - Verfahren zur verbesserung der extraktionseigenschaften einer tributylphosphatloesung, insbesondere beim verfahren zur trennung von plutoniumund uranwerten - Google Patents
Verfahren zur verbesserung der extraktionseigenschaften einer tributylphosphatloesung, insbesondere beim verfahren zur trennung von plutoniumund uranwertenInfo
- Publication number
- DE2504786A1 DE2504786A1 DE19752504786 DE2504786A DE2504786A1 DE 2504786 A1 DE2504786 A1 DE 2504786A1 DE 19752504786 DE19752504786 DE 19752504786 DE 2504786 A DE2504786 A DE 2504786A DE 2504786 A1 DE2504786 A1 DE 2504786A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- solution
- tributyl phosphate
- diazomethane
- degradation products
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims description 36
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium atom Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 13
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 50
- YXHKONLOYHBTNS-UHFFFAOYSA-N Diazomethane Chemical group C=[N+]=[N-] YXHKONLOYHBTNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 claims description 23
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000005691 triesters Chemical class 0.000 claims description 5
- JYFHYPJRHGVZDY-UHFFFAOYSA-N Dibutyl phosphate Chemical compound CCCCOP(O)(=O)OCCCC JYFHYPJRHGVZDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- BNMJSBUIDQYHIN-UHFFFAOYSA-N butyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCOP(O)(O)=O BNMJSBUIDQYHIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000012374 esterification agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 claims 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 229940093635 tributyl phosphate Drugs 0.000 description 22
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 6
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 6
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 3
- -1 Triester phosphates Chemical class 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KZVBBTZJMSWGTK-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2-butoxyethoxy)ethoxy]butane Chemical compound CCCCOCCOCCOCCCC KZVBBTZJMSWGTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNDZQQSKSQTQQD-UHFFFAOYSA-N 3-methylcyclohex-2-en-1-ol Chemical compound CC1=CC(O)CCC1 XNDZQQSKSQTQQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FFKZOUIEAHOBHW-UHFFFAOYSA-N N,4-dimethyl-N-nitrosobenzenesulfonamide Chemical compound O=NN(C)S(=O)(=O)C1=CC=C(C)C=C1 FFKZOUIEAHOBHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLYXMBXMECZBSN-UHFFFAOYSA-N [Pu+3] Chemical compound [Pu+3] ZLYXMBXMECZBSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;hydrate Chemical compound O.OC(O)=O JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- NILJXUMQIIUAFY-UHFFFAOYSA-N hydroxylamine;nitric acid Chemical compound ON.O[N+]([O-])=O NILJXUMQIIUAFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000009853 pyrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910002007 uranyl nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/42—Reprocessing of irradiated fuel
- G21C19/44—Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
- G21C19/46—Aqueous processes, e.g. by using organic extraction means, including the regeneration of these means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/025—Purification; Separation; Stabilisation; Desodorisation of organo-phosphorus compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/06—Phosphorus compounds without P—C bonds
- C07F9/08—Esters of oxyacids of phosphorus
- C07F9/09—Esters of phosphoric acids
- C07F9/11—Esters of phosphoric acids with hydroxyalkyl compounds without further substituents on alkyl
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
United States Atomic Energy Commission Washington, D.C. 20545
Verfahren zur Verbesserung der Extraktionseigenschaften einer Tributy!phosphat -Lösung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung
der Extraktionseigenschaften einer Lösung aus Tributylphösphat in einem organischen Lösungsmittel. Insbesondere bezieht sich
die Erfindung auf ein Verfahren zur Verbesserung der Extraktionseigenschaften einer Tributylphosphat-Lösung durch Veresterung
der chemischen und radiologischen Abbauprodukte von Tributylphösphat
, welches darin vorhanden sein kann.
Mit der ansteigenden Zahl der Kernreaktoren müssen auch die Verfahren
und Arbeitsweisen zur Wiederaufbereitung von verbrauchtem Brennstoff verbessert werden, der in diesen Reaktoren bestrahlt
wurde. Dies ist erforderlich, um die Wiederaufbereitung zu beschleunigen und die Wiedergewinnung von Uran und Plutonium zu
verbessern, so daß diese und andere im Bau befindliche und geplante Reaktoren in der Zukunft mit Brennstoff versorgt werden
können.
Es wurden bereits eine Anzahl von Brennstoffaufbereitungsverfahren
entwickelt, und zwar beispielsweise Halogenidflüchtigkeitsverfahren,
Pyrometallurgische Verfahren und Lösungsextraktionsverfahren.
509837/0809
nachträglich geändert
_ 2 —
Der Tributylphosphat (TBP) in einer Kerosinbasis verwendende Lösungsmittelextraktionsprozess wird
derzeit in großem Umfang verwendet. Dieses Verfahren wird allgemein als "Purex"-Verfahren bezeichnet und
ist im einzelnen in der folgenden Literaturstelle beschrieben: "Reactor Handbook", Second Edition,
Vol. 2, "Fuel Reprocessing", Stoller and Richards, Interscience, 1961. Dieses Verfahren basiert auf
der Extraktionsfähigkeit von Uranylnitrat und der relativen Nicht-Extraktionsfähigkeit von Plutonium
(III), um diese beiden Elemente voneinander zu trennen und eine wässerige Salpetersäurespeiselösung zu bilden.
Die Verwendung von TBP als Extraktionsmittel für Uran und Plutonium hat in den letzten 2 5 Jahren in
der Kernindustrie eine große Verbreitung gefunden. Dieses Material erleidet aber nichtsdestoweniger
sowohl einen chemischen als auch einen radiologischen Abbau, wenn es radioaktiven Lösungen ausgesetzt
wird, die extraktionsfähige Actinide enthalten.
Das Vorhandensein der Abbauprodukte wie beispielsweise von Dibutylphosphat (DBP), Monobutylphosphat
(MBP) und Phosphorsäure hat eine nachteilige Einwirkung auf das Extraktionsverfahren. Zu den durch das
Vorhandensein dieser Materialien hervorgerufenen Problemen gehören die schlechte Phasentrennung in der
Kontaktvorrichtung mit darauffolgenden Verlusten durch Mitreissen und/oder verminderten Durchsatz,
Extraktion von Spaltprodukten zusammen mit den Actiniden, was einen Reinheitsverlust an Uran und
Plutonium zur Folge hat, Verlust an Actiniden, hervorgerufen
durch die Bildung von nichtabziehbaren Komplexen in der organischen Phase und schließlich
die Bildung von Niederschlagen.
Man erkennt somit, daß das Vorhandensein von Abbau-
509837/0809
produkten den Wirkungsgrad des Extraktionsverfahrens
ernstlich reduziert. Es wurden Verfahren vorgesehen, um die Abbauprodukte zu entfernen. Zu diesen gehört
eine Karbonat-Wasser-Reinigung (SCRUBBER) der organischen TBP-Lösung, die Verwendung von makro-netzartigen
Ionenaustauschharzen und andere. Alle diese Verfahren
umfassen die Verwendung von zusätzlichen Säulen für die Reinigung, zusätzliche Chemikalien, eine Erneuerung
des Reinigungssystems,schließlich die Beseitigung eines zusätzlichen radioaktiven Abfallstromes.
Selbst bei Verwendung von Karbonatwäschern (SCRUBBERN)
steigt die Konzentration der Abbauprodukte periodisch auf einen solchen Pegel an, daß der gesamte organische Strom weggeworfen werden muß. Alle diese Behandlungsverfahren
sind teuer. Ein ideales Verfahren wäre ein solches, daß die Extraktionslösung wiederherstellen
würde, und zwar entweder in ihren Anfangszustand oder
in einen die Anfangslösung dicht annähernden Zustand.
Zusammenfassung der Erfindung: Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Verbesserung der Effektivität der
Tributylphosphat-Extraktionslösung vor, welches viele
der obenaufgezählten Probleme eliminiert. Es wurde festgestellt, daß durch Inkontaktbringen der partiell
abgebauten Tributylphosphatlösung mit einem Veresterungsagens die Abbauprodukte des Tributylphosphats zu Triestern
verestert werden können, die Extraktionseigenschaften ähnlich dem Tributy!phosphat besitzen. Auf
diese Weise wurde ein Verfahren entwickelt, welches verhältnismäßig billig ist und keine störenden Nebenprodukte
und Seitenreaktionen aufweist, und wobei das
Extraktionssystem auf nahezu seine ursprüngliche Leistungsfähigkeit zurückgebracht wird. Zudem werden
durch dieses Verfahren teure Reinigungsverfahren vermieden und die Benutzungslebensdauer der Extraktionslöjiung
wird stark verlängert.
509837/0809
Die Erfindung bezweckt ein Verfahren zur Verbesserung der Extraktionseigenschaften einer Tributylphosphatlösung
anzugeben. Ferner sollen die Extraktionseigenschaften von Tributylphosphat-Extraktionslösungen
verbessert werden, die Abbauprodukte von Tributylphosphat enthalten. Schließlich sieht die Erfindung
ein Verfahren zur Veresterung der Abbauprodukte von Tributylphosphat in ihre Triester vor, um die Extraktionseigenschaften
zu verbessern. Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
Es sei nun die Erfindung im einzelnen beschrieben. Die obenerwähnten Ziele der Erfindung zur Verbesserung
der Extraktionseigenschaften von abgebautem Tributylphosphat-Extraktionslösungen
können dadurch erreicht werden, daß man die die Abbauprodukte von Tributylphosphat
enthaltende Extraktionslösung mit 0,1 M Diazomethan in einem geeigneten Lösungsmittel in Kontakt
bringt, wobei die Menge an Diazomethan mindestens gleich der vorhandenen Menge der Abbauprodukte ist,
wodurch die Abbauprodukte .von Tributylphosphat zu
+
Triesterphosphaten verestert werden, welche verbesserte Extraktionseigenschaften besitzen. Die die veresterten Abbauprodukte enthaltende Tributylphosphatlösung kann sodann zur weiteren Extraktion von Uran und Plutonium im Wiederaufbereitungszyklus für den bestrahlten Kernreaktorbrennstoff wieder verwendet werden.
Triesterphosphaten verestert werden, welche verbesserte Extraktionseigenschaften besitzen. Die die veresterten Abbauprodukte enthaltende Tributylphosphatlösung kann sodann zur weiteren Extraktion von Uran und Plutonium im Wiederaufbereitungszyklus für den bestrahlten Kernreaktorbrennstoff wieder verwendet werden.
) Phosphorsäuretriester
Das Veresterungsagens kann irgendeine Verbindung sein, die schnell und sicher die Abbauprodukte von Tributylphosphat verestert, ohne störende Nebenprodukte zu bilden, oder irgendwelche nachteilige Seitenreaktionen hervorzurufen, während ein Triester erzeugt wird, der Extraktionseigenschaften ähnlich dem Tributylphosphat aufweist. Diazomethan ist ein Veresterungsagens, das
Das Veresterungsagens kann irgendeine Verbindung sein, die schnell und sicher die Abbauprodukte von Tributylphosphat verestert, ohne störende Nebenprodukte zu bilden, oder irgendwelche nachteilige Seitenreaktionen hervorzurufen, während ein Triester erzeugt wird, der Extraktionseigenschaften ähnlich dem Tributylphosphat aufweist. Diazomethan ist ein Veresterungsagens, das
5 09837/0809
sich als außerordentlich wirkungsvoll herausgestellt
hat. Es muß daran erinnert werden, daß Diazomethan in einer reinen oder hochkonzentrierten
Form durch Stoß oder durch Katalyse an einer scharfen Kante oder einem Kratzer explodieren kann und
daß es auch äußerst giftig ist. Es wurde aber festgestellt, daß es in Konzentrationen von 0,1 M oder
weniger in einem geeigneten Lösungsmittel relativ leicht zu handhaben ist und dabei keine Probleme
auftreten. Es wurde festgestellt, daß eine Anzahl von Lösungsmitteln für Diazomethan bei dieser Konzentration
geeignet sind, wie beispielsweise Äther, Kohlenstofftetrachlorid und andere halogenierte
Kohlenwasserstoffe und normaler Paraffinkohlenwasser- ■ stoff oder NPH. NPH wäre besonders geeignet, da
dies das Verdünnungsmittel ist, welches gegenwärtig für Tributylphosphat im Purex-Verfahren verwendet wird.
Das NPH enthält 97 Gewichtsprozent von C1n bis C14
geradkettigen Kohlenwasserstoffen mit einem spezifischen Gewicht von 0,74 bis 0,76 bei 6O0F und einem
Flammpunkt von 155° bis 160°F.
Die zur Veresterung der Abbauprodukte erforderliche Diazomethanmenge ist eine Menge gleich der Menge
der Abbauprodukte, die in der Trxbutylphosphatlösung vorhanden ist. Um jedoch sicherzustellen, daß die
Veresterung vollständig ist, wird vorgezogen, daß die Diazomethanmenge das Doppelte der vorhandenen Menge
an Abbauprodukten ist. Dies stellt sicher, daß die Veresterung selbst dann vollständig ist, wenn kleine
Wassermengen in der organischen Lösung vorhanden sind, die das Diazomethan hydrolisieren würden. Nach vollständiger
Veresterung verbleibender Überschuß an Diazomethan beeinflußt nicht die Extraktionsfähigkeit
der Trxbutylphosphatlösung, da es hydrolisiert wird, sobald es in Berührung mit irgendeiner wässerigen
Lösung kommt.
509837/0809
Die Synthese von Diazomethan in einer verdünnten Lösung kann ohne weiteres durch Auflösen von
N-Methyl-N-Nitroso-p-Toluolsulfonamid auf 0,1 M
in Diäthyläther und die tropfenweise Hinzufügung davon zu einer Lösung erreicht werden, die aus
Natriumhydroxid, Wasser und Dibutyl-Carbitol besteht, welche auf einer Temperatur von 60° gehalten
wird. Das Diazomethan destilliert gemeinsam mit Äther aus der Reaktionsmischung, so daß eine
verdünnte Lösung stets aufrechterhalten wird. Das Destillat wird an einem Kühlfinger destilliert und
in einem eisgekühlten Aufnehmer gesammelt. Die Ätherlösungen von Diazomethan können mehrere Wochen bei
einer Temperatur nahe 0° C aufbewahrt werden. +^Diäthyläther des Diäthylenglykols
Die bevorzugte Temperatur für den Betrieb dieses Verfahrens ist die Umgebungstemperatur, da höhere
Temperaturen einen Verlust an Diazomethan bedeuten.
Das folgende Beispiel ist zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben und soll nicht
in einem beschränkenden Sinn verstanden werden.
Speiselösung: 1M Aluminiumnitrat-Nonahydrat,
2M HNO_, versetzt mit 1 g/l Pu
Extraktionslösung: 20 % TBP/CC14 +O.02 M DBP
Eine Hälfte der Extraktionslösung wurde mit Diazomethan
behandelt. Die Speiselösung (20 ml) wurde 15 Minuten lang mit 20 ml einer jeden der Extraktionslösungen berührt.
Sodann wurde das Plutonium aus der organischen Lösung durch Extraktion mit einer Lösung entfernt,
die aus 0,15 M HNO3 und 0,25 M Hydroxylaminnitrat bestand.
Der organischen Lösung wurden Proben entnommen
509837/0809
und auf Plutonium analysiert, und zwar durch Alphazählung nach jeder dieser Extraktionen. Ein Vergleich
ist in der untenstehenden Tabelle gezeigt,
und zwar für eine unbehandelte Extraktionslösung
und eine mit Diazomethan behandelte Extraktxonslösung. Die ideale Lösung wäre diejenige, die überhaupt kein Plutonium in den verbleibenden organischen Verbindungen aufweist.
und zwar für eine unbehandelte Extraktionslösung
und eine mit Diazomethan behandelte Extraktxonslösung. Die ideale Lösung wäre diejenige, die überhaupt kein Plutonium in den verbleibenden organischen Verbindungen aufweist.
Organisches
Lösungsmittel
Lösungsmittel
Eingestellt
c/c/X "--Pu (g/l)
Unbehandelt
nach Abzug 1 (Behandlung)
nach Abzug 2 (Behandlung)
nach Abzug 3 (Behandlung)
nach Abzug 1 (Behandlung)
nach Abzug 2 (Behandlung)
nach Abzug 3 (Behandlung)
(Hintergrund: 0,1 C/M)
| 1965 | 3 | .6x10 |
| 1925 | 3 | .5x10 |
| 1680 | 3 | . ίχ10 |
-2
-2
mit Diazomethan
behandelt
behandelt
10.3 18,9x10
— C
1.2 2.2x10
-5
1.2 2.2x1O
-5
In diesem Beispiel war,die Verbesserung besser als
1400-fach. Weitere Experimente wurden mit ähnlichen Ergebnissen durchgeführt, was die Tatsache beweist, daß eine wesentliche Verbesserung des Plutoniumab- . Ziehens oder HerausZiehens durch die Hinzufügung von Diazomethan zum abgebauten Lösungsmittel erreicht
werden kann. Obwohl bei diesem Beispiel TBP in CCl^, und nicht das NPH des Purex-Prozesses aufgelöst war, so hat dies keinen Einfluß auf die Veresterung der
Abbauprodukte durch das Diazomethan.
1400-fach. Weitere Experimente wurden mit ähnlichen Ergebnissen durchgeführt, was die Tatsache beweist, daß eine wesentliche Verbesserung des Plutoniumab- . Ziehens oder HerausZiehens durch die Hinzufügung von Diazomethan zum abgebauten Lösungsmittel erreicht
werden kann. Obwohl bei diesem Beispiel TBP in CCl^, und nicht das NPH des Purex-Prozesses aufgelöst war, so hat dies keinen Einfluß auf die Veresterung der
Abbauprodukte durch das Diazomethan.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann leicht und ohne
50983 7/0 8 0-9 -.
— O ~
weiteres im Purex-Verfahrensstrom eingebaut werden,
und zwar nachdem Plutonium aus dem Extraktionsmittel herausgezogen ist. Eine Lösung von Diazomethan könnte
kontinuierlich der verbrauchten TBP-Extraktionsmittellösung anstelle eines Wasch- oder Scruber-Schrittes
hinzugefügt werden und zwar bevor es wieder in den Kreislauf gegeben wird, um Uran und Plutonium
aus der Säurespeiselösung zu extrahieren.
Wie man aus dem obigen Beispiel erkennt, verbessert die Hinzufügung von Diazomethan zu Tributylphosphatlösung
die Extraktionsfähigkeit der Lösung sehr stark und liefert ein einfaches und wirkungsvolles Verfahren
zur Verbesserung der Extraktionseigenschaften einer abgebauten Tributylphosphatlösung.
509837/0 809
Claims (10)
- PATENTANSPRÜCHEQ). Beim Verfahren zur Trennung von Plutonium- und Uranwerten aus einer wässerigen Salpetersäurelösung durch Inkontaktbringen der wässerigen Lösung mit Tributylphosphat in einem organischen Lösungsmittel, wobei die organische Tributylphosphatlösung einem radiologischen und chemischen Abbau unterworfen ist, der Abbauprodukte mit schlechten Extraktionseigenschaften erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die die Abbauprodukte enthaltende Tributylphosphatlösung mit einem Veresterungsagens in Kontakt gebracht wird, wodurch die Abbauprodukte von Tributylphosphat zu Triestern verestert werden, welche verbesserte Extraktionseigenschaften aufweisen.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Veresterungsagens Diazomethan ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Veresterungsagens eine Lösung aus 0,1 M Diazomethan in einem Lösungsmittel ist, welches aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Äther, halogenierte Kohlenwasserstoffe und normaler Paraffinkohlenwasserstoff.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Diazomethan mindestens gleich der Konzentration der Abbauprodukte ist, die in der Tributylphosphatlösung vorhanden sind.
- 5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Diazomethanmenge dicht zur Konzentration der Abbauprodukte liegt, die in der Tributylphosphatlösung vorhanden sind.509837/0809
- 6. Verfahren zur Trennung von Plutonium- und Uranwerten aus einer wässerigen Salpetersäurelösung insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, durch Inberührungbringen der wässerigen Lösung mit Tributylphosphat in einem organischen Verdünnungsmittel, wobei die organische Tributylphosphatlösung radiologischem und chemischem Abbau ausgesetzt ist, der Abbauprodukte mit schlechten Extraktionseigenschaften erzeugt dadurch gekennzeichnet, daß man die die Abbauprodukte enthaltende Tributylphosphatlösung mit einer Lösung aus Diazomethan in Berührung bringt, wodurch die Abbauprodukte von Tributylphosphat zu Triestern verestert werden, welche verbesserte Extraktionseigenschaften besitzen.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Diazomethanlösung nicht mehr als 0,1 M Diazomethan enthält, und daß das Lösungsmittel Äther oder halogenisierte Kohlenwasserstoffe oder normaler Paraffinkohlenwasserstoff ist.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Abbauprodukte Dibutylphosphat, Monobutylphosphat und Phosphorsäure sind.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Diazomethanmenge mindestens gleich der Menge der Abbauprodukte ist, die in der Tributylphosphatlösung vorhanden sind.
- 10. Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet,daß die Diazomethanmenge das Doppelte der vorhandenen Abbauproduktmenge ist.509 8 37/0809
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/439,792 US3943204A (en) | 1974-02-05 | 1974-02-05 | Method for improving the extraction properties of a tributyl phosphate solution |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2504786A1 true DE2504786A1 (de) | 1975-09-11 |
Family
ID=23746157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752504786 Withdrawn DE2504786A1 (de) | 1974-02-05 | 1975-02-05 | Verfahren zur verbesserung der extraktionseigenschaften einer tributylphosphatloesung, insbesondere beim verfahren zur trennung von plutoniumund uranwerten |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3943204A (de) |
| JP (1) | JPS50140795A (de) |
| BE (1) | BE825140A (de) |
| CA (1) | CA1034769A (de) |
| DE (1) | DE2504786A1 (de) |
| FR (1) | FR2259834B1 (de) |
| GB (1) | GB1465241A (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0389801A2 (de) * | 1989-03-31 | 1990-10-03 | General Electric Company | Verfahren zum Steuern eines "Purex"-Lösungsextraktionsverfahrens |
| DE4126943A1 (de) * | 1990-08-14 | 1992-02-20 | Doryokuro Kakunenryo | Verfahren zum extrahieren und trennen von verbrauchtem solvent eines kernbrennstoffzyklusses |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3987145A (en) * | 1975-05-15 | 1976-10-19 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Ferric ion as a scavenging agent in a solvent extraction process |
| DE2633112C2 (de) * | 1976-07-23 | 1985-04-11 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zur Entfernung von Zersetzungsprodukten aus Extraktionsmitteln die zur Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrenn- und/oder Brutstoffe verwendet werden |
| US4311681A (en) * | 1980-05-19 | 1982-01-19 | Fmc Corporation | Method of regenerating phosphoric acid extraction solvent |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2936318A (en) * | 1958-11-24 | 1960-05-10 | Raymond H Moore | Fission product removal from organic solutions |
| US3708508A (en) * | 1971-04-09 | 1973-01-02 | Atomic Energy Commission | Method for the purification and recovery of tributyl phosphate used in reprocessing nuclear fuel |
| US3793408A (en) * | 1972-01-28 | 1974-02-19 | Atomic Energy Commission | Method for the purification of bis (2-ethyl-hexyl) phosphoric acid |
-
1974
- 1974-02-05 US US05/439,792 patent/US3943204A/en not_active Expired - Lifetime
-
1975
- 1975-01-13 GB GB131075A patent/GB1465241A/en not_active Expired
- 1975-01-15 CA CA217,987A patent/CA1034769A/en not_active Expired
- 1975-02-04 FR FR7503454A patent/FR2259834B1/fr not_active Expired
- 1975-02-04 BE BE2054127A patent/BE825140A/xx unknown
- 1975-02-05 DE DE19752504786 patent/DE2504786A1/de not_active Withdrawn
- 1975-02-05 JP JP1446275A patent/JPS50140795A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0389801A2 (de) * | 1989-03-31 | 1990-10-03 | General Electric Company | Verfahren zum Steuern eines "Purex"-Lösungsextraktionsverfahrens |
| EP0389801A3 (de) * | 1989-03-31 | 1991-01-09 | General Electric Company | Verfahren zum Steuern eines "Purex"-Lösungsextraktionsverfahrens |
| DE4126943A1 (de) * | 1990-08-14 | 1992-02-20 | Doryokuro Kakunenryo | Verfahren zum extrahieren und trennen von verbrauchtem solvent eines kernbrennstoffzyklusses |
| DE4126943C2 (de) * | 1990-08-14 | 1999-05-27 | Japan Nuclear Cycle Dev I Toka | Verfahren zum Trennen von verbrauchtem Solvent eines Kernbrennstoffzyklusses |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2259834B1 (de) | 1978-02-24 |
| AU7787775A (en) | 1976-08-05 |
| GB1465241A (en) | 1977-02-23 |
| BE825140A (fr) | 1975-05-29 |
| JPS50140795A (de) | 1975-11-12 |
| US3943204A (en) | 1976-03-09 |
| CA1034769A (en) | 1978-07-18 |
| FR2259834A1 (de) | 1975-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3374068A (en) | Irradiated fuel reprocessing | |
| DE2856489A1 (de) | Verfahren zur rueckgewinnung | |
| DE2638802A1 (de) | Extraktionsverfahren zur aktinidengewinnung und -trennung | |
| DE4220207A1 (de) | Kombiniertes transuran-strontium-auszugsverfahren | |
| DE2855821A1 (de) | Verfahren zur wiedergewinnung von palladium und technetium | |
| DE2449589C2 (de) | Verfahren zur Entfernung von Zersetzungsprodukten aus Extraktionsmitteln, die zur Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrenn- und/oder Brutstoffe verwendet werden | |
| DE3332954C2 (de) | ||
| DE2621795A1 (de) | Extraktionsverfahren | |
| DE1242185B (de) | Verfahren zur Reinigung von bei der Aufbereitung von Kernbrennstoff verwendeten Kohlenwasserstoffloesungen von Trialkylphosphaten | |
| DE2540311C2 (de) | Verfahren zur Beseitigung radioaktiv kontaminierter organischer Abfallstoffe | |
| DE2652164A1 (de) | Verfahren zur minimierung des organischen abfalls bei fluessig-fluessig- extraktionsprozessen | |
| DE2504786A1 (de) | Verfahren zur verbesserung der extraktionseigenschaften einer tributylphosphatloesung, insbesondere beim verfahren zur trennung von plutoniumund uranwerten | |
| US3949049A (en) | Method of stripping plutonium from tributyl phosphate solution which contains dibutyl phosphate-plutonium stable complexes | |
| DE1592418B2 (de) | Verfahren zur aufarbeitung waessriger loesungen bestrahlter reaktorbrennstoffe | |
| DE3346405C2 (de) | ||
| EP0170795B1 (de) | Verfahren zur Rückgewinnung von Uran-Werten in einem extraktiven Wiederaufarbeitungsprozess für bestrahlte Kernbrennstoffe | |
| DE1592541A1 (de) | Fluessigkeits-Fluessigkeits-Extraktionsverfahren zum Abtrennen des Plutoniums von Uran | |
| DE4132283A1 (de) | Reinigung von loesungen von alkylphosphaten | |
| DE69311161T2 (de) | Verfahren zur Auflösung von Plutonium Dioxid mittels OH'Radikalen durch Wasserradiolyse erhalten, anwendbar für die Behandlung von Plutonium-enthaltenden Schlämmen und Abfällen | |
| US2885260A (en) | Method for decontamination of reactor solutions | |
| DE2365114C2 (de) | Verfahren zum Reinigen von Plutonium und/oder Neptunium enthaltenden Lösungen durch Abtrennen von Plutonium und/oder Neptunium | |
| DE3602591C2 (de) | ||
| DE2842050A1 (de) | Entfernung von radionukliden aus wasser | |
| DE3642841C2 (de) | ||
| AT276297B (de) | Verfahren zur aufbereitung von bestrahltem Kernreaktorbrennstoff |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8130 | Withdrawal |