PUREX流程中铀/钚分离用四价铀还原剂的制备

摘要

源于不向系统引入新的固体无机盐杂质,四价铀作为铀/钚分离的最佳还原剂得到了广泛的应用。目前,从硝酸铀酰还原制备四价铀的生产工艺有电解法、硝酸肼催化还原法和氢催化还原法。首先从热力学的角度论证了各工艺过程中所涉及的主反应与副反应,并结合工艺操作参数对比了各工艺过程。对比结果显示:电解法技术成熟、廉价可靠,但是转化率相对较低,需要后续开发新的电极材料及长寿命离子膜;硝酸肼催化还原法制备四价铀的工艺具有操作条件温和、产量大的优点,但是要求的原料纯度高,副反应严重且复杂;氢催化还原法已经在法国实现工程应用多年,具有成本低、产量高、反应速度快、副反应少的优点。因此,建议通过借鉴一般化工工业中氢气安全使用经验,在我国后处理厂中使用氢催化还原法制备四价铀工艺,并使用滴流床反应器,提高气液固接触效率,突破四价铀产能和产物浓度的瓶颈,满足使用需求。