مطالعه تجربي استخراج اورانيوم از پسماند اسيدي، مقايسه عملكردي دو محلول TOA و D2EHPA

Experimental study of uranium extraction from acidic wastage, functional comparison of two TOA and D2EHPA solutions

اورانيوم مهم‌ترين ماده در چرخه سوخت هسته‌اي است كه در مراحل مختلف تحقيقات توليد و فرآوري آن و مراحل بعد از مصرف در راكتورها و هم‌چنين تحقيقات آزمايشگاهي به ‌‌صورت پسماندهاي اورانيومي به ‌وجود مي‌آيند. اورانيوم موجود در پسماندها با ارزش بوده و در صورت وارد شدن به محيط ‌‌زيست مشكلات پرتوي ايجاد مي‌كنند، لذا جداسازي آن‌ها امري ضروري است. روش استخراج با حلال يكي از روش‌هاي مهم جداسازي در توليد و فرآوري سوخت هسته‌اي است كه در تحقيق حاضر تركيبات اورانيومي تهيه شده از پسماندها، با اين روش بازيافت مي‌شوند. پس از شناسايي عناصر موجود در پسماند، مقدار هر عنصر با استفاده از آناليز اسپكترومتر كوپل شده القايي (ICP) تعيين گرديده و در نهايت نوع تركيب اورانيومي موجود در پساب مشخص شده‌اند. با توجه به نوع تركيب مورد نظر آزمايش استخراج با دو حلال‌ مختلف تري‌اكتيل‌آمين (TOA) و دي-2-اتيل هگزيل فسفريك اسيد (D2EHPA) انجام گرفته كه ميزان درصد استخراج نهايي به‌ترتيب 96/12 و99/01 درصد به دست آمده است. همچنين اثر نوع استخراج‌كننده، دماي استخراج، غلظت اسيد، غلظت استخراج‌كننده، غلظت اوليه اورانيوم، نوع رقيق‌كننده، نسبت فاز آبي به آلي، زمان اختلاط فازها بر درصد استخراج و همچنين اثر شست ‌و شو كننده‌هاي مختلف بر فرآيند معكوس بررسي شده است.

Uranium is the most important material in the nuclear fuel cycle that produces in the various stages of uranium production and processing research and after-use in reactors, as well as laboratory researches as uranium wastage. The uranium in these wastages is valuable and may cause radiation problems if they enter the environment, so their separation is essential. The solvent extraction method is one of the most important separation methods in the nuclear industry that produced uranium components from wastages is recovered using this method in the current study. After identifying the presented components in the wastage, the amount of each component was determined by using Inductively Coupled Spectrometry (ICP) analysis and finally the type of present uranium compound in the wastage was specified. According to the desired compound, the extraction experiments were performed with two different solvents of trioctylamine (TOA) and di-2-ethylhexyl phosphoric acid (D2EHPA) which the extraction percentages were achieved 96.12% and 99.01%, respectively. Also, the effects of extractant type, extraction temperature, acid concentration, extractant concentration, initial uranium concentration, diluent type, aqueous to organic phase ratio, phase mixing time on extraction percentage as well as the effect of various rinses on the reverse process were investigated.