動態膜電解制備四價鈾Ⅰ.裝置建立及性能測試

袁中偉，雙紅瑩，晏太紅，鄭衛芳，張 宇，卞曉艷

中國原子能科學研究院 放射化學研究所，北京 102413

動態膜電解制備四價鈾Ⅰ.裝置建立及性能測試

袁中偉，雙紅瑩，晏太紅，鄭衛芳，張 宇，卞曉艷

中國原子能科學研究院 放射化學研究所，北京 102413

以鈦涂釕銥網為陽極、鈦網為陰極，建立了動態膜電解制備四價鈾裝置，測試了該裝置的性能，比較了使用國產膜和進口膜時的電解性能，同時還探討了制備過程中各參數的變化。研究結果表明：該裝置能在電流密度高達120mA／cm2的情況下穩定運行；隔膜采用貝斯特Nepem－417膜或旭化成Aciplex－F4112膜，對電解結果無顯著差異；對于500mL鈾質量濃度為199g／L的料液，僅采用72cm2的鈦涂釕銥網為陽極、鈦網作為陰極，電解180min，四價鈾產率可達到93.1%；電解前后陰極料液中肼濃度從0.52mol／L下降為0.30mol／L，酸濃度從2.20mol／L下降為0.70mol／L，槽壓在3～3.6V內變動，陰極電解液溫度低于45℃（室溫28℃）。

U（Ⅳ）；膜電解；鈦涂釕銥；電解膜

目前，乏燃料后處理Purex流程的鈾钚分離過程普遍采用四價鈾作還原劑［1］。四價鈾的制備方法很多，主要有肼還原法［2］、氫還原法［3］以及電化學法等。其中肼還原法存在放大困難、后續處理繁瑣等缺點；氫還原法雖然目前已實現應用，但氫氣的使用存在安全問題；而電化學方法是一種不需要額外加入試劑、過程溫和簡單、容易控制、實現連續化生產方便的方法，適于工業化大規模生產。但傳統的槽式電解裝置，只有60%～70%的硝酸鈾酰轉化為四價鈾［4－5］。若采用該四價鈾產品作還原劑，會造成钚產品的稀釋以及加重鈾線負擔。……