铀纯化和铀转化废物再循环 再利用工艺途径探讨
申红，阙骥，赵善桂，刘新华
（核与辆射安全中心，北京100082）
携要：袖纯化、转化是核燃料循环其中一个环节，其生产过程中会生产生一些副产物和大量的皮榜，本文通过对我国现有轴纯化、转化设链的工艺技术进行分析，操讨对其废物进行再循环再利用的途径，实现 低消耗、低排放.
关键词：帕纯化和转化：皮物：再循环再利用
文章编号：0258-0918(2014)01-0142-3
中图分类号：TL213 文章标志码：A
The technology ofwaste recycle from uranium purification and conversion
SHEN Hong QUE Ji ZHAO Shan-gui LIU Xin-hua
(Nuclear and Radiation Safety Center -Ministry of Environmental Protection Beijing 10o082 China)
Abstract; Uranium purification and conversion is one part of the nuclear fuel cycle which will bring a large number of by-products and waste The paper analyses thetechnology of uranium purification and conversion facilities in our country and illustrates the approaches of waste recycle in order to low consumption and low emission
Key werds:uranium purification and conversion; waste; recycle
回收进行再循环与再利用，有效地减少废物的 产生量，再循环和再利用原则，是废物最小化的一个重要组成要素，是新-代核设施确定设计方案时必须考虑的内容.
小化的基础上提出了放射性度物最小化的管理 1992年国际原子能机构（IAEA）在废物最理念.IAEA的定义是，在设施设计或退役活动的全过程中，在既考虑到初始废物又考虑到二次废物的基础上，通过减小废物的产生量和诸如循环与再利用、处理处置等，使放射性废物 的数量和活度减小至合理可达到的尽量低水平的处理过程.
1纯化、转化主要工艺过程3]
纯化、转化主要工艺涉及纯化、UO和UO的生产，以及UF和UF的生产.
轴纯化、转化是核燃料循环中的一个环节，其生产过程产生一些副产物和放射性废物，有 些副产物或放射性废物可以通过适当的转化和
1.1纯化
用确酸溶解制成硝酸酰溶液，用30%TBP-煤 纯化转化工艺以粗UO（黄饼）为原料，
有机相用希硝酸反萃得到纯化的硝酸铺酰 油萃取铺（有机相），面杂质留在水相中.含袖溶液.
1.2UO和UO的生产
目前有三种工艺. 利用纯化硝酸铀酰溶液生产UO和UO，
（1）热脱硝工艺
硝酸铺酰溶液经浓缩后，采用脱硝工艺，获得三氧化轴粉末，再经过氢或氨还原工艺，将用水合活化工艺、添加硫酸盐、氧化还原工艺，以提高三氧化铀活性，满足后续氢氟化、氟化工艺生产的要求.
(2）重铀酸铵（ADU）工艺
到重轴酸铵（ADU），干燥并在250~350C下多，耗量大，所产生的废液量大）.燈烧ADU，生成UO，
（3）三碳酸输酰铵（AUC）工艺
用碳酸氨铵沉淀硝酸轴酰，生成三碳酸铀酰铵（AUC）固体沉淀物.经过滤分离得到设施的安全运行，但未考虑对一些副产物和废AUC，再经干燥、般烧，生成UO：
相比，减少了试剂的消耗，脱硝产生的氮氧化物实现废物的最小化，在一定程度上加大了铀转可回收成稀硝酸返回生产系统循环利用，即不再产生废液和结晶母液.
1.3轴转化（4
化和冷凝液化及氟化尾气处理. 该工艺包括下列工序：还原、氢氟化、和氟
（1）还原工序
在流化床或回转炉的不同反应器中，UO，与氢或裂解氨在反应器内逆流接触，反应生成UO -
（2）氢氟化工序
UO转化为UF有两种不同的生产工艺：放，废渣人渣库存放.湿法工艺和干法工艺，在湿法工艺中，UO与氢氟酸水溶液反应，转化为UF，并从溶液中 沉淀出来.
在干法工艺中，UO与气态HF发生反应转化为UF
由于湿法工艺产生大量的废水，目前已被干法工艺所取代.
（3）氯化工序
在氟化反应器中，UF与氟反应生成UF..
（4）冷凝液化及氟化尾气处理
氟化产生的UF，必须经冷凝使其UF.与其他不凝性气体分离，再经过液化、释压，得到 合格的天然UF，产品.经冷凝后的尾气需经处理合格后排人排风系统进一步处理.
1.4现有设施工艺现状
我国现有的镭转化工艺采用的是前端湿法UO还原为UO.由于脱确产生的三氧化袖纯化的技术路线，即铀矿浓缩物经溶解、萃取、 细粉末活性较低，为提高三氧化铀的活性，可采结品反萃取得到三碳酸铀酰铵（AUC），AUC分解还原得到精制UO，再经氢氟化、氟化、冷凝液化得到符合标准的天然UF..该工艺的得到较好的净化效果，生成的UO粉末活性比 主要优点是工艺成熟，操作比较稳定，产品可以确酸轴酰溶液采用氨水沉淀、过滤、分离得较好，缺点是湿法纯化流程长、试剂消耗种类
2废物处理现存问题
现有铀转化厂的设计和建造，虽然实现了物的再循环与再利用，缺乏设施运行指标的反上述工艺中，热脱硝工艺同另外两种工艺馈，对再循环再利用认识不足，导致难以从源头化厂废物贮存的压力，增大了生产成本和废物处理处置费用.主要表现在以下方面：
（1）尾气处理
以5%左右的碳酸钠溶液作为淋洗液进行净化 国内轴转化对含铺、氟尾气的处理，目前均处理.当淋洗液中轴、氮离子浓度达到规定值后，淋洗液送度液处理工序，用离子交换法处理，回收金属轴.吸附尾水、反洗水（U≤2mg/ L时）送石灰中和处理，除去其中的氟离子、硫酸根离子和微量的袖，尾水达到国家标准后排
上述工艺废液排放量较大，同时还产生一定量的氟化钙渣，以1000tU/a的UF转化 量计，则每年产生（60~70）t低放射性氟化钙渣，5000~6000m的低故射性废液，
（2）废水处理
艺，处理后的废水达标后直接排放，没有考虑 对于含帕含氟废水采用石灰中和处理工
废水的再循环与再利用，
（3）固体废物处理
轴转化过程中产生的固体废物，如氯化钙放废物采取暂存方式集中储存，在氟化反应过生量，降低废物的贮存压力，约40%~50%，可进行铺的回收.但由于未对其回收轴技术进行研究，导致氟化反应渣在废存压力增大.以1000tU/a铺转化为基准， 物库内暂存.随着生产规模的扩大，废渣的储氟化反应盗贮存量1700kg，氟化钙渣50000kg，炭化渣300kg.
（4）废有机相
相，以1000tU/a轴转化为基准，废有机相的 在萃取纯化过程中会产生大量的废有机产生量每年约数十吨，目前对这些废有机相还没有较好的处理方法，只是暂存在废物库，随着生产规模的扩大，存放量也不断增大.
3废物再回收与再利用途径
对于上述间题，可以通过适当的工艺研究及改进，对所产生的废物进行再循环再利用，达到减少废物产生量的目的.
3.1尾气处理工艺改进
对铺、氯尾气采用含一定浓度的碱液（KC0）淋洗处理，含铀废液用KOH溶液沉淀，净化回收；清液采用石灰乳重复沉淀除去大 量氟离子和微量金属轴，过滤后的清液通人C0进行再生，以达到循环使用的目的，实现放射废液闭路循环，达到理论上废水的“零排放”，
3.2废水处理工艺改进
对于含含氯废水采用石灰中和处理工艺，中和后的废物，选用离心分离机将石灰渣和废水分开，产生的废水可直接返回系统循环使用.达到理论上废水的“零排放”，同时使石灰 溢中含水量减少，固体废物体积相应减少.
3.3固体废物处理改进
渣主要来源于氢氟化工艺尾气淋洗液中和处理
程中将产生一定数量的氟化反应渣，其含轴量3.4TBP回收
4小结
参考文献：
过程中产生的石灰渣，其放射性比活度一般在1.0×10²~2.0×10Bq/kg之间，对于符合GB18871-2002中关于1Bq/g要求的，可渣、炭化渣数量较多，错含量较低，日前作为低将其作为建筑材料再重新使用，减少废物的产
30%TBP-煤油，作为萃取剂，在使用一段时间后会逐渐降解.要保持萃取剂的质量，使其能够继续使用，通常用碳酸钠溶液洗涤再生， 净化后的萃取剂返国到萃取工序再循环使用.对不能继续使用的“废有机相”可通过溶剂精，获得高质量的TBP和煤油，返回系统使用，大大减少废物产生量，
新一代核燃料循环设施在设计阶段应采用适当的技术，对所产生的液体和固体废物及所用试剂尽可能地进行再循环与再利用，以实现 低消耗、低排放，这些原则应成为工厂设计理念的一部分，这将会减少度物量并使其处理费用最小化.
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