達佩克斯過程

達佩克斯過程是指從鈾礦石浸出液用D2EHPA和TBP萃取法提取鈾的過程或提取超鈽元素的D2EHPA萃取過程。

基本介紹

• 中文名：達佩克斯過程
• 外文名：Dapex process
• 所屬類別：專業術語
• 目的：萃取法提取鈾或提取超鈽元素

背景

鈾、釷的提取、純化、分離及核燃料後處理是最早使用溶劑萃取方法的領域。因為原子能工業的需要，在20世紀30~40年代就研究和使用了溶劑萃取法提取、純化和分離鈾、針，隨後在核燃料的後處理中，也廣泛使用了溶劑萃取法。因此，溶劑萃取在鈾、釷的提取、純化、分離和核燃料的後處理中占有非常重要的地位。

工藝過程

Apex過程是以二烷基磷酸酯D2EHPA(我國牌號P204)為萃取劑，由硫酸浸出液中提取鈾的過程。

鈾的萃取

在典型的Dapex流程條件( D2EHPA為0.1mlL，S0₄^2-為0.5mol/L，pH=1)下，鈾與某些雜質離子，如Th⁴⁺、Fe³⁺、VO²⁺、MoO₂²⁺均具有較高的萃取分配係數。pH≤2的情況下，D2EHPA對Fe²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺等金屬雜質離子萃取的分配係數都很小。總之，Dapex過程的萃取選擇性較差。釷、鉬、釩在一般硫酸浸出液中的含量極微，而Fe³⁺則是常見的主要雜質離子。通常在萃取前要採取措施將Fe³⁺還原為不易被萃取的Fe²⁺，而U0₂²⁺與Fe³⁺的萃取動力學分離則是另一有效途徑。鈾的分配係數Du與許多因素有關，如水相鈾濃度、pH值、能與UO₂²⁺配合的陰離子，如PO₄^3-、SO4^2-、Cl^-等的濃度、D2EHPA在有機相中的濃度、溫度等，對Du都有不同程度地影響。因此，在最佳化分離流程時必須綜合考慮這些因素。

鈾的反萃取

通常用Na₂CO₃溶液作反萃劑，利用CO₃^2-對UO₂²⁺的強配合作用將鈾反萃入水相，即所謂配合反萃。反萃時生成的D2EHPA的鈉鹽(NaR₂H)在有機相中的溶解度有限，易形成由NaR₂H稀釋劑和水組成的第三相。為避免生成第三相，通常添加改質劑，如往有機相中添加0.1mol/L的磷酸三丁酯(TBP)。因此， Apex流程中的萃取劑由0.1moL/L D2EHPA+0.1mol/LTBP+煤油組成。

協萃效應

在萃取劑體系中，原作為改質劑添加的TBP有顯著提高鈾的分配係數的作用，稱之為協萃效應。即Du(0.1mol/LD2EHPA+0.1mol/LTBP)>=Du(O.1moLD2EHPA)+D(0.1mol/LTBP)。不同結構的中性烷基磷酸酯對D2EHPA萃取鈾均有協萃效應。隨著添加的中性烷基磷酸酯中的磷氧鍵(P=0)的鹼性增加，對鈾的協萃效應也愈益顯著。