CN119487227A 使用树脂填充柱的逐步化学分离方法和系统 （阳光技术有限责任公司）

2024.12.12PCT/US2023/0211222023.05.05WO2023/215541EN2023.11.09使用树脂填充柱的逐步化学分离方法和系统上游区段和柱式流出液罐之间并且与主废料路柱组包括沿主废料路径与支撑吸附柱流体连通2柱组，所述柱组位于主废料路径的上游区段和柱式流出液罐之间并且与所反萃废料路径，所述反萃废料路径绕过所述支撑吸附柱从废料流入口和洗脱入口，所述废料流入口和所述洗脱废料流出口和洗脱出口，所述废料流出口和所述洗脱附柱的所述第二端相对并且所述铀吸附柱的所述第一端在所述铀吸附柱的所述第二端的撑吸附柱的所述第二端相对并且所述支撑吸附柱的所述第一端在所述支撑吸附柱的所述所述柱组还包括支撑吸附柱，所述支撑吸附柱沿所述主废料路径反萃废料路径绕过所述支撑吸附柱从所述铀吸将铀从所述废料流吸附到阴离子交换树脂上，所述阴离子交换树3将一种或多种目标放射性核素吸附到阳离子交换树脂上，所述阳离子树脂吸附存在于所述废料流中的所述一种或多种目标放射性核素的90将所述铀废料流沿所述反萃废料路径导向到所4[0002]本公开内容是由美国能源部授予的合同号为DE_NA0004010的政府支持下开发政府对本公开内容享有一定的权利。[0004]目前的核废料分离技术包括基于溶剂的提取，通常被称为溶剂提取(solvent5吸附柱中的阴离子交换树脂吸附存在于废料流中撑吸附柱中的阳离子交换树脂吸附存在于废料流中的一种或多种目标放射性核素的90%柱共同吸附存在于废料流中的一种或多种目标放射性核素的99％或6[0028]图1示意性地示出了根据本公开中示出和描述的一个或多个实施例的废料提取系[0029]图2示意性地示出了根据本公开中示出和描述的一个或多个实施例的离子交换树[0031]该柱组包括铀吸附柱和一个或多个支撑吸附柱。铀吸附柱提供了从废料流中除去诸如U_235的铀的方法，使得通过一个或多个支撑吸附柱的废料流包含最少的铀。这允许一个或多个支撑吸附柱从废料流中除去诸如Cs_137和Sr_90的其中使用相同的附图标记来指代相同或相似的7112从废料流中吸附诸如U_235的铀，从而减少进入一个或多个支撑吸附柱130的废料流中诸如Cs_137和Sr_90的一个或多[0034]通过在铀吸附柱120处从废料流中除去铀，一个或多个支撑吸附柱130可以更高的铀将通过支撑吸附柱130中的阳离子交换树脂116被吸附(连同一个或多个目标放射性核始废料流所包含的克/升水平的铀可以比下列任何单个放射性核素的克/升水平高至少500本文所述实施例中将Cs_137和Sr_90称为目标放射性核素，但其他目标放射性核素也可以[0036]铀吸附柱120包括废料流入口123和洗脱入口124以及废料流出口125和洗脱出口126。废料流入口123和洗脱入口124各自位于铀吸附柱120的第一端121处，而废料流出口的上游区段162流体连通，并且废料流出口125与主废料路径160的柱间区段165流体连通。主废料路径160可以包括多个柱间区段165，多个柱间区段165是主废料路径160的在柱组与柱式流出液罐150之间的段。应该理解的是在包括在柱组110和柱式流出液罐150之间的8可以降低使废料流流动通过铀吸附柱120所需的泵送压力和泵送功率。重力辅助流动还可二支撑吸附柱132b，第一支撑吸附柱132a与第二支撑吸附柱132b沿主废料路径160流体连吸附柱132a下游，使得废料流在穿过第二支撑吸附柱132b之前穿过第一支撑吸附柱132a。双倍(同时第一支撑吸附柱132a中的阳离子交换树脂1径170从铀吸附柱120延伸到柱式流出液罐150，并且提供从铀吸附柱120到柱式流出液罐[0041]如图1所示，柱式流出液罐150与主废料路径160和反萃废料路径170两者流体连9式流出液罐150流体连通。柱式流出液罐150中的产生的废料可以沿废料罐区段166被导向阴离子交换树脂112包括多个阴离子交换树脂珠114，而阳离子交换树脂116包括阳离子交换树脂珠118。阴离子交换树脂珠114和阳离子交换树脂珠118的平均直径范围为200μm至柱组110的吸附柱中。进入支撑吸附柱132后，阴离子交换树脂珠114和阳离子交换树脂珠118可以在将废料流引入柱组110之前通过将两个或更多个柱体积的诸如硫酸的预处理酸脂珠118可以用诸如硫酸的酸预处理，并作为树脂浆(例如酸中的树脂)被添加到柱组110[0045]在一些实施例中，阴离子交换树脂112和阳离子交换树脂116各自是基于聚合物交换树脂116可以包括强酸性阳离子交换树脂。阴离子交换树脂112和阳离子交换树脂116是有效的。阴离子交换树脂112的示例包括Amberlite树脂116的示例包括SACMP(强酸阳离子大孔聚苯乙烯)树脂(例如ResinTech公司制造的[0046]在一些实施例中，阳离子交换树脂116包括每克阳离子交换树脂116吸附100mg的[0047]再次参考图1和图2，现在将描述使用废料提取系统100进行放射性核素废料提取其废料流中存在的铀的水平低于废料流进入铀吸附柱120时的废料流中存在的铀的水平。在第一支撑吸附柱132a中的阳离子交换树脂116吸附存在于铀减少的废料流中的诸如Sr_存在的)一种或多种目标放射性核素的85％或更多，例如，存在于废料流中的锶_90和铯_少的废料流中存在的额外量的一种或多种目标放射性核素吸附到被容纳在第二支撑吸附柱132b中的阳离子交换树脂116上。通过在第二支撑吸附柱132b中吸附额外量的目标放射主废料路径160的上游区段162中的废料流中存在的)一种或多种目标放射性核素的95％或170导向到柱式流出液罐150。该除去过程可以包括将诸如硫酸的洗脱酸导向到铀吸附柱个泵180可以与洗脱路径172流体连通，以帮助促进洗脱酸在洗脱路径172中流动并进入铀废料沿废料罐区段166导向到废料罐155以进行最终处理并运例中，最终的致密化废料包含少于0.04居里/立方米的Sr_90和少于1居里/立方米的Cs_[0052]