銅川U3O8的超臨界CO2流體萃取實驗

超臨界流體具有傳質(zhì)速度快、溶解能力強等特點，在萃取金屬樣品時，只需添加少量的絡(luò)合劑（如 TBP-HNO3），因此，與傳統(tǒng)的溶劑萃取法相比，減少了二次廢物的產(chǎn)生，降低了對環(huán)境的污染。研究超臨界CO2流體萃取U3O8的技術(shù)，可以探索此項技術(shù)在核工業(yè)中應(yīng)用的可行性。

首先建立了超臨界CO2流體萃取固體樣品的實驗方法，在2000目不銹鋼篩網(wǎng)中定量加入U3O8粉末，折疊密封，放入萃取釜中的不銹鋼支架上。在萃取釜底部加入絡(luò)合劑TBP、HNO3?？杀苊鈱嶒炦^程中固體粉末被CO2氣流帶出或被絡(luò)合劑直接溶解。為了排除管道中空氣的影響，實驗開始前，用純CO2氣體沖洗管道。開啟超臨界萃取裝置，設(shè)置溫度、壓力，使萃取釜中的CO2達(dá)到超臨界狀態(tài)。靜態(tài)萃取一定時間后，打開出口閥，通過減壓降溫使超臨界CO2流體變?yōu)闅鈶B(tài)，將CO2與樣品分離。 通過分析萃取后篩網(wǎng)中未被萃取的U3O8的量，得到超臨界CO2流體對U3O8的萃取率。萃取完畢后，將篩網(wǎng)轉(zhuǎn)移至小燒杯中，加入1mL濃HNO3，并將溶解液收集至10mL容量瓶中，用水溶液洗滌篩網(wǎng)數(shù)次，把洗滌液也并入容量瓶中，用水定容。取0.1mL于另一10mL容量瓶中，加入1mL 0.5%偶氮胂Ⅲ作為顯色劑，用0.4mol/L氯乙酸-0.4 mol/L氯乙酸鈉（pH＝2.5）緩沖溶液定容，在λ＝652nm處測吸光值。實驗表明，HNO3浸泡篩網(wǎng)不會對鈾的分析產(chǎn)生影響。紫外-可見分光光度法分析鈾的誤差在5%以內(nèi)。

通過實驗靜態(tài)萃取時間 t（30～180 min）、溫度 t（35～85 ℃）、壓力 p（10～30 MPa）等參數(shù)的影響，得到了超臨界CO2流體萃取U3O8的最佳萃取條件如下：t＝150 min，溫度t＝65 ℃，p＝15 MPa；絡(luò)合劑 TBP、HNO3的加入量分別為400μL和100μL。在此條件下，超臨界CO2對U3O8的萃取率可達(dá)95%以上。