近年來(lái),熔鹽電解法在諸多領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用,其中最引人注目的是高溫冶金乏燃料干法后處理技術(shù),采用LiCl-KCl共晶熔鹽體系,通過(guò)電解精煉和共沉積方法,將錒系元素與裂變產(chǎn)物分離。約占裂變產(chǎn)物四分之一的稀土因其是中子毒劑阻礙核裂變而成為核燃料循環(huán)過(guò)程中最有害的產(chǎn)物。但錒系元素和稀土元素的化學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)非常相近,導(dǎo)致它們極其難以分離。因此,需要通過(guò)詳盡的電化學(xué)研究,尋找錒系元素和稀土元素在熔鹽中電沉積過(guò)程的差異,從而建立合適的熔鹽電解分離方法。另一方面,基于相似的電化學(xué)行為,人們可以通過(guò)研究稀土元素來(lái)模擬和預(yù)測(cè)錒系元素在熔鹽中的電沉積過(guò)程,開(kāi)發(fā)出新型的分離流程并建立標(biāo)準(zhǔn)的放射性元素研究模型。為此,本文以稀土為研究對(duì)象,考察稀土離子在LiCl-KCl熔鹽體系中電化學(xué)性質(zhì)和電沉積過(guò)程,并嘗試采用共沉積法從熔鹽中提取稀土元素,為分離和提取錒系元素提供詳盡的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和有效的提取方法。本文主要進(jìn)行了兩方面的基礎(chǔ)研究工作。1.研究了 5種稀土離子（鑭、釹、釓、鉺和釔）在LiCl-KCl熔鹽中的電化學(xué)性質(zhì),采用不同的電化學(xué)方法測(cè)定了相關(guān)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù),并考察了稀土離子在鉬電極上電結(jié)晶過(guò)程的機(jī)理和... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：148 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１標(biāo)準(zhǔn)ＰＵＲＥＸ流程示意圖??

比電極均為此Ａｇ／ＡｇＣｌ參比電極。??２．２．３電解池??圖２．１是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電解池的示意圖。??參比研究輔助??氬氣入口國(guó)Ｄ?［ｊ?氣氣出口??—讓！雪＿??石英套剛玉■??電爐??圖２．１電解池的實(shí)驗(yàn)裝置??Ｆｉｇ．?２．１?Ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｅｌｌ??２．３分析表征方法??本論文所使用的主要分析表征儀器有以下幾種：??（１）?Ｘ－射線粉末衍射儀（ＸＲＤ）：樣品的ＸＲＤ測(cè)試是在日本理學(xué)Ｒｉｇａｋｕ?ＲＡＸＩＳ－ＲＡＰＩＤ??ＩＰ衍射儀上進(jìn)行的，測(cè)試條件為：Ｃｕ－Ｋａ福射，波長(zhǎng)又＝０．１５４０５?ｎｍ，測(cè)試電壓和電流??分別為４０ｋＶ和２０?ｍＡ。廣角掃描范圍２０?＝?１０°￣８０。，掃描速度為１０°／ｍｉｎ９??（２）

??圖３．４中峰的形狀不對(duì)稱，右邊明顯窄于左邊。這是由于在異相電極上生成新的固??相物質(zhì)時(shí)，需要提供成核過(guò)電位，導(dǎo)致析出電位負(fù)移，即成核效應(yīng)。由于Ｌａ（ｍ）離子還??原過(guò)程的可逆性暫不確定，所以需要驗(yàn)證方波伏安法是否適用于計(jì)算該過(guò)程的轉(zhuǎn)移電子??數(shù)。作頻率的平方根與峰電流密度的關(guān)系曲線（見(jiàn)圖３．４中的插圖），圖中通過(guò)原點(diǎn)的商??線表明方波伏安法可用于計(jì)算Ｌａ（ＩＩＩ）離子還原過(guò)程中的轉(zhuǎn)移電子數(shù)。在計(jì)算過(guò)程中，只??采用左半邊的半峰寬度，以消除成核效應(yīng)的影響（如圖所示）。通過(guò)計(jì)算，得到轉(zhuǎn)移電??子數(shù)《等于２．８１，接近３，表明Ｌａ（ＩＩＩ）離子通過(guò)一步反應(yīng)，接受３電子生成金屬鑭。??綜上所述，作者確定Ｌａ（ｍ）離子在ＬｉＣｌ－ＫＣｌ共晶熔鹽中發(fā)生還原反應(yīng)生成金屬鑭??的過(guò)程為一步還涼反應(yīng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國(guó)清潔能源的利用與現(xiàn)狀分析[J]. 張晶,羅鑫.  綠色科技. 2013(10)
[2]國(guó)外乏燃料后處理概況[J]. 劉華.  化學(xué)工程與裝備. 2012(11)
[3]未來(lái)先進(jìn)核裂變能——ADS嬗變系統(tǒng)[J]. 詹文龍,徐瑚珊.  中國(guó)科學(xué)院院刊. 2012(03)
[4]我國(guó)新能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 李春曦,王佳,葉學(xué)民,喻橋.  電力科學(xué)與工程. 2012(04)
[5]我國(guó)低碳電力發(fā)展戰(zhàn)略分析[J]. 魯剛,李云峰,王明明.  能源技術(shù)與管理. 2011(05)
[6]關(guān)于我國(guó)核燃料后處理/再循環(huán)的一些思考（英文）[J]. 顧忠茂,柴之芳.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(07)
[7]核燃料后處理技術(shù)發(fā)展及其放射化學(xué)問(wèn)題[J]. 葉國(guó)安,張虎.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(07)
[8]國(guó)外核燃料后處理化學(xué)分離技術(shù)的研究進(jìn)展及考察[J]. 韋悅周.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(07)
[9]核能在我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展中的作用和前景[J]. 殷捷,王培紅.  上海電力. 2010 (03)
[10]鈉冷氧化物燃料快堆嬗變MA研究[J]. 胡赟,王侃,徐銤.  核動(dòng)力工程. 2010(01)

博士論文
[1]鈉冷快堆嬗變研究[D]. 胡赟.清華大學(xué) 2009
[2]新型摻鉺光學(xué)材料及光波導(dǎo)的制備與光學(xué)性質(zhì)研究[D]. 李毅剛.復(fù)旦大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3618427