Kuvvetli bazik anyon değiştirici reçine ile auc prosesi çözeltilerinden uranyumun kazanılmasının incelenmesi
Investigation of uranium recovery from auc solutions by strongly basic anion exchanger resin
Yazar: EZGİ YALÇINTAŞ
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN TEL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada AUC prosesi çözeltilerinde kalan uranyumun kuvvetli bazik anyon değiştirici kullanılarak kazanılması incelenmiştir. Nükleer Yakıt Çevrimi, madenden başlayarak yakıt elemanları fabrikasyonuna, yakıtın reaktörde yanmasından depolanmasına ve/veya reprosesine kadar uzanan çok sayıda fiziko-kimyasal işlem ve proses içerir. Bu çevrim sürecinde, önemli miktarda uranyum içeren sıvı kalıntıları da ortaya çıkmaktadır. Özellikle ADU (amonyum diuranat) yerine, üstün toz özelliklerinden dolayı AUC (amonyum uranil tri karbonat) prosesi kullanan tesislerde, Amonyum Uranil Karbonat çöktürme işlemlerinde, çökme kantitatif olmamakta ve çöktürme sonrası geride pH 8.5-9 civarında, 3-5 g/L uranyum içeren ve baskın formu [UO2(CO3)3] 4- olan bir çözelti kalmaktadır. Bu çözeltideki uranyumu kazanmak için iyon değiştirme yöntemi kullanılmış ve kolon çalışması yapılmıştır. İyon değiştirici olarak kuvvetli bazik anyon değiştirici olan Cl- formunda Dowex 1x8 reçine kullanılmıştır. Yapılan kolon çalışmasında akış hızı, konsantrasyon ve yatak yüksekliği parametreleri deneysel tasarım metodu kullanılarak incelenmiş, tek ve ikili etkileşim grafikleri çizilmiştir. Yapılan tüm uranyum analizleri için Perkin Elmer Optima 2000DV ICP-OES cihazı kullanılmıştır. Elüsyon işlemleri için 1N NaCl ve 1 N NH4NO3 çözeltileri iyon değişimi çalışmaları sırasında belirlenen optimum koşullar altında denemiş ve sonuçları grafiklendirilmiştir. Sonuç olarak kuvvetli bazik anyon değiştiricilerin uranyumun kazanılması için verimli ve uygun bir ayırıcı olduğu saptanmıştır.

Abstract:
In this study, recovery of uranium from AUC solutions by using strong basic anion exchanger was investigated. Nuclear Fuel Cycle includes many physico chemical processes such as ore mining, fabrication of fuel element, burning of fuel in the reactor, storage and reprosesing. In this cycle, there are some waste solutions which contain significant amount of uranium. Using AUC (ammonium uranyl tri carbonate) due to advantegous powder properties , instead of ADU (ammonium di uranate), during precipitation proces, precipitation is not quantitative and after this operation, solution contains 3-5 g/L uranium in the basic region. Uranium is in the form of quadrivalent complex anions [UO2(CO3)3]4- at pH 8.5-9. Ion exchange method was used and coloumn experiments were performed in this work. Dowex 1x8 in the form of Cl- was used as strong basic anion exchanger. The effects of flow rate, consantration and bed high were investigated by using experimental design method and single and multiple interactions graphs were drawn. All samples were analyzed by Perkin Elmer Optima 2000DV ICP-OES. For elution step, 1 N NaCl and 1 N NH4NO3 solutions were tried under optimum conditions which were determined after ion exchange experiments and the graphs were given in this work. As a result, the strong basic anion exchanger is efficent and available seperator for recovery of uranium from AUC solutions.