基于非线性规划的三氟化硼-11分离工艺优化

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作者 任倩倩 吴高胜 +6 位作者 杨军 宗睿 包春凤 刘陈真 许保云 艾波 李瑜哲 《化工进展》 北大核心 2025年第10期5599-5608,共10页

化学交换法分离三氟化硼-11工艺过程因变量间存在强相互作用难题,导致工艺过程无法满足精准优化,本文提出了一种基于非线性规划的求解模型,在稳态数学模型的基础上完成了三氟化硼-11分离工艺的参数优化。分析了3个关键工艺参数对三氟化... 化学交换法分离三氟化硼-11工艺过程因变量间存在强相互作用难题,导致工艺过程无法满足精准优化,本文提出了一种基于非线性规划的求解模型,在稳态数学模型的基础上完成了三氟化硼-11分离工艺的参数优化。分析了3个关键工艺参数对三氟化硼-11同位素丰度的影响关系,得出络合塔温度降低、回流比及理论板数增加均有利于丰度富集的结论。在研究确定的工艺参数优化范围内,分析了双因素中各工艺参数对三氟化硼-11同位素丰度富集的显著影响关系。分别以成本费用与丰度为目标,构建了目标值与络合塔温度、回流比以及理论板数之间的函数关系。以达到设计丰度值为约束条件,以成本费用最低为优化目标,建立了非线性规划问题,使用非线性规划算法求解得到了工艺参数值,并借助Aspen Plus软件对获得的工艺参数值进行了实验验证。研究结果显示,当络合塔温度为10.03℃、回流比为94.17、理论板数为567时,三氟化硼-11模型丰度值为99.90%,软件丰度值为99.94%,在满足设计要求的前提下,成本费用价格低。本文提出的非线性规划求解思想对三氟化硼-11及其他同位素分离工艺的参数优化具有重要的科学意义和实际应用价值,能够为产业化设计提供更加准确的理论支持。 展开更多

关键词 非线性规划 三氟化硼-11 化学交换法 分离 优化 Aspen Plus数值模拟

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萃淋树脂色谱法分离辐照核燃料中的镅钕钐 被引量：4

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作者 陈佩贤 张丕禄 +1 位作者 王效英 高玉兰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第3期45-50,共6页

一、前言为了测定辐照核燃料中^(241)Am,^(148)Nd和^(149)Sm的含量,必须把共存的大量铀和微量钚、镎及其它主要裂片元素锆、铌、钌、锶、铯等除去,还要使镅与希土分离才能消除对测量的干扰和满足辐射防护的要求。利用HDEHP在不同介质溶... 一、前言为了测定辐照核燃料中^(241)Am,^(148)Nd和^(149)Sm的含量,必须把共存的大量铀和微量钚、镎及其它主要裂片元素锆、铌、钌、锶、铯等除去,还要使镅与希土分离才能消除对测量的干扰和满足辐射防护的要求。利用HDEHP在不同介质溶液中对各种金属离子萃取性能的差异以及DTPA对镅和镧系元素络合能力的差异,我们在两个HDEHP萃淋树脂柱上达到了上述分离的目的。第一个柱子是在有氧化剂的高酸条件下进料,使三价的镅和希土与高价态的铀、钚、镎、铈(IV)、锆、铌等金属离子分离。第二个柱子用0.1mol/lHNO_3进料,使镅和希土定量吸附而与锶、铯、钌分离,然后用DTPA淋洗镅使其与三价希土分离。 展开更多

关键词 萃淋树脂 色谱分离 核燃料 辐照

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精馏与化学交换法分离硼同位素的数学模型及优化 被引量：2

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作者 韩莉果 于景阳 张卫江 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1490-1494,共5页

采用精馏与化学交换法,针对三氟化硼-苯甲醚分离体系,研究了硼同位素分离生产过程的特点,建立了分离过程的稳态数学模型,并利用M atlab程序进行模型求解,同时对操作参量进行优化,得到了不同分离要求的优化参量和操作条件对化学交换过程... 采用精馏与化学交换法,针对三氟化硼-苯甲醚分离体系,研究了硼同位素分离生产过程的特点,建立了分离过程的稳态数学模型,并利用M atlab程序进行模型求解,同时对操作参量进行优化,得到了不同分离要求的优化参量和操作条件对化学交换过程中理论塔板数的影响以及丰度的分布,该数学模型可以指导工艺设备的改进和优化,为下一步的放大和操作过程提供了理论依据. 展开更多

关键词 硼同位素 分离 精馏与化学交换耦合法 三氟化硼-苯甲醚络合物 数学模型 优化

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天然毛发复合材料的辐射合成及其对铀的吸附研究 被引量：3

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作者 陈柏桦 熊洁 +1 位作者 何其飞 胡胜 《同位素》 CAS 2020年第6期338-346,共9页

本研究以天然羊毛为功能基材,开展了偕胺肟-羊毛复合材料的制备及其在海水提铀应用中的研究。通过基材预处理、共辐照等方法在羊毛基材表面进行丙烯腈接枝,利用调整射线能量、辐照总剂量等方法优化接枝反应条件,随后进行酰胺肟功能化反... 本研究以天然羊毛为功能基材,开展了偕胺肟-羊毛复合材料的制备及其在海水提铀应用中的研究。通过基材预处理、共辐照等方法在羊毛基材表面进行丙烯腈接枝,利用调整射线能量、辐照总剂量等方法优化接枝反应条件,随后进行酰胺肟功能化反应,采用SEM及傅里叶变化红外对接枝、功能化前后的材料进行表征分析,并利用该类功能材料进行铀吸附研究。经功能化条件优化后,可获得吸附容量为62.62 mg/g的偕胺肟-羊毛复合材料。研究结果表明,该材料在Na、K、Ni、Cu干扰离子共存环境下对铀具有一定的选择性吸附能力,且主要为化学吸附。在真实海域的自然环境中可对铀实现0.35 mg/g的吸附容量。这种以天然毛发为原料的提铀复合材料,不仅更加绿色环保,也相对于传统复合材料具有更好的亲水性。 展开更多

关键词 辐射接枝 羊毛 海水提铀 偕胺肟 吸附

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CeSiP的交换性能及其在^(201)Pb-^(201)Tl母子体系中的应用 被引量：1

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作者 张春丽 刘伯里 李太华 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 1990年第4期197-202,共6页

本文通过11种无机离子交换剂对Pb^(2+),Tl^(3+)及T1^+交换性能的研究,选择CeSiP进行^(201)Pb-^(201)Tl分离。研究了其交换性能、穿透容量及其交换柱的淋洗性能.制备了^(201)Pb-^(201)Tl母子体系.该母子体系可得到产额为83.5％,核纯>9... 本文通过11种无机离子交换剂对Pb^(2+),Tl^(3+)及T1^+交换性能的研究,选择CeSiP进行^(201)Pb-^(201)Tl分离。研究了其交换性能、穿透容量及其交换柱的淋洗性能.制备了^(201)Pb-^(201)Tl母子体系.该母子体系可得到产额为83.5％,核纯>99.0％的^(01)T1. 展开更多

关键词 ^201铊 ^201铅 磷硅酸铈 发生器

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化学法分离铀同位素 被引量：1

6

作者 杨伯和 《铀矿冶》 CAS 2000年第1期32-37,共6页

叙述了可应用于工业的铀同位素分离方法的概况 ,对化学法分离铀同位素 (离子交换色谱法和溶剂萃取法 )的原理和方法作了重点介绍 。

关键词 化学法 铀 同位素分离

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TBP-煤油体系中U(Ⅵ)的光化学还原以及在铀、钚分离上的应用

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作者 张先业 段云富 +1 位作者 周志宏 胡景炘 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第3期51-56,共6页

文章研究了30%TBP-煤油体系中U(VI)的光化学还原以及有机相中HNO_2含量、温度对光化学过程的影响,并测定了光化学反应后有机相对铀的保留量以及对裂片元素^(95)Zr-^(95)Nb,^(103)Ru和^(153)Gd的萃取性能的影响。按照Purex过程1 B柱工艺... 文章研究了30%TBP-煤油体系中U(VI)的光化学还原以及有机相中HNO_2含量、温度对光化学过程的影响,并测定了光化学反应后有机相对铀的保留量以及对裂片元素^(95)Zr-^(95)Nb,^(103)Ru和^(153)Gd的萃取性能的影响。按照Purex过程1 B柱工艺进行了光化学还原反萃分离钚的单级试验。结果表明,铀、钚分离效果是满意的,光化学反应对铀在有机相中的保留和对裂片元素的净化没有明显影响。 展开更多

关键词 光化学还原 铀-钚分离 铀保留

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模拟ThO2辐照靶件中微量233U提取工艺研究 被引量：1

8

作者 邓建 何遥 谢翔 《同位素》 CAS 2020年第6期329-337,共9页

为了从模拟ThO2辐照靶件中分离提取微量铀,系统考察了基于TBP萃取剂的溶剂萃取法和基于Dowex 1×8阴离子交换树脂的离子交换法的工艺参数。在最优工艺条件下,通过比较铀回收率、铀中钍及裂变产物的去污因子、分离流程耗时及废物产... 为了从模拟ThO2辐照靶件中分离提取微量铀,系统考察了基于TBP萃取剂的溶剂萃取法和基于Dowex 1×8阴离子交换树脂的离子交换法的工艺参数。在最优工艺条件下,通过比较铀回收率、铀中钍及裂变产物的去污因子、分离流程耗时及废物产生量等关键工艺参数,系统评估了这两种方法从钍中分离提取微量铀的优缺点。结果表明,在小批量样品分离中(5~10 g ThO2),阴离子交换法优于溶剂萃取法,该工艺得到的铀产品中裂变产物的含量均小于0.01%,钍的含量小于0.02%,铀的回收率为98.3%。一次流程耗时约5 h,产生废物量约500 mL。本文研究结果可为下一步辐照ThO2制备233U的台架实验及分离装置的设计与加工提供关键技术参数。 展开更多

关键词 ThO2 233U 裂片元素 溶剂萃取 离子交换

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化学交换法分离锂同位素 被引量：9

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作者 李廷伍 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第2期87-90,共4页

<正> 一、引言锂的两种天然同位素~6Li和~7Li在核性能上截然不同。压水堆中用高浓~7Li来调节一次冷却剂的pH。聚变堆中用~6Li再生区以增殖产氚。1982年第一座核聚变实验堆在美国首次运转成功。文献[1]报道,如果美、苏、西欧和日... <正> 一、引言锂的两种天然同位素~6Li和~7Li在核性能上截然不同。压水堆中用高浓~7Li来调节一次冷却剂的pH。聚变堆中用~6Li再生区以增殖产氚。1982年第一座核聚变实验堆在美国首次运转成功。文献[1]报道,如果美、苏、西欧和日本等国同意在核能研究上通力合作,那么到1996—1997年利用核聚变发电是可能的。自然界中存在极少量氚。 展开更多

关键词 锂 同位素 分离 化学交换法

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三氟化硼-苯甲醚络合物化学交换法制备10B和11BF3 被引量：6

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作者 李建平 《同位素》 CAS 2019年第6期411-417,I0003,共8页

利用化学交换法富集硼-10同位素工艺制备10B和11BF3,计算分离装置交换塔同时生产硼-10同位素和硼-11同位素所需的最小理论塔板数与最佳理论塔板数。根据目前核能领域和电子工业领域的需求,结合三氟化硼-苯甲醚络合物化学交换法生产工艺... 利用化学交换法富集硼-10同位素工艺制备10B和11BF3,计算分离装置交换塔同时生产硼-10同位素和硼-11同位素所需的最小理论塔板数与最佳理论塔板数。根据目前核能领域和电子工业领域的需求,结合三氟化硼-苯甲醚络合物化学交换法生产工艺,计算同时生产硼-10同位素和11BF3所需塔板数和交换塔高度,并分析富集11BF3气体中的杂质来源及其净化处理工艺。验算现有工艺分离系统到达平衡期后同时生产硼-10同位素和高丰度11BF3的可行性,为生产硼同位素提供了一种新思路。 展开更多

关键词 10B和11BF3制备 塔板数计算 净化工艺

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阴离子交换法分离锝的研究

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作者 吴继宗 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 1996年第1期45-51,共7页

测定了在不同硝酸根浓度和酸度下，锝在树脂相和水相间的分配比，求出了硝酸根和高锝酸根在阴离子交换树脂上的交换平衡常数以及高锝酸的离解平衡常数；得到了一个可根据样品中硝酸根浓度、酸度计算得在两相间分配比的公式。还测定了树... 测定了在不同硝酸根浓度和酸度下，锝在树脂相和水相间的分配比，求出了硝酸根和高锝酸根在阴离子交换树脂上的交换平衡常数以及高锝酸的离解平衡常数；得到了一个可根据样品中硝酸根浓度、酸度计算得在两相间分配比的公式。还测定了树脂床的性能，如湿树脂密度、空隙体积、总交换容量等，给出了在含大量硝酸根溶液中用阴离子交换树脂分离锝时，保留体积与样品溶液中硝酸根浓度、酸度以及树脂床体积之间的关系，由此可确定分离样品溶液的最大体积。 展开更多

关键词 阴离子交换法 锝 废液 平衡常数

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加速效应在阳离子交换法分离铀同位素中的应用

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作者 朱光明 邱陵 陆显尧 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 1990年第2期113-118,共6页

本文研究了丁二酸、Ca^+的加速效应在(O_2)_^(2+)-苹果酸-Na^+排代体系分离铀同位素中的作用。对(O_2)_^(2+)-苹果酸-丁二酸-Ca^(2+) (NH_4^+)排代体系的色谱特征、铀同位素的单级分离因子ε和斜率系数δ及它们的温度系数进行研究测定并... 本文研究了丁二酸、Ca^+的加速效应在(O_2)_^(2+)-苹果酸-Na^+排代体系分离铀同位素中的作用。对(O_2)_^(2+)-苹果酸-丁二酸-Ca^(2+) (NH_4^+)排代体系的色谱特征、铀同位素的单级分离因子ε和斜率系数δ及它们的温度系数进行研究测定并和(O_2)^(2+)-苹果酸-Na^+排代体系作了对比后,肯定了丁二酸和Ca^(2+)对(UO_2)^(2+)传质的加速效应δ使值增加63％,或ε×δ值增加37％;还明确了(O_2)_2^(2+)-苹果酸-丁二酸-Ca^(2+)(NH_4^+)体系的铀区pH是可调控的,因而具有选择最佳分离条件的优点。 展开更多

关键词 铀同位素 分离 加速效应

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减负增效下化学教学的实践与感受

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作者 胡志军 《河南化工》 CAS 2010年第6期25-25,27,共2页

关键词 化学教学 方法

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