我室成果荣获中国稀土科学技术奖一等奖
2017-12-12
12月8日,2017年度中国稀土科学技术奖颁奖仪式在北京举行。中国科学院长春应用化学研究所廖伍平研究员等完成的成果“稀土资源中伴生钍资源的回收与核纯化”荣获2017年中国稀土科学技术奖一等奖。
我国的稀土资源含有放射性元素钍,特别是包头稀土矿和四川稀土矿中钍含量达到0.2%—0.3%。随着稀土资源的开采,伴生的钍虽然也不断地被开采,但并没有得到回收和利用。但实际上,钍是一种重要的核能原料,其吸收中子后转变为可裂变核素铀-233,从而可进行核能发电。因此,实现稀土资源中伴生钍资源的高效提取是达到国家《稀土工业污染物排放标准》的重要途径,并且将从源头防止钍对环境的放射性污染。同时,实现钍产品的高纯化和核纯化,特别是高效去除其中的中子毒物,必将解决钍基反应堆的粮草问题,从而促进钍基核能开发,为我国的能源安全保障做出贡献。
廖伍平研究员团队围绕钍资源高效提取与核燃料级钍原料制备技术的核心科学问题开展了萃取剂的合成、筛选和分离工艺等研究,取得突破性进展,掌握了系列具有自主知识产权的新技术,获得中国、美国和澳大利亚的多项专利授权。研究团队设计合成的新型含氮中性磷萃取剂Cextrant230(缩写C230),实现了稀土资源中钍资源的高效溶剂萃取分离回收。新萃取剂合成路线简单、原料易得、价格低廉,萃取容量高,浓度为30%(体积比)萃取剂的萃取容量达到43.0g/L(以氧化钍计),在实际应用中萃取剂的使用浓度可提高到50%以上,且无需添加相改良剂,基于该萃取剂的钍提取工艺更加简洁高效;进一步筛选出特效的钍萃试剂N501,实现了核燃料级钍的溶剂萃取法连续批量生产,钍纯度达到99.999%以上,中子毒物如钐、铕、钆、镝等含量降至0.05ppm以下,克服了传统柱分离纯化技术不能连续生产的问题。经过不懈地努力,研究团队开发了一条从钍的分离提取到核纯钍制备的高效、完整的溶剂萃取技术链,为我国钍基核能研发提供了充分的原料生产技术保障。

中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室
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