[发明专利]一种熔盐净化终点的判断及自动响应方法

说明书

本发明提供一种熔盐净化终点的判断及自动响应方法，步骤一：将惰性金属阴极和惰性阳极插入熔盐中，分别接通直流恒流电源的负极和正极，构成检测回路；步骤二：将电压比较器模块接通电源，电压比较器模块的输入端与惰性金属阴极和惰性阳极并联接入，电压比较器模块与直流电源组成输入回路；步骤三：由电压比较器模块连接输入回路和输出回路，所述输出回路中包含一个常开开关和一个独立电源，响应模块可根据实际需要选择指示灯、蜂鸣报警器、电磁继电器等装置以实现自动响应和自动控制。本发明为熔盐净化过程提供了便利，本方法操作简单，在应用过程中学习成本低，便于其在实际生产过程中的推广应用。

技术领域

本发明涉及一种判断及自动响应方法，尤其涉及一种熔盐净化终点的判断及自动响应方法，属于熔盐电解领域和乏燃料干法后处理领域。

背景技术

核能是一种清洁能源，在传统化石能源日益消耗的今天，核能有其独有的、难以替代的优势。为了实现核燃料的循环利用，需要对核反应后产生的乏燃料进行后处理以除去杂质元素，回收核燃料。基于熔盐体系的乏燃料干法后处理技术具有耐辐照、步骤简单、临界事故危险小等优点，是当前最具希望的选择之一。

乏燃料中除了含有铀(U)、钚(Pu)等核燃料外，还含有许多核裂变所产生的种类繁多的裂变产物(FP)，这些裂变产物(FP)的存在会降低核裂变反应的效率并增加反应的危险性，其中稀土元素占裂变产物总量的25％左右。在通过高温化学过程将熔盐中的铀和超铀元素回收后，稀土元素等裂变产物会残留在熔盐中，造成熔体的污染。因此，必须对熔盐进行净化，将稀土元素等裂变产物除去，才能实现熔盐的循环利用。

对于熔盐的净化，黄卫等人使用电化学方法，通过控制电解电位，实现去除杂质离子的目的(黄卫,蒋锋,田丽芳,佘长锋,郑海洋,龙德武,李晴暖.熔盐的电化学净化方法:中国,201510237627.3[P].2017-01-04.)。Yung-Zun Cho等人通过向熔体中加入磷酸盐的方法，在LiCl-KCl熔体中将La、Ce、Pr、Nd等元素转化为磷酸盐沉淀，以此方法实现了对熔体一定程度上的净化(Yung-Zun Cho,Tae-Kyo Lee,Hee-Chul Eun,Jung-Hoon Choi,In-TaeKim,Geun-Il Park.Purification of used eutectic(LiCl-KCl)salt electrolyte frompyroprocessing[J].Journal of Nuclear Materials,2013,437:47-54)。但目前在实际应用中，缺乏对于熔盐净化终点判断及自动响应的方法与技术。

发明内容

本发明的目的是为熔盐净化过程提供一种净化终点的判断及自动响应方法。使用电化学方法监测其净化终点，利用电压比较器模块来实现在净化终点处的自动响应，响应方式可根据实际需要选择适宜的模块来实现，例如：亮灯指示、蜂鸣报警、停止加料等。

本发明的目的是这样实现的：

将需要净化的含杂质离子的熔盐加热使其融化并稳定，将惰性金属阴极(3)和惰性阳极(4)插入熔盐中，分别接通直流恒流电源(1)的负极和正极，构成检测回路；

将电压比较器模块(2)接通电源，电压比较器模块的输入端与惰性金属阴极(3)和惰性阳极(4)并联接入，电压比较器模块(2)与直流电源(1)组成输入回路；

由电压比较器模块(2)连接输入回路和输出回路，输出回路中包含一个常开开关(5)和一个独立电源(6)，响应模块(7)可根据实际需要选择指示灯、蜂鸣报警器、电磁继电器等装置以实现自动响应和自动控制；

在进行监测前，使用串口对电压比较器模块进行校准，使测量电压的偏差精确到±0.1V；

本方法适用于判断氧化还原电位正于溶剂盐分解电压的杂质离子的净化终点，使用电化学工作站测定待净化离子的氧化还原电位和溶剂盐的分解电压，然后将电压比较器模块的设定电压设定在这两个值之间；