[其他]生產(chǎn)金屬氧化物的控制脫硝工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000003081
• 申請日: 1985-04-23
• 公開（公告）號: CN85103081B
• 公開（公告）日: 1987-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅蘭德·巴歇拉爾;菲利浦·儒貝爾
• 申請（專利權(quán)）人: 考姆海克斯
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 劉元金;羅英銘

通過將水合硝酸鈾酰自身或與硝酸釷，硝酸鈰和硝酸钚中至少一種的混合物組成的水溶液或固態(tài)形式的硝酸鹽熱處理，制備具有預(yù)定的，受比表面積調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的，實(shí)際上還要經(jīng)受以后的轉(zhuǎn)化作用的粉末狀金屬氧化物的方法，其特征在于包括兩個處理階段：ａ）第一是階段主要是水合硝酸鈾酰的不完全脫水；ｂ）第二個階段主要是第一階段所得產(chǎn)物的分解，用的是在控制水蒸汽壓力下焙燒的方法。本方法用于獲得單一的氧化鈾或其與氧化釷、氧化鈰、氧化钚的混合物，為的是隨后的化學(xué)轉(zhuǎn)化和（或）燒結(jié)。

本發(fā)明涉及制取具有預(yù)定反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法，這種反應(yīng)活性可以用對應(yīng)的硝酸鹽熱處理產(chǎn)物的比表面積來調(diào)節(jié)，而上述硝酸鹽可以是硝酸鈾酰，也可以是其與硝酸釷、硝酸鈰和硝酸钚中至少一種的混合物的水溶液或固態(tài)物質(zhì)。

在本發(fā)明的上下文中，金屬氧化物一詞是一種簡稱，指的是單一的三氧化鈾（UO₃）或三氧化鈾（UO₃）與二氧化釷（ThO₂），二氧化鈰（CeO₂）或二氧化钚（PuO₂）中至少一種的混合物。

本專利申請人用“預(yù)定反應(yīng)活性”這一術(shù)語來作為該金屬氧化物所要求的最有利的比表面積的定義，有了這樣的表面積，金屬氧化物在脫硝之后的反應(yīng)能力就能達(dá)到最大值，比如，使UO₃熱轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的氧化物U₃O₈，從而可以在隨后的還原反應(yīng)之前長期貯存;或者直接使UO₃還原為UO₂，接著用氫氟酸氫氟化;或者生產(chǎn)陶瓷性質(zhì)的氧化鈾粉末或混合的氧化物粉末以便壓成顆粒再燒結(jié)而轉(zhuǎn)化為核燃料。

如果單純是UO₃直接還原為UO₂，隨后用氫氟酸使UO₂變?yōu)閁F₄，那么UO₂的反應(yīng)活性與脫硝后所得UO₃的比表面積和孔隙率密切相關(guān)。最好的是，在水合硝酸鈾酰脫硝期間，用適合于每項技術(shù)的，生產(chǎn)具有一特定表面積和孔隙率的UO₃的方法，根據(jù)要求來調(diào)節(jié)UO₃直接還原為UO₂及UO₂氫氟酸化為UF₄的能力。

每當(dāng)為了提供一種在還原成UO₂之前的貯藏期間不會重新水合的穩(wěn)定的氧化物而將UO₃熱轉(zhuǎn)化為樣為了獲得具有足夠反應(yīng)活性的二氧化鈾，就需要有增加的比表面，通常必須將U₃O₈轉(zhuǎn)化為重鈾酸銨，接著使之分解為UO₃，這種UO₃就有很大的比表面積，而且還原后能提供具有足夠反應(yīng)活性的二氧化鈾。

在為生產(chǎn)核燃料而生產(chǎn)帶有某種陶瓷性質(zhì)的金屬氧化物粉末的情況下，例如單純的二氧化鈾（UO₂）或它與二氧化釷（ThO₂），二氧化鈰（CeO₂）和二氧化钚中至少一種的混合物，眾所周知，如果用的是比表面積大的粉末并對每一比表面積都采用最佳燒結(jié)工藝，那么，在還原氣氛中燒結(jié)這類粉末，就能得到密度大的顆粒〔見保羅·巴斯卡爾（paul pascal）《無機(jī)化學(xué)通論》卷XV300～304頁1961年版〕。

混合的核燃料通常是用共沉淀法制備的，例如用重金屬硝酸鹽的混合溶液水解然后加以熱分解的辦法。但是，根據(jù)另一方案，也可用混合適當(dāng)?shù)难趸锏姆椒▉砩a(chǎn)，每種氧化物已預(yù)先單獨(dú)用沉淀和熱分解的方法制得。

目前，唯一已知的制備UO₂或其與二氧化釷，二氧化鈰和二氧化钚中至少一種的混合物的方法，對于鈾，UO₃或UO₃與U₃O₈的混合物所組成的中間產(chǎn)物，其比表面積或者很小，通常每克不超過一平方米，或者很大，例如大約為10～30米²/克。這些方法有時候通過各種附加的化學(xué)處理階段，從而能接近用戶要求的比表面積，例如1～15米²/克。但是，這類附加階段是造成成本增加，工藝復(fù)雜，特別是環(huán)境污染等主要問題的根源。