[其他]六氟化鈾轉換成二氟化鈾的方法

無效

• 申請號: 86103859
• 申請日: 1986-06-04
• 公開（公告）號: CN86103859A
• 公開（公告）日: 1987-02-18
• 發明（設計）人: 田中皓
• 申請（專利權）人: 三菱金屬株式會社
• 主分類號: C01G43/025
• 分類號: C01G43/025
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 全菁,吳大建

本發明涉及將氣態UF₆轉換成UO₂粉末的方法，由于所得到的UO₂粉末的陶瓷性能良好、氟含量低和自由流動性，所以它適合于生產核電站的核燃料。

通常通過兩種不同的方法，即“濕”法和“干”法，在工業規模上將氣態UF₆轉換成UO₂粉末。

在濕法中，通過使氣態UF₆同含氨溶液反應進行UF₆的水解，產生黃色重鈾酸銨沉淀物。然后使該沉淀物過濾、清洗、干燥和還原成UO₂粉末。通過這種方法獲得具有良好陶瓷性能和低含氟量的UO₂粉末。然而，這種方法復雜并產生大量的廢液。此外，在重鈾酸銨沉淀物的過濾工序中，極小的顆粒導致過濾性問題，并且大量的鈾損失在濾液中。

在干法中，用水蒸汽使氣態UF₆高溫水解成UO₂F₂固體，然后應用流化床技術或旋轉式干燥器的兩步法或是應用火焰-化學法的一步法使UO₂F₂還原成UO₂粉末。由流化床得到的UO₂粉末具有自由流動性，因而易于處理。然而，很難得到具有良好陶瓷性能和低氟含量的UO₂粉末。另一方面，由旋轉式干燥器和火焰反應器得到的UO₂粉末流動性差，并且很難處理。

在普通流化床方法中，通過下述兩步反應將氣態UF₆轉換成UO₂粉末。

在第二步反應中，UO₂粉末通過以下副反應可能被氫氟化成UF₄粉末。

該UF₄粉末在較低溫度（約1000℃）下易于燒結成塊，并很難減少UO₂粉末中的氟含量。因此，為了抑止UO₂粉末的氫氟化作用，過量的水蒸汽是必要的。結果，它是使流化床操作復雜化和產生大量廢液的原因。然而，由于在高溫下長時間脫氟，使原粉的表面積大大減少。

此外，在流化床內用水蒸汽使氣態UF₆高溫水解成UO₂F₂粉末的情況下，使流化床的操作穩定有重大意義。新生產的UO₂F₂沉積在作為籽晶物質的原UO₂F₂粒子上，使該粒子長大。另一方面，由于彼此碰撞，該粒子被磨損而變成粉末。粒子生長和磨損控制粒子的粒度。通常，在普通流化床中，粒度往往傾向于增大，為使操作穩定要添加細粉調整粒度。所以，該工藝系統和操作被復雜化。

本發明的目的是提供一種將氣態UF₆轉換成UO₂粉末的方法，由于所得UO₂粉末具有良好的陶瓷性能、低含氟量和自由流動性，所以它適合于生產核電站的核燃料。

本發明方法由以下步驟組成：

在流化床內用水蒸汽使氣態UF₆高溫水解，得到UO₂F₂粒子;

使UO₂F₂粒子同含氨溶液反應，將其轉換成重鈾酸銨（ADU）粒子;

使該重鈾酸銨（ADU）粒子干燥和脫水;

如果必要，加水蒸汽焙燒脫水的ADU粒子，將其轉換成UO₃或UO₃/U₃O₈的混合物;

用氫氣或氫氣/水蒸汽混合物還原已脫水或已焙燒的ADU粒子，將其轉換成UO₂粉末。

在本發明中，在高溫水解氣態UF₆的工序中使用雙流體霧化器將氣態UF₆和水蒸汽送入流化床更為有效。