[其他]六氟化鈾轉換成二氧化鈾的方法

無效

• 申請號: 86104023
• 申請日: 1986-06-11
• 公開（公告）號: CN86104023A
• 公開（公告）日: 1987-04-22
• 發明（設計）人: 田中皓;梅村昭男
• 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UO₂粉末具有良好的陶瓷性能、氟含量少和自由流動性，所以它適合于生產核電廠的核燃料。

在工業規模上將UF₆轉換成核電廠核燃料UO₂粉末的方法通常有兩種，即通過濕法和干法，將氣態UF₆轉換成UO₂粉末。濕法的缺點在于，所要求的工序多使操作復雜化，并且產生大量的廢液。

另一方面，干法的缺點是UO₂粉末產品的陶瓷性能差，產品的氟含量高，但是它具有工序簡單和產生的廢液量小的優點。因此，由于克服上述缺點，近來趨向于采用干法。干法中，有使用旋轉式干燥器的方法、使用流化床反應裝置的方法和使用火焰燃燒反應裝置的方法。在這些方法中，使用流化床生產的UO₂粉末產品具有自由流動性，同其它方法的產品比較，該產品在以后工序中非常容易處理。

使用具有上述優點的流化床反應裝置的方法同其它方法比較，所生產的UO₂粉末的陶瓷性能差，其氟含量較高。該UO₂粉末陶瓷性能的降低，是由于氣態UF₆同水蒸汽發生如以下反應式（1）所示的氣相反應生成細顆粒的UO₂F₂，以及如以下反應式（2）和（3）所示用氫氣使UO₂F₂轉換成UO₂時生成UF₄。在普通干法中，尤其在使用流化床反應裝置的方法中，上述反應大致由以下兩步反應組成。

在此過程中，由于如反應式（3）所示的逆反應容易生成UF₄。換句話說，UO₂粉末可能被氫氟化成UF₄粉末。

UF₄是一種在較低溫度（約1000℃）下容易燒結成塊的物質，在反應式（2）的操作溫度下UF₄開始燒結成塊妨礙脫氟反應，而該脫氟反應對于降低UO₂粉末產品的氟含量是很重要的。因此，從前要求在反應式（2）中加入過量的水蒸汽抑止UO₂粉末的氫氟化作用。結果，流化床操作變得較為復雜，同時過量添加水蒸汽大大增加了廢液量。此外，由于UO₂粉末產品脫氟要求很長時間，UO₂粉末會長時間經受高溫。從而易使UO₂粉末的陶瓷性能大大降低。

其次，使用流化床反應裝置的另一個缺點涉及使UF₆轉換成UO₂F₂的流化床的操作穩定性。

換句話說，UO₂F₂粒子組成流化床，被吹入流化床的氣態UF₆同通過流化床底部輸入的作為流化氣體的水蒸汽反應，生成的UO₂F₂粒子沉積在原有UO₂F₂粒子表面。結果，這樣沉積的UO₂F₂引起該UO₂F₂粒子長大。另一方面，由于彼此碰撞，一部分UO₂F₂粒子被磨損而變成粉末。這些平衡過程決定UO₂F₂粒子的平均粒度，但在普通流化床反應裝置中，這樣得到的UO₂F₂粒子往往偏大。因此，要求向流化床內供入新UO₂F₂粒子使流化床的運行保持穩定。結果，工藝系統復雜，操作麻煩。

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UO₂粉末具有良好的陶瓷性能、氟含量低和自由流動性，而適合于生產核電廠的核燃料。