Новая химия » Использование процесса ультрозвукового диспергирования в технологии получения оксидов урана » Общая оценка известных процессов денитрации

Общая оценка известных процессов денитрации

Страница 1

Денитрацией можно назвать любой процесс, при котором интересующие нас элементы отделяются от соединений азота (в частности, – от нитрат-ионов). Рассматривая процессы перехода от азотнокислых растворов урана и плутония к оксидам, имеет смысл различать два основных типа реакций: первый - это прямая (непосредственная) денитрация, т.е. превращение нитратов в оксиды без получения каких-либо промежуточных твердых соединений, второй же тип включает две стадии – кристаллизацию промежуточного соединения и его термическое разложение до оксида.

Первый путь представляется заведомо более предпочтительным. Как отмечается в работе [], прямую денитрацию в первую очередь и стали использовать, когда потребовалось в промышленном масштабе производить диоксид урана для изготовления топлива энергетических ядерных реакторов. Однако из порошков, получаемых таким способом, таблетки с плотностью, превышающей 90% от теоретической, удавалось получать, только используя большие давления при прессовании и температуры порядка 1750-1800 0С при спекании таблеток.

В дальнейшем были разработаны и многие другие варианты процессов денитрации. Для их сравнительной оценки целесообразно использовать какие-то объективные критерии. Полезный и достаточно простой набор критериев предложил Хаас [], для сравнения различных процессов получения оксидов урана, пригодных для изготовления топливных таблеток. Для технико-экономической оценки технологии учитывалось число операций, необходимых для перехода от раствора уранилнитрата средней концентрации к порошку оксида требуемого качества, и сложность этих операций. Критерии качества порошков к середине 80-х уже в основном определились.

Было установлено, что площадь поверхности порошка UO2 в интервале 6±4 м2/г наиболее благоприятна для изготовления топливных таблеток. Порошки с меньшей поверхностью спекаются и уплотняются хуже, тогда как порошки с большей поверхностью дают таблетки с пониженной плотностью при прессовании, а также с излишней усадкой и с образованием трещин линзообразной формы при спекании. Качество порошка с большой площадью поверхности может быть улучшено его прокаливанием перед прессованием таблеток. Эта операция уменьшает поверхность порошка и обычно увеличивает текучесть. Растирание порошка UO2 увеличивает поверхность.

Предпочтительно получать порошки с узким распределением частиц по размерам и со средним размером частиц 4±3 мкм. Излишнее количество частиц с диаметром меньше 1 мкм имеет следствием пониженную плотность спрессованных таблеток и проблемы с усадкой. Для уменьшения размеров UO2-агломератов полезно растирать порошки.

Отдельную проблему представляют количества и природа различных примесей в порошках. Допустимое содержание примесей строго регламентируется. Как правило, чистота исходного раствора нитрата уранила достаточна для получения чистых порошков UO2, и примеси обычно вносятся в ходе технологических процессов изготовления и обработки порошка. Существенным источником примесей является процедура измельчения и растирания UO2-порошка.

Количественная оценка сложности технологических операций превращения уранилнитрата в UO2 не может быть строго объективной, но в работе [9] достаточно обоснованно принято, что их сложность возрастает при необходимости:

обрабатывать пастообразные или влажные материалы и перемещать твердые вещества между технологическими операциями,

обрабатывать все потоки отходов до состояния, пригодного для рецикла, сброса или долговременного хранения,

механически обрабатывать прокаленные оксиды, например, проводить измельчение, смешивание или просеивание порошка,

предотвращать при аппаратурном оформлении ядерную критичность; необходимость предотвращения критичности ограничивает размеры технологического оборудования и делает более практичными непрерывные технологические процессы с использованием оборудования уменьшенных размеров.

Страницы: 1 2

Еще по теме:

Линейная плотность заряда, конденсация контрионов, полиэлектролитное набухание
Полиэлектролиты обладают способностью специфически связывать контрионы (образование ионных пар между заряженными группами полиэлектролита и контрионами, ионных тройников и более сложных комплексов). Теория Дебая-Хюккеля, строго говоря, неприменима к полиэлектролитам. Дело в том, что при не очень ма ...

Определения количества цитрусовых эфирных масел в безалкогольных напитках
В качестве ароматических веществ, вносимых в безалкогольные напитки, используют эссенции, настои, а также спиртовые растворы эфирных масел и душистых веществ. Эфирные масла – это масло лавра благородного, а также розовое, эвкалиптовое, лимонное и мандариновое масла. Для выделения эфирных масел испо ...

Способы утилизации АСПО в качестве вторичного материального ресурса
Изучение химического строения АСПО показало, во-первых, что благодаря гидрофобности и, следовательно, водостойкости большинства химических соединений отложений АСПО могут быть использованы в составах гидроизоляционных материалов. Во-вторых, большинство химических соединений АСПО, особенно при невыс ...

Идеи алхимии


Идеи алхимии

Алхимия - своеобразное явление культуры, особенно широко распространённое в Западной Европе в эпоху позднего средневековья. Слово «алхимия» производят от арабского алькимия, которое восходит к греческому chemeia, от cheo — лью, отливаю.

Категории

Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru
Copyright © 2020 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru