Обобщенная технологическая схема процесса изготовления порошка UO2 приведена на рис. 1. Она включает 13 возможных операций, часть из которых при рассмотрении конкретной технологии может быть исключена. В публикации [9] рассмотрены восемь различных процессов денитрации, типичные характеристики которых приведены в табл. 1.
В табл. 1 приведены лишь те процессы денитрации, которые позволяют из чистых растворов нитрата уранила получить UO2, пригодный для дальнейшего изготовления топливных таблеток. Метод термической денитрации простым нагреванием раствора уранилнитрата в табл. 1 не упомянут, т.к. получающийся при этом оксид урана, как уже отмечалось, имеет неудовлетворительные характеристики для изготовления топливных таблеток.
Ниже приведены также уравнения реакций, на которых основаны рассматриваемые технологические процессы.
Список химических реакций, используемых в процессе денитрации:
1. Восстановление до UO2 при 500-800 0C (все методы):
UO3 + Н2 → UO2 + Н2О.
2. Стабилизация при температуре примерно 100-400 0C (все методы):
UO2 + хСО2 → UO2+х + хСО, х = ~0,15.
3. ADU, осаждение и разложение:
2UO2(NO3)2 + 6NH4ОН → (NH4)2U2O7 + 4NH4NO3 + 3Н2О,
(NH4)2U2O7 → 2UO3 + 2NH3 + Н2О.
Рисунок 1 - Обобщенная технологическая схема процесса денитрации [9]
4. AUC, осаждение и термическое разложение:
UO2(NO3)2 + 3Н2О + 6NH3 + 3СО2 → (2NH4)4UO2(СО3)3 + 2NH4NO3,
(NH4)4UO2(СО3)2 → UO3 + 4NH3 + 3СО2 + 2Н2О.
|
|
NH4UO2(NO3)3 → UO3 + N2O + 2Н2О + хNO2 + (2-х)NO + (1.5-x)О2, х = ~0,2.
6. NITROX, вероятная реакция:
UO2(NO3)2·Н2О → UO3 + 2HNO3.
7. MWD, как в простой денитрации
UO2(NO3)2·6Н2О → UO3 + 6Н2О + хNO2 + (2-х)NO + (1.5-x)О2, х = ~0,14.
8. COPRECAL, осаждение и разложение избытка реагентов:
3UO2(NO3)2 + 7NH4OH + Н2О → (UO3)2·NH3·5Н2О + 6NH4NO3,
2NH4NO3 → 2N2 + 4Н2О + О2,
4NH4(OH) + 3О2 → 2N2 + 10Н2О.
9. DIPRES, реакции с ураном:
UO22+ + 2ОН– → UO2(OH)2 → UO3·Н2О → UO3 + Н2О.
10. Другие осадительные методы. Реакции могут быть самыми различными, например реакция осаждения перекисью водорода:
UO2(NO3)2 + Н2О2 + 3Н2О → UO4·2Н2О + 2HNO3,
UO4·2Н2О → UO3 + 2Н2О + 1/2О2.
Классификация сидерохромов
Сидерохромы представляют собой специальные пептиды, продуцируемые микроорганизмами, которые предназначены для связывания из окружающей среды ионов железа. В настоящее время различают два главных типа сидерохромов ‒ феноляты и гидроксаматы. Оба лиганда представляют собой слабые кислоты, и коор ...
Основные понятия химической кинетики
Химическая кинетика — раздел физической химии, в котором изучаются закономерности протекания во времени химических реакций и их механизм [1]. Химическая кинетика – наука о скоростях и механизмах химических реакций [2]. Химическая кинетика как наука решает три основных вопроса: • описание поведения ...
Молекулярные композиты
В конце 70-х годов возникла идея создания молекулярных композитов, построенных из гибкой полимерной матрицы и жестких, тоже полимерных, волокон. Ожидалось, что по сравнению с традиционными в этих композиционных материалах не будет внутренних дефектов в усиливающих жестких элементах, проявятся больш ...
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.