Новая химия » Использование процесса ультрозвукового диспергирования в технологии получения оксидов урана » Детальный анализ процессов прямой денитрации

Детальный анализ процессов прямой денитрации

Страница 1

MDD-процесс.

Модифицированный метод прямой денитрации был разработан в Ок-Риджской национальной лаборатории в США [] с целью использования надежного и несложного оборудования для изготовления UO2-продукта с хорошими керамическими свойствами. MDD-процесс основан на разложении двойной твердой соли NH4UO2(NO3)3 []. Двойная соль образуется до начала денитрации и расплава UO2(NO3)2 в процессе не образуется. Так как твердая двойная соль образуется при термической денитрации в кальцинаторе по мере испарения воды, нет необходимости отделять, или обрабатывать твердые соединения. Продукты разложения имеют тот же химический состав, что и продукты простой термической денитрации раствора UO2(NO3)2 плюс некоторое количество N2O и Н2О из NH4NO3 [11, ]. Площадь поверхности, размер частиц и поведение MDD-продукта при изготовлении таблеток весьма близки к этим параметрам хорошего ADU-продукта []. Вращающаяся печь, используемая в MDD-методе денитрации, удовлетворяет таким же требованиям к теплопереносу и защите от критичности, что и печь, применяемая в ранее освоенном ADU-процессе, однако операции осаждения и промывки в MDD-процессе отсутствуют. Поэтому для реализации MDD-процесса достаточно семи из тринадцати технологических операций, показанных на рис. 1, хотя могут понадобиться и операции измельчения и гранулирования продукта перед прессованием таблеток. Казалось бы, этот процесс заслуживал дальнейшего изучения и промышленного применения, однако прошло более 20 лет после первых публикаций, но какие-либо новые сведения о нем обнаружить не удалось.

NITROX-процесс.

Этот метод разработан фирмой Comurhex во Франции и предполагает использование термической обработки UO2(NO3)2·6Н2О в две стадии. На первой стадии проходит дегидратация под вакуумом при температурах ниже 62 0C, температуры плавления уранилнитрата. На второй стадии дегидратированная соль разлагается в вакууме в атмосфере водяных паров до UO3. [, ] Разложение в этом случае проходит без образования расплава, поэтому полученные оксиды должны иметь благоприятные технологические свойства. Показано, что NITROX-процесс может быть использован и для получения порошков UO2 – PuO2 с последующим изготовлением смешанного топлива [], в этом случае добавляется еще операция восстановления, а в целом NITROX-процесс применительно к нитратам урана и плутония включает следующие операции.

1. Смешивание растворов нитратов урана и плутония до заданного соотношения (если такой раствор не получен естественным образом в ходе переработки ОЯТ).

2. Концентрирование раствора нитратов до примерно 1200 г/л тяжелых металлов.

3. Дегидратация полученной смеси нитратов при пониженном давлении и при начальной температуре 50 0С, которая постепенно увеличивается до 270 0С. При этом в материале остается 1,2 масс. % воды и 75 масс. % начального содержания нитрата.

4. Прокаливание при температуре выше 600 0С до полного превращения нитратов в оксиды.

5. Восстановление оксидов смесью аргона и водорода с переводом урана и плутония в четырехвалентное состояние.

6. Стабилизация смешанных диоксидов контролируемым окислением.

В целом NITROX является многоступенчатым и включает довольно сложные термические процедуры, в том числе при пониженном давлении. Несмотря на некоторые успехи, достигнутые при разработке технологий типа “NITROX”, по-видимому, исследования в этом направлении были прекращены.

MWD-процесс.

Этот процесс был разработан и продемонстрирован в Японии Корпорацией по разработке энергетических реакторов и ядерного топлива []. Раствор нитратов урана и плутония в этой технологии обрабатывается СВЧ-излучением с частотой 2450 МГц, что приводит вначале к удалению воды и азотной кислоты, а затем при температуре выше 300 0С образуется смесь UO3 и PuO2. Получаемый промежуточный продукт представляет собой губкообразный кек, который передают в печь для окончательного прокаливания и восстановления. Смешанные диоксиды подвергается размолу в шаровой мельнице с целью получения порошка с размерами частиц, не превышающими 1-2 мкм. Прессованием и спеканием из полученного порошка успешно изготавливались топливные таблетки.

Страницы: 1 2 3

Еще по теме:

Основные закономерности процесса анионной полимеризации: механизм, катализаторы
Полимеризация по ионному механизму происходит на анионных активных центрах, когда концевой атом растущей полимеризационной цепи обладает отрицательным зарядом, т.е. представляет собой карбанион (с положительным противоионом). Анионные системы очень чувствительны даже к небольшим количествам примесе ...

Ацилирование и алкилирование аминов
Третичные амины отличаются от первичных и вторичных аминов отсутствием способных к замещению атомов водорода, связанных с азотом. Это различие ясно проявляется при действии ацилирующих и алкилирующих средств; из первичных и вторичных аминов при ацилировании обычно получаются замещенные амиды, тогда ...

Сульфирование фенолов
Моносульфирование фенола серной кислотой приводит к образованию смеси орто- и пара-изомеров гидроксибензолсульфокислоты. При 20оС в реакционной смеси содержится 49% орто-изомера и 51% пара-изомера, тогда как при 120оС доля пара-изомера возрастает до 96%. Изменение в соотношении продуктов сульфирова ...

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 © 2023 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru