AT217010B - Verfahren zur Herstellung von Urandioxyd - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Urandioxyd 
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Urandioxyd, wobei erfindunggemäss Ammoniumdiuranat bei einer Temperatur zwischen 800 und 900   C bis zu seiner völligen Zersetzung in einem Behälter erhitzt wird, in welchem die beim Erhitzen freiwerdenden Gase aufgefangen werden, die auf das restliche, durch das Erhitzen entstandene Oxyd bei Temperaturen zwischen 700 und 900   C zur Einwirkung gebracht werden, so dass als Endprodukt Urandioxyd erhalten wird. 



   Gemäss der Erfindung wird Ammoniumdiuranat   (UONHJ eine   Stunde lang bei   800-900  C   erhitzt. Hiebei findet eine Zersetzung statt, welche durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann : 
 EMI1.1 
 Hiebei ist zu erwähnen, dass sich bei den genannten Temperaturen das   UOg   zu   U30s   zersetzt : 
 EMI1.2 
 
Dieser Vorgang erfordert jedoch keine Berücksichtigung, da er die Endprodukte der chemischen Gesamtgleichung, die sich aus dem Nachfolgenden ergibt, nicht beeinflusst. 



   Zurückkommend auf die Gleichung (I), wird, wenn die freiwerdenden Gase über das gebildete Oxyd geleitet werden, dieses nach der folgenden Gleichung reduziert : 
 EMI1.3 
 Aus einer Summierung der Gleichung (I) und (III) ergibt sich : 
 EMI1.4 
 
Die Bildung des Urandioxyds   (UO)   findet mit Ammoniak (NH3) schon bei 700   C statt. Da jedoch für die Zersetzung des Ammoniumdiuranats eine Erhitzung auf   800-900   C   erforderlich ist, wirkt das freiwerdende Gas auf das Oxyd während der Zeit ein, währen welcher die Abkühlung von 900   C auf 700   C dauert, so dass eine vollständige Reduktion zu   U02   erzielt wird. 



   Es ist zweckmässig, mit der Erhitzung nicht über 900   C zu gehen, um ein Sintern zu vermeiden. 



  Unter den vostehenden Bedingungen erhält man ein Dioxyd, das der Formel   U02, ois   entspricht. 



   Die durch die Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung erzielbaren Vorteile sind darin zu erblicken, dass bei der Reduktion keine Reaktionsmittel verbraucht werden, da als Reaktionsmittel das beim Calcinieren des Ausgangssalzes freiwerdende Gas verwendet wird, dass die Gefahr der Bildung explosiver Gemische vermieden wird, da das sich bildende Gas mit Stickstoff verdünnt wird, dass das vorhergehende Calcinieren von   U03   oder Us vermieden wird, da diese Oxyde gewöhnlich reduziert werden und dass eine sehr hohe Ausbeute, die praktisch 100   %   beträgt, erzielt wird. Weitere Einzelheiten und Vorteile des Verfahrens gemäss der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung an Hand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Schemas eines Verfahrens zur Gewinnung von Urandioxyd.

   Vorzugsweise wird ein waagrechter Ofen 10 aus nicht oxydierendem Stahl verwendet, in welchem das auf Untersätzen 20 und 21 aufgebrachte Uranat umgesetzt wird. Der Ofen wird durch Heizkörper 1, die in der feuerfesten Auskleidung 3 eingebettet sind, erhitzt. Um Wärmeabstrahlungen nach aussen zu verhindern, sind die Heizkörper 1 von einer Schicht aus wärmeisolierendem Material 2 umgeben. Zur Kontrolle der Temperatur der Heizwiderstände ist ein Thermoelement 4 und zur Kontrolle der Temperatur der Beschickung ein Thermoelement 5 vorgesehen. 



   Nach dem Einbringen eines Untersatzes 20 mit Ammoniumdiuranat in die Heizzone wird die Türe 23 geschlossen und werden der Ofen, die Trockentürme 12, 13 und die Gasometer 14 und 15 mit Stickstoff gespült, indem man die Ventile 16 und 17 und den Spülhahn 6 öffnet. Der Stickstoff strömt durch die Anlage von Gasometer 15 aus, in welchem er sich nach Expansion aus der Flasche 19 sammelt. 



   Nach der Spülung beginnt man mit dem Erhitzen. Die entweichenden Gase werden durch den Trockenturm 12 geführt, dort getrocknet und im Gasometer 14 gesammelt ; von wo aus sie zur Pumpe 18 

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 gelangen, die sie über einen weiteren Trockenturm 13 neuerlich in den Ofen pumpt. Auf diese Weise werden die Gase während der zur   Vervollständigung der Reduktion erforderlichen Zeit, vorzugsweise 30-90 Minuten   lang, im Kreislauf geführt. 



   Ist das ganze auf dem Untersatz befindliche Uranat zu   U02   reduziert, so bringt man einen neuen mit Uranat beschickten Untersatz ein, der den ersten bis zur Stellung 21 schiebt, wo er durch Einwirkung des Kühlers 22 abgekühlt wird. In den Kühler 22 tritt das Wasser bei 8 ein und bei 9 aus. Wenn die Beschickung genügend abgekühlt ist, wird sie bei der Türe 24 entnommen. Auf diese Weise werden alle Untersätze eingeführt und entnommen, wobei man das Wasser, welches gegebenenfalls kondensieren könnte, über den Entleerungshahn 7 abführt. 



   Während der Beschickungs- und Entnahmetätigkeit, während welcher die Türen 23 oder 24 offen sind, schaltet man den Gasometer 14 durch Betätigung der Ventile 11 und 17 ab und schliesst den mit Stickstoff gefüllten Gasometer 15 an, um einen Zutritt von Luft zu vermeiden. Nach der Umsetzung einer gewissen Anzahl von Beschickungen erhält man einen Überschuss an Stickstoff, der sich bei der Reduktion bildet. Dieser Stickstoff wird durch entsprechende Betätigung der Ventile 11, 16 und 17 vom Gasometer 14 zum Gasometer 15 weitergeleitet und später als Reinigungsgas verwendet. 



   Da sich das freiwerdende Ammoniak mit Wasser mischt und sich, wie erwähnt, während der Reduktion Stickstoff bildet, muss eine Regeneration des Ammoniaks vorgesehen werden, was vorzugsweise dadurch geschieht, dass man die Trockner mit Kalziumoxyd füllt. Bei absatzweisem Betreib ist natürlich keine Reinigung und kein Trocknen erforderlich, sondern nur bei kontinuierlichem und halbkontinuierlichem Betrieb. 



   Die Erfindung ist nicht auf die beispielsweise beschriebene Ausführungsform des Verfahrens beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens beliebige Abänderungen erfahren. 



   PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Urandioxyd, dadurch gekennzeichnet, dass Ammoniumdiuranat bei einer Temperatur zwischen 800 und 900   C bis zu seiner völligen Zersetzung in einem Behälter erhitzt wird, in welchem die beim Erhitzen freiwerdenden Gase aufgefangen werden, die auf das restliche, durch das Erhitzen entstandene Oxyd bei Temperaturen zwischen 700 und 900   C zur Einwirkung gebracht werden, so dass als Endprodukt Urandioxyd erhalten wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase in einem geschlossenen Kreislauf 30-90 Minuten lang über das restliche, durch Erhitzen entstandene Oxyd geleitet werden.

   3. Verfahren nach einem der Ansprüche l und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es kontinuierlich durchgeführt wird und das im Kreislauf geführte Gas durch Hindurchführen durch Kalziumoxydtrockner regeneriert wird.