CN111013742A - 一种mox混合粉末球磨处理方法 - Google Patents

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张翔
杨廷贵
罗超
朱桐宇
张顺孝
屠振华
张万德
郭亮
王斌
谢斌
刘雪峰
孙世亮
陈元林
刘勇
彭传洋
祁磊
张彦龙
王军平
杨欢欢
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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/10—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls with one or a few disintegrating members arranged in the container

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Abstract

本发明涉及核级金属氧化物粉末制备技术领域，具体公开了一种MOX混合粉末球磨处理方法，包括以下步骤：1)将MOX混合粉末和磨球分别加入球磨罐中；2)设定每次球磨的转速<1000rpm、时间≤10min，开始球磨；3)在一次球磨结束后打开球磨罐，将罐内壁粉末刮下，然后搅起球磨罐底部物料，并缓慢搅动物料使其混合均匀；4)待物料充分混合均匀后，重复步骤2)～3)，直至预估粉末粒度达到实际目标要求后，停止球磨；5)检查粉末粒度，若符合实际目标要求，则进入下一工序；若不符合，则继续进行球磨。本发明球磨处理方法解决了MOX粉末混合不均匀的问题，实现了MOX混合粉末球磨处理方法的改进，提高了MOX芯块产品的合格率。

Description

一种MOX混合粉末球磨处理方法
技术领域
本发明属于核级金属氧化物粉末制备技术领域，具体涉及一种MOX混合粉末球磨处理方法。
背景技术
目前，在传统的MOX混合粉末球磨过程中，主要采用一步球磨法，即将粉末装入球磨装置中，在进行长时间的球磨后，进入下一工序处理。该方法存在有以下两点不足：
一、长时间球磨会导致粉末和罐内温度升高，粉末因带上电荷而相互聚结或附于磨球和壁面上，在降低球磨效率的同时，也对物料的回收造成了一定的困难；
二、物料和磨球在球磨一段时间后便沉积于球磨罐底部，随着球磨过程中温度的提升，出现严重的板结现象，粉末没有与磨球或水平搅拌转子进行碰撞或冲击，导致球磨效率不高，即粉末没有得到有效破碎、两种氧化物粉末混合均匀度不高。
为解决上述问题，亟需设计一种MOX混合粉末球磨处理方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MOX混合粉末球磨处理方法，以解决MOX粉末混合不均匀的问题。
本发明的技术方案如下：
一种MOX混合粉末球磨处理方法，所述的MOX混合粉末粒度为1～50μm、比表面积为5～30m2/g，包括以下步骤：
(1)将MOX混合粉末和磨球分别加入球磨罐中；
(2)设定每次球磨的转速<1000rpm、时间≤10min，开始球磨；
(3)在一次球磨结束后打开球磨罐，将罐内壁粉末刮下，然后搅起球磨罐底部物料，并缓慢搅动物料使其混合均匀；
(4)待物料充分混合均匀后，重复步骤(2)～(3)，直至预估粉末粒度达到实际目标要求后，停止球磨；
(5)检查粉末粒度，若符合实际目标要求，则进入下一工序；若不符合，则继续进行球磨。
步骤(1)中，按照球料比(1～1.5):1的比例加入磨球。
步骤(1)中，球磨罐的装填率为40～70％。
步骤(3)中，在一次球磨结束后先静置2～5min，以防止粉末飞扬，然后再打开球磨罐。
步骤(3)中，利用刮勺将罐内壁粉末刮下，利用搅拌工具搅起球磨罐底部物料。
处理后得到的MOX粉末产品，经金相显微镜检验，芯块微观组织分布均匀，不均匀区域尺寸≤30μm，不影响晶粒性能表征。
本发明的显著效果在于：
(1)本发明球磨处理方法解决了MOX粉末混合不均匀的问题，实现了MOX混合粉末球磨处理方法的改进，提高了MOX芯块产品的合格率。
(2)本发明球磨处理方法利用MOX混合粉末，制备获得了适用于烧结的MOX粉末产品，经金相显微镜检验，芯块微观组织分布均匀，不均匀区域尺寸≤30μm，不影响晶粒性能表征，说明本发明中MOX混合粉末球磨处理得到的MOX粉末符合MOX燃料芯块研制用料需求。
(3)本发明球磨处理方法同样适用于其它核级氧化物混合粉末的处理过程中，处理效果好，可靠性高，可以满足工艺稳定性和合格率的需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种MOX混合粉末球磨处理方法，所述的MOX混合粉末粒度为1～50μm、比表面积为5～30m2/g，包括以下步骤：
(1)将MOX混合粉末加入球磨罐中，并按照球料比(1～1.5):1的比例加入磨球，球磨罐的装填率为40～70％；
(2)设定每次球磨的转速<1000rpm、时间≤10min，开始球磨；
(3)在一次球磨结束后静置2～5min，以防止粉末飞扬；然后打开球磨罐，将罐内壁粉末刮下，用搅拌工具搅起球磨罐底部物料，并缓慢搅动物料使其混合均匀；
(4)待物料充分混合均匀后，重复步骤(2)～(3)，直至预估粉末粒度达到实际目标要求后，停止球磨；
(5)检查粉末粒度，若符合实际目标要求，则进入下一工序；若不符合，则继续进行球磨。
实施例一
一种MOX混合粉末球磨处理方法，所述的MOX混合粉末粒度为8.5μm、比表面积为7.2m2/g，包括以下步骤：
(1)将MOX混合粉末0.97kg加入球磨罐中，并按照球料比1:1的比例加入磨球，球磨罐的装填率为47％；
(2)以870rpm的转速球磨10分钟；
(3)静置3分钟后，打开球磨罐，利用刮勺将罐内壁粉末刮下，用搅拌工具搅起底部物料，并缓慢搅动物料使其混合均匀；
(4)重复步骤(2)和步骤(3)，其中球磨转速控制为450rpm；
(5)进行20次循环处理后，球磨结束，粉末球磨后粒度为1.2μm，比表面积为14.8m2/g，符合实际目标要求；烧结后进行金相检测，不均匀区域尺寸≤20μm。
实施例二
一种MOX混合粉末球磨处理方法，所述的MOX混合粉末粒度为6.9μm、比表面积为9.8m2/g，包括以下步骤：
(1)将MOX混合粉末0.84kg加入球磨罐中，并按照球料比1:1的比例加入磨球，球磨罐的装填率为42％；
(2)以900rpm的转速球磨10分钟；
(3)静置3分钟后，打开球磨罐，将罐内壁粉末刮下，用搅拌工具搅起底部物料，缓慢搅动物料使其混合均匀；
(4)重复步骤(2)和步骤(3)，其中球磨转速控制为450rpm；
(5)进行20次循环处理后，球磨结束，粉末球磨后粒度为2.4μm，比表面积为12.8m2/g，符合实际目标要求；烧结后进行金相检测，不均匀区域尺寸≤20μm。

Claims (6)

1.一种MOX混合粉末球磨处理方法，其特征在于：所述的MOX混合粉末粒度为1～50μm、比表面积为5～30m2/g，包括以下步骤：
(1)将MOX混合粉末和磨球分别加入球磨罐中；
(2)设定每次球磨的转速<1000rpm、时间≤10min，开始球磨；
(3)在一次球磨结束后打开球磨罐，将罐内壁粉末刮下，然后搅起球磨罐底部物料，并缓慢搅动物料使其混合均匀；
(4)待物料充分混合均匀后，重复步骤(2)～(3)，直至预估粉末粒度达到实际目标要求后，停止球磨；
(5)检查粉末粒度，若符合实际目标要求，则进入下一工序；若不符合，则继续进行球磨。
2.如权利要求1所述的一种MOX混合粉末球磨处理方法，其特征在于：步骤(1)中，按照球料比(1～1.5):1的比例加入磨球。
3.如权利要求1所述的一种MOX混合粉末球磨处理方法，其特征在于：步骤(1)中，球磨罐的装填率为40～70％。
4.如权利要求1所述的一种MOX混合粉末球磨处理方法，其特征在于：步骤(3)中，在一次球磨结束后先静置2～5min，以防止粉末飞扬，然后再打开球磨罐。
5.如权利要求1所述的一种MOX混合粉末球磨处理方法，其特征在于：步骤(3)中，利用刮勺将罐内壁粉末刮下，利用搅拌工具搅起球磨罐底部物料。
6.如权利要求1～5任一项所述的一种MOX混合粉末球磨处理方法，其特征在于：处理后得到的MOX粉末产品，经金相显微镜检验，芯块微观组织分布均匀，不均匀区域尺寸≤30μm，不影响晶粒性能表征。
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