CN114345153A - 一种八氧化三铀连续溶解的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种八氧化三铀连续溶解的方法，包括以下步骤：S1：八氧化三铀物料预处理；将工业八氧化三铀物料进行烘干，使其含水率≤0.5％；烘干后的八氧化三铀过筛，去除杂物；S2：八氧化三铀溶解酸液的配制；八氧化三铀采用酸液溶解；S3：八氧化三铀连续溶解；S4：溶解料浆絮凝沉降。
Description
技术领域
本技术涉及核燃料循环领域，具体涉及一种八氧化三铀连续溶解的装置及方法。
背景技术
铀纯化转化包括铀浓缩物的溶解—溶解液萃取纯化—浓缩脱硝—水合活化—还原—氢氟化—氟化—冷凝液化—产品接收等工序，是我国核燃料循环的重要一环。而铀浓缩物的溶解是铀纯化转化的首要工序，其重要性可见一斑。
目前工业生产中铀浓缩物的溶解过程为批次间歇式溶解，主体设备为罐式容器，具有装置结构简单，易操作等优点，但也存在溶解效率低，设备体积较大的不足。而且物料批次加入后，所产生的有害废气也是批次产出，瞬时产生量和气体浓度存在很大的波动，后续的连续稳定处理很困难，如果保证废气最大产生量和浓度的处理效果，处理设备体积必然很大，投资大幅增加。另外，现在多数系统基本为手动操作，需要的生产人员多，劳动生产率低，由于涉及放射性粉尘，工作环境往往也不甚理想。相比较而言，连续溶解装置由于溶解液组成较为恒定、操作人员劳动强度低，易于自动控制，并有利于连续稳定运行等优点，已逐渐成为今后的发展趋势。
据调研，中核四〇四有限公司曾发明了一种连续溶解器。溶解器分为上部继溶区和下部反应区，八氧化三铀和溶解试剂从底部进料，采用压空搅拌混合进行溶解反应，靠溶解器内部位差使物料由下部反应区进入上部继溶区继续溶解后，从排料口排出，获得溶解料液。但目前还未得到工业应用。
综合来看，目前对于铀浓缩物的连续溶解研究相对较少，更为缺乏相应的工业放大设计，一定程度上制约了我国铀纯化转化产能的整体提升，迫切需要一种结构简单、性能良好、运行稳定的连续溶解器的研究探索。
发明内容
本发明的目的在于：本次研究针对我国目前八氧化三铀溶解中存在的问题，开发出一种连续的溶解装置和工艺，改善八氧化三铀溶解操作环境的同时，提高溶解效率，维持溶解液组成稳定，为我国铀浓缩物的的溶解处理提供一条新途径，也为我国铀纯化转化产能的提升进行技术储备。
本发明的技术方案如下：一种八氧化三铀连续溶解的装置，包括溶解槽A、溶解槽B、溶解槽C,其中溶解槽A连接八氧化三铀入口，且溶解槽A、溶解槽B、溶解槽C依次连接。
溶解槽A、溶解槽B、溶解槽C均连接废气处理系统。
溶解槽A、溶解槽B、溶解槽C中均带有搅拌装置。
一种八氧化三铀连续溶解的方法，包括以下步骤：
S1：八氧化三铀物料预处理；将工业八氧化三铀物料进行烘干，使其含水率≤0.5％；烘干后的八氧化三铀过筛，去除杂物；
S2：八氧化三铀溶解酸液的配制；八氧化三铀采用酸液溶解；
S3：八氧化三铀连续溶解；向溶解槽A内注入S2中所配置的溶解酸液，开启搅拌装置，再分别连续地加入经S1预处理的八氧化三铀物料和S2中配置的溶解酸液，进行溶解；测定溶解槽C排出的溶解料浆中的铀浓度，稳定地达到预定值后，即作为合格料浆收集；
S4：溶解料浆絮凝沉降；S3所得的合格料浆进入到絮凝沉降槽中，向絮凝沉降槽中加入配制好的阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂溶液，混合均匀后沉降，即得到上清液。
所述S1中，烘干后的八氧化三铀用10目筛子过筛
所述S2中，酸种类为硝酸、硫酸、盐酸等中的一种单独使用或两种以上混合使用。
所述S2中，当溶解酸液中不含硝酸时，需添加氧化剂。
氧化剂为双氧水、过硫酸。
所述S3中，溶解温度≥40℃。
所述S4中，阳离子聚丙烯酰胺配制溶液浓度为0.5-10g/L的水溶液，沉降时絮凝剂用量为料浆质量的0.001-0.005％。
本发明的显著效果在于：采用本发明的多级串联式溶解装置，实现了八氧化三铀的连续稳定有效溶解，大幅降低了人工劳动强度，改善了劳作环境，溶解料液铀浓度可达到400g/L。溶解料浆加入阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂后，可得到浊度小于50ppm的清液，可满足后续工序的处理需求。
附图说明
图1为八氧化三铀连续溶解的装置及方法示意图；
图中：溶解槽A1、溶解槽B2、溶解槽C3、八氧化三铀入口4、废气处理系统5、储槽6、絮凝沉降槽7
具体实施方式
一种八氧化三铀连续溶解的装置，包括溶解槽A1、溶解槽B2、溶解槽C3,其中溶解槽A1连接八氧化三铀入口4，且溶解槽A1、溶解槽B2、溶解槽C3依次连接，且溶解槽A1、溶解槽B2、溶解槽C3均连接废气处理系统5；且溶解槽A1、溶解槽B2、溶解槽C3中均带有搅拌装置；
溶解槽C3连接储槽6，储槽6连接絮凝沉降槽7；
一种八氧化三铀连续溶解的方法，包括以下步骤：
S1：八氧化三铀物料预处理；将工业八氧化三铀物料进行烘干，使其含水率≤0.5％，以保证物料良好的流动性；烘干后的八氧化三铀用10目筛子过筛，去除杂物；
S2：八氧化三铀溶解酸液的配制；八氧化三铀采用酸液溶解，酸种类可为硝酸、硫酸、盐酸等中的一种单独使用或两种以上混合使用。当溶解酸液中不含硝酸时，需添加氧化剂，氧化剂为双氧水、过硫酸。溶解酸液的配制先向容器中加入适量的水，再将酸缓慢的加入水中，边加边搅拌，混合均匀后加入适量的氧化剂，溶解混合均匀即可。酸液、氧化剂浓度依据溶解料液中的铀浓度和要求的余酸浓度按照理论量计算而定。
S3：八氧化三铀连续溶解；向溶解槽A1内注入S2中所配置的溶解酸液，开启搅拌装置，并在槽罐夹套中通入循环热介质，溶解酸液达到设定温度后，再分别连续地加入八氧化三铀物料和溶解酸液，进行溶解。测定溶解槽C3排出的溶解料浆中的铀浓度，稳定地达到预定值后，即可认为达到了溶解平衡，即可作为合格料浆收集。八氧化三铀物料和溶解酸液的加入比例依据溶解液的铀浓度而定，溶解装置中的停留时间通过加料速度控制，视溶解料液铀浓度而调整，但一般要10min以上；溶解温度≥40℃。
S4：溶解料浆絮凝沉降；S3所得的合格料浆进入到絮凝沉降槽7中，向絮凝沉降槽7中加入配制好的阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂溶液，混合均匀后沉降，即可得到浊度小于50ppm的上清液，以备后续纯化使用。阳离子聚丙烯酰胺配制溶液时将絮凝剂加入到水中缓慢搅拌，使其溶解形成浓度为0.5-10g/L的水溶液，沉降时絮凝剂用量为料浆质量的0.001-0.005％。
Claims (10)
1.一种八氧化三铀连续溶解的装置，其特征在于：包括溶解槽A(1)、溶解槽B(2)、溶解槽C(3),其中溶解槽A(1)连接八氧化三铀入口(4)，且溶解槽A(1)、溶解槽B(2)、溶解槽C(3)依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种八氧化三铀连续溶解的装置，其特征在于：溶解槽A(1)、溶解槽B(2)、溶解槽C(3)均连接废气处理系统(5)。
3.根据权利要求2所述的一种八氧化三铀连续溶解的装置，其特征在于：溶解槽A(1)、溶解槽B(2)、溶解槽C(3)中均带有搅拌装置。
4.一种应用如权利要求3所述的一种八氧化三铀连续溶解装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：八氧化三铀物料预处理；将工业八氧化三铀物料进行烘干，使其含水率≤0.5％；烘干后的八氧化三铀过筛，去除杂物；
S2：八氧化三铀溶解酸液的配制；八氧化三铀采用酸液溶解；
S3：八氧化三铀连续溶解；向溶解槽A(1)内注入S2中所配置的溶解酸液，开启搅拌装置，再分别连续地加入经S1预处理的八氧化三铀物料和S2中配置的溶解酸液，进行溶解；测定溶解槽C(3)排出的溶解料浆中的铀浓度，稳定地达到预定值后，即作为合格料浆收集；
S4：溶解料浆絮凝沉降；S3所得的合格料浆进入到絮凝沉降槽(7)中，向絮凝沉降槽(7)中加入配制好的阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂溶液，混合均匀后沉降，即得到上清液。
5.根据权利要求4所述的一种一种八氧化三铀连续溶解的方法，其特征在于：所述S1中，烘干后的八氧化三铀用10目筛子过筛。
6.根据权利要求4所述的一种一种八氧化三铀连续溶解的方法，其特征在于：所述S2中，酸种类为硝酸、硫酸、盐酸等中的一种单独使用或两种以上混合使用。
7.根据权利要求6所述的一种一种八氧化三铀连续溶解的方法，其特征在于：所述S2中，当溶解酸液中不含硝酸时，需添加氧化剂。
8.根据权利要求7所述的一种一种八氧化三铀连续溶解的方法，其特征在于：氧化剂为双氧水、过硫酸。
9.根据权利要求4所述的一种一种八氧化三铀连续溶解的方法，其特征在于：所述S3中，溶解温度≥40℃。
10.根据权利要求4所述的一种一种八氧化三铀连续溶解的方法，其特征在于：所述S4中，阳离子聚丙烯酰胺配制溶液浓度为0.5-10g/L的水溶液，沉降时絮凝剂用量为料浆质量的0.001-0.005％。
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Application publication date: 20220415 |