CN208607918U - 一种球形核燃料元件生产线中不合格u3o8粉末的回收处理装置 - Google Patents
一种球形核燃料元件生产线中不合格u3o8粉末的回收处理装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型实施例涉及核化工转化领域，具体涉及一种球形核燃料元件生产线中不合格U3O8粉末的回收处理装置，其中，不合格U3O8可以来自废UO2核芯、废包覆颗粒和废元件球。本实用新型实施例提供的球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置，包括硝酸溶解系统和萃取纯化系统，还可以包括氧化焚烧系统和破碎系统。本实用新型实施例提供的球形核燃料元件生产线不合格U3O8粉末的回收处理装置有效解决了高温气冷堆球形核燃料元件生产中返品处理的问题，实现了使铀重返生产主工艺，极大减少返品元件的库存并且提高了核材料的利用率，保证生产线的稳定运行。
Description
技术领域
本实用新型属于核化工转化领域，具体涉及一种球形核燃料元件生产线中不合格U3O8粉末的回收处理装置。
背景技术
高温气冷堆是国际上第四代核能系统的优先研究开发对象，其核燃料元件生产线包括化工转化、UO2核芯制备、包覆颗粒制备、球形燃料元件制备、基体石墨粉制备等工艺。但是，现有的高温气冷堆球形核燃料元件生产线中无法处理返品，即：不合格U3O8、废UO2核芯、废包覆颗粒和废元件球等无法回收处理，造成了资源浪费和潜在环境问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
实用新型目的
为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种球形核燃料元件生产线返品的回收处理装置，其中，返品包括不合格U3O8，不合格U3O8可以来自废UO2核芯、废包覆颗粒和废元件球。本实用新型实施例中的回收处理装置和回收处理方法有效解决了高温气冷堆球形核燃料元件生产中返品处理的问题，实现了使铀重返生产主工艺，极大减少返品元件的库存并且提高了核材料的利用率，保证生产线的稳定运行。
解决方案
为实现本实用新型目的，本实用新型实施例提供了一种球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置，包括：硝酸溶解系统和萃取纯化系统，其中：
所述硝酸溶解系统包括：
溶解槽：所述溶解槽上设置有U3O8粉末进料口、去离子水进料口、浓硝酸进料口、蒸汽出口、硝酸铀酰溶液出口；
通风柜、平板过滤器、扬液器、溶解液贮槽、配液柱和第一磁力驱动泵：所述溶解槽的硝酸铀酰溶液出口通过管道与设置在通风柜中的平板过滤器入口相连，平板过滤器出口按照液体流动方向依次与扬液器、溶解液贮槽、配液柱和第一磁力驱动泵串联；
所述萃取纯化系统包括：
待萃液硝酸铀酰高位槽：所述待萃液硝酸铀酰高位槽设置有进液口和出液口，第一磁力驱动泵的出口通过管路与待萃液硝酸铀酰高位槽的进液口相连；
混合澄清萃取槽：所述混合澄清萃取槽上分别设置有待萃液进液口、有机相进液口、富有机相出液口、萃残液出液口，混合澄清萃取槽的待萃液进液口与待萃液硝酸铀酰高位槽的出液口相连；
有机相贮槽、第二磁力驱动泵、有机相高位槽：有机相贮槽的出液口按照用于萃取的有机相的流动方向依次与第二磁力驱动泵、有机相高位槽串联，所述有机相高位槽的出液口与所述混合澄清萃取槽的有机相进液口相连；
混合澄清反萃取槽：所述混合澄清反萃取槽上设置有富有机相进液口、热去离子水进液口、反萃萃取液出液口和贫有机相出液口，混合澄清萃取槽的富有机相出液口与混合澄清反萃取槽的富有机相进液口相连；
和反萃萃取液贮槽、第三磁力驱动泵：反萃萃取液贮槽的进液口与所述混合澄清反萃取槽的反萃萃取液出液口相连，所述反萃萃取液贮槽的出液口通过第三磁力驱动泵与生产主工艺相通。
上述球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置在一种可能的实现方式中，所述萃取纯化系统还包括：
混合澄清洗涤槽：其设置有贫有机相进液口、碳酸钠溶液进液口、稀硝酸进液口、碳酸钠溶液出液口、稀硝酸出液口、贫有机相出液口，所述混合澄清洗涤槽的贫有机相进液口和所述混合澄清反萃取槽的贫有机相出液口相连通；所述混合澄清洗涤槽的贫有机相出液口与所述有机相贮槽开设的贫有机相进液口相连；
碳酸钠溶液低位槽、第四磁力驱动泵、碳酸钠溶液高位槽：所述混合澄清洗涤槽的碳酸钠溶液出液口依照碳酸钠溶液的流动方向依次与碳酸钠溶液低位槽、第四磁力驱动泵和碳酸钠溶液高位槽串联；碳酸钠溶液高位槽的出口再与混合澄清洗涤槽的碳酸钠溶液进液口相连通；
稀硝酸溶液低位槽、第五磁力驱动泵、稀硝酸溶液高位槽：所述混合澄清洗涤槽的稀硝酸出液口依照稀硝酸的流动方向依次与稀硝酸低位槽、第五磁力驱动泵和稀硝酸高位槽串联，稀硝酸溶液高位槽的出口再与混合澄清洗涤槽的稀硝酸溶液进液口相连通。
上述球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置在一种可能的实现方式中，还包括氧化焚烧系统，所述氧化焚烧系统包括箱式电阻炉，所述箱式电阻炉上设置有尾气出口和U3O8粉末出口，所述U3O8粉末出口与所述溶解槽上的U3O8粉末进料口相连通。
上述球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置在一种可能的实现方式中，还包括破碎系统，所述破碎系统设置于箱式电阻炉内部且为颚式破碎机和/或对辊式破碎机。
上述球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置在一种可能的实现方式中，当不合格U3O8粉末来自废UO2核芯、废包覆颗粒和废元件球时，所述氧化焚烧系统包括第一箱式电阻炉和第二箱式电阻炉，并且所述第二箱式电阻炉中还设置有颚式破碎机和对辊式破碎机。第一箱式电阻炉主要处理杂质含量较低的废UO2核芯，第二箱式电阻炉主要处理杂质含量较高的废元件球、废包覆颗粒等物料。
上述球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置在一种可能的实现方式中，所述箱式电阻炉的尾气出口按照尾气流动的方向依次通过水喷射泵、循环液槽进行水洗后，进入排风系统；水喷射泵和循环液槽之间设置有第七磁力驱动泵。第七磁力驱动泵用于将循环液槽内的液体提供给水喷射泵使用。
上述球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置在一种可能的实现方式中，所述萃取纯化系统还包括萃残液贮槽，所述萃残液贮槽的进液口与所述混合澄清萃取槽上的萃残液出液口相连通，所述萃残液贮槽出液口通过第六磁力驱动泵与废液处理工序相通。
上述球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置在一种可能的实现方式中，所述溶解槽的蒸汽出口与冷凝器连接；溶解槽的U3O8粉末进料口与微孔过滤器相连。微孔过滤器可将大颗粒拦截，小颗粒排放。
本实用新型实施例还提供了一种使用上述回收处理装置处理球形核燃料元件生产线中不合格U3O8粉末的处理方法，其包括以下步骤：
将去离子水和65％浓硝酸按体积比1：1的比例预先加到溶解槽内，对溶解槽进行加热，当槽内温度达到40℃时，开始将不合格U3O8粉末缓慢加入到溶解槽内进行溶解，溶解温度控制在80-90℃，反应时间2-6h后，将所得硝酸铀酰溶液通往设置在通风柜中的平板过滤器进行过滤；
所得滤液通过扬液器送入溶解液贮槽内，溶解液贮槽内的溶液靠高度差自然流入配液柱内，在配液柱中调配硝酸铀酰溶液使铀浓度为(100±10)g/L和酸度为1.5-3.0mol/L后，用第一磁力驱动泵送入待萃液硝酸铀酰高位槽，之后硝酸铀酰溶液流入混合澄清萃取槽；
在有机相贮槽内配制萃取所用的有机相，所述萃取所用的有机相为30％磷酸三丁酯和70％磺化煤油(v/v)，用第二磁力驱动泵将萃取所用的有机相送入有机相高位槽；
有机相高位槽内的有机相流入混合澄清萃取槽，在混合澄清萃取槽内用有机相萃取硝酸铀酰溶液中的铀，所得萃取液即为富有机相；控制萃残液中的铀浓度≤100mg/L，富有机相铀浓度介于80-100g/L；
含铀的富有机相流入混合澄清反萃取槽，用热的去离子水反萃取其中的铀，萃取纯化后的反萃萃取液流入反萃萃取液贮槽，控制反萃萃取液铀浓度介于90-150g/L；然后用第三磁力驱动泵，将反萃萃取液送入重铀酸铵沉淀主工艺；得到的反萃萃取液即为纯化后的硝酸铀酰溶液。
本实用新型中所述铀浓度指的是铀元素的浓度。
上述处理方法在一种可能的实现方式中，含铀的富有机相流入混合澄清反萃取槽，用热的去离子水反萃取其中的铀后，得到的反萃萃残液即为贫有机相；混合澄清反萃取槽中的贫有机相流入混合澄清洗涤槽；在碳酸钠溶液低位槽内配制50-60g/L碳酸钠溶液，用第四磁力驱动泵将碳酸钠溶液送入碳酸钠溶液高位槽；在稀硝酸低位槽内配制3％-7％稀硝酸，用第五磁力驱动泵将稀硝酸送入稀硝酸高位槽；先用从碳酸钠溶液高位槽中流入混合澄清洗涤槽的碳酸钠溶液对混合澄清洗涤槽中的贫有机相进行碱洗；然后再用从稀硝酸高位槽中流入混合澄清洗涤槽的稀硝酸进行酸洗；处理后的贫有机相流入有机相贮槽后，循环使用；使用后的碳酸钠溶液流入碳酸钠溶液低位槽，循环使用；使用后的稀硝酸流入稀硝酸低位槽，循环使用。
上述处理方法在一种可能的实现方式中，当不合格U3O8粉末来自废UO2核芯时，所述处理方法还包括氧化焚烧步骤，步骤如下：将废UO2核芯放入第一箱式电阻炉内，经 850-900℃氧化、焚烧5-8h后，得到不合格U3O8粉末。
上述处理方法在一种可能的实现方式中，当不合格U3O8粉末来自废包覆颗粒时，所述处理方法还包括破碎步骤，步骤如下：将废包覆颗粒放入对辊破碎机内进行破碎，然后将碎颗粒在箱式电阻炉内，经800-900℃氧化、焚烧5-8h后，得到不合格U3O8粉末。
上述处理方法在一种可能的实现方式中，当不合格U3O8粉末来自废元件球时，所述处理方法还包括如下步骤：将废元件球放入颚式破碎机内破碎成块状，然后将碎元件球在箱式电阻炉内，经800-900℃氧化、焚烧8-12h后，得到废包覆颗粒；将废包覆颗粒放入对辊破碎机内进行破碎，然后将碎颗粒在箱式电阻炉内，经800-900℃氧化、焚烧 5-8h后，得到不合格U3O8粉末。
上述处理方法在一种可能的实现方式中，混合澄清萃取槽中的萃残液流入萃残液贮槽暂存，然后用第六磁力驱动泵将萃残液送废水处理系统，经铵盐沉淀槽，经铵盐沉淀、硅胶吸附等废水处理工艺后，尾水≤0.07mgU/L时，达标排放。
有益效果
(1)本实用新型实施例中提供的球形核燃料元件生产线中不合格U3O8的回收处理装置和回收处理方法，采用萃取和反萃取纯化设备和工艺，成功使杂质得以去除，使硝酸铀酰溶液中铀的纯度、浓度达到生产主工艺要求。
(2)本实用新型实施例中提供的球形核燃料元件生产线中不合格U3O8的回收处理装置和回收处理方法，当不合格U3O8来自废UO2核芯、废包覆颗粒和废元件球工艺，通过破碎、煅烧和硝酸溶解，成功使废元件和中间产品中铀的形态得到转化：颚式破碎机和对辊破碎机的使用，保证了较好的破碎效果；第一箱式电阻炉和第二箱式电阻炉的使用，保证了废元件球、废包覆颗粒和废UO2核芯较好的焚烧和氧化效果；溶解槽的使用，保证了不合格U3O8粉末较好的硝酸溶解效果。
(3)本实用新型实施例中提供的球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置和回收处理方法，能有效地进行返品处理，大大提高核材料的利用率和减少返品元件的库存，保证生产线的稳定运行。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
图1是本实用新型实施例1的球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置示意图。
图2是本实用新型实施例1的球形核燃料元件生产线不合格U3O8的回收处理装置示意图。
其中，1-溶解槽，2-通风柜，3-平板过滤器，4-扬液器，5-溶解液贮槽，6-配液柱，7-第一磁力驱动泵，8-待萃液硝酸铀酰高位槽，9-混合澄清萃取槽，91-待萃液进液口， 92-有机相进液口，93-富有机相出液口，94-萃残液出液口，10-有机相贮槽，11-第二磁力驱动泵，12-有机相高位槽，13-混合澄清反萃取槽，131-富有机相进液口，132-热去离子水进液口，133-反萃萃取液出液口，134-贫有机相出液口，14-反萃萃取液贮槽，15- 第三磁力驱动泵，16-混合澄清洗涤槽，161-贫有机相进液口，162-碳酸钠溶液进液口， 163-稀硝酸进液口，164-碳酸钠溶液出液口，165-稀硝酸出液口，166-贫有机相出液口， 17-碳酸钠溶液低位槽，18-第四磁力驱动泵，19-稀硝酸溶液低位槽，20-第五磁力驱动泵，21-稀硝酸溶液高位槽，22-碳酸钠溶液高位槽，23-萃残液贮槽，24-第六磁力驱动泵，25-第一箱式电阻炉，26-第二箱式电阻炉，27-颚式破碎机，28-对辊式破碎机，29- 水喷射泵，30-循环液槽，31-第七磁力驱动泵，32-冷凝器，33-微孔过滤器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的原料、元件、方法、手段等未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。
实施例1
如图1所示，一种球形核燃料元件生产线中不合格U3O8的回收处理装置，包括：硝酸溶解系统和萃取纯化系统，其中：
所述硝酸溶解系统为：
溶解槽1：所述溶解槽1上设置有U3O8粉末进料口、去离子水进料口、浓硝酸进料口、蒸汽出口、硝酸铀酰溶液出口；通风柜2、平板过滤器3、扬液器4、溶解液贮槽5、配液柱6和第一磁力驱动泵7：所述溶解槽1的硝酸铀酰溶液出口通过管道与设置在通风柜2中的平板过滤器3入口相连通，平板过滤器3出口按照液体流动方向依次与扬液器4、溶解液贮槽5、配液柱6和第一磁力驱动泵7串联；所述萃取纯化系统包括：
待萃液硝酸铀酰高位槽8：所述待萃液硝酸铀酰高位槽8设置有进液口和出液口，所述第一磁力驱动泵7出口通过管路与待萃液硝酸铀酰高位槽8进液口相连；
混合澄清萃取槽9：所述混合澄清萃取槽上分别设置有待萃液进液口91、有机相进液口92、富有机相出液口93、萃残液出液口94，混合澄清萃取槽9的待萃液进液口91 与待萃液硝酸铀酰高位槽8的出液口连接；
有机相贮槽10、第二磁力驱动泵11、有机相高位槽12：有机相贮槽10的出液口按照用于萃取的有机相流动方向依次与第二磁力驱动泵11、有机相高位槽12串联，所述有机相高位槽12的出液口与所述混合澄清萃取槽9的有机相进液口92连接；
混合澄清反萃取槽13：所述混合澄清反萃取槽上设置有富有机相进液口131、热去离子水进液口132、反萃萃取液出液口133和贫有机相出液口134，混合澄清萃取槽9 的富有机相出液口93与混合澄清反萃取槽13的富有机相进液口131连接；
和反萃萃取液贮槽14、第三磁力驱动泵15：所述反萃萃取液贮槽14的进液口与所述混合澄清反萃取槽13的反萃萃取液出液口133相连通，所述反萃萃取液贮槽14出液口通过第三磁力驱动泵15与生产主工艺相通。
在上述实施例中可选地，所述硝酸溶解系统还包括溶解槽加热装置。
如图2所示，在上述实施例中可选地，所述萃取纯化系统还包括：
混合澄清洗涤槽16：其设置有贫有机相进液口161、碳酸钠溶液进液口162、稀硝酸进液口163、碳酸钠溶液出液口164、稀硝酸出液口165、贫有机相出液口166，所述混合澄清洗涤槽16的贫有机相进液口161和所述混合澄清反萃取槽13的贫有机相出液口134相连通；所述混合澄清洗涤槽16的贫有机相出液口166与所述有机相贮槽10开设的贫有机相进液口相连；
碳酸钠溶液低位槽17、第四磁力驱动泵18、碳酸钠溶液高位槽22：所述混合澄清洗涤槽16的碳酸钠溶液出液口164依照碳酸钠溶液的流动方向依次与碳酸钠溶液低位槽17、第四磁力驱动泵18和碳酸钠溶液高位槽22串联；碳酸钠溶液高位槽的出口再与混合澄清洗涤槽的碳酸钠溶液进液口相连通；
稀硝酸溶液低位槽19、第五磁力驱动泵20、稀硝酸溶液高位槽21：所述混合澄清洗涤槽16的稀硝酸出液口165依照稀硝酸的流动方向依次与稀硝酸低位槽19、第五磁力驱动泵20和稀硝酸高位槽21串联，稀硝酸溶液高位槽的出口再与混合澄清洗涤槽的稀硝酸溶液进液口相连通。
如图2所示，在上述实施例中可选地，所述氧化焚烧系统包括第一箱式电阻炉25和第二箱式电阻炉26，所述第一箱式电阻炉25和第二箱式电阻炉26上均设置有尾气出口和U3O8粉末出口，第一箱式电阻炉25和第二箱式电阻炉26上的U3O8粉末出口与所述溶解槽1上的U3O8粉末进料口相连通并且所述第二箱式电阻炉26中还设置有破碎系统，所述破碎系统包括颚式破碎机27和对辊式破碎机28。第一箱式电阻炉25主要处理杂质含量较低的废UO2核芯，第二箱式电阻炉26主要处理杂质含量较高的废元件球、废包覆颗粒等物料。
如图2所示，在上述实施例中可选地，所述第一箱式电阻炉和第一箱式电阻炉的尾气出口按照尾气流动的方向依次通过水喷射泵29、循环液槽30进行水洗后，进入排风系统；水喷射泵29和循环液槽30之间设置有第七磁力驱动泵31。第七磁力驱动泵31 用于将循环液槽内的液体提供给水喷射泵使用。
如图2所示，在上述实施例中可选地，所述萃取纯化系统还包括萃残液贮槽23：所述萃残液贮槽23进液口与所述混合澄清萃取槽上9的萃残液出液口94相连通，所述萃残液贮槽23出液口通过第六磁力驱动泵24与废液处理工序相通。
如图2所示，在上述实施例中可选地，所述溶解槽1的蒸汽出口与冷凝器32连接；溶解槽1的U3O8粉末进料口与微孔过滤器33相连。微孔过滤器可将大颗粒拦截，小颗粒排放。
实施例2
一种使用上述回收处理装置处理球形核燃料元件生产线中不合格U3O8粉末的方法，其包括以下步骤：
将水和65％浓硝酸按体积比1∶1比例，预先加到溶解槽1内，启动热水锅炉对溶解槽1进行加热，当槽内温度达到40℃时，开始将不合格U3O8粉末缓慢加入到溶解槽1 内进行溶解，溶解温度控制在80-90℃，反应时间2-6h后，将所得硝酸铀酰溶液通往设置在通风柜中的平板过滤器3进行过滤；
所得滤液通过扬液器4送入溶解液贮槽5内，溶解液贮槽5内的溶液靠高度差自然流入配液柱6内，调配铀浓度为(100±10)g/L和酸度为1.5-3.0mol/L后，用第一磁力驱动泵7送入硝酸铀酰高位槽8，之后硝酸铀酰溶液流入混合澄清萃取槽；
在有机相贮槽内10配制有机相：30％磷酸三丁酯和70％磺化煤油(v/v)，用第二磁力驱动泵11将有机相送入有机相高位槽12；
有机相高位槽内的有机相流入混合澄清萃取槽，在混合澄清萃取槽9内用有机相萃取硝酸铀酰溶液中的铀；所得萃取液即为富有机相；控制萃残液中的铀浓度≤100mg/L，富有机相铀浓度介于80-100g/L；
含铀的富有机相流入混合澄清反萃取槽13，用热的去离子水反萃取其中的铀，萃取纯化后的反萃取液流入反萃萃取液贮槽14，控制反萃取液铀浓度介于90-150g/L；然后用第三磁力驱动泵15，将反萃萃取液送入重铀酸铵沉淀主工艺，得到的反萃萃取液即为纯化后的硝酸铀酰溶液。
上述实施例中可选地，含铀的富有机相流入混合澄清反萃取槽，用热的去离子水反萃取其中的铀后，得到的反萃萃残液即为贫有机相；混合澄清反萃取槽13中的贫有机相流入混合澄清洗涤槽16；在碳酸钠溶液低位槽17内配制50-60g/L碳酸钠溶液，用第四磁力驱动泵18将碳酸钠溶液送入碳酸钠溶液高位槽22；在稀硝酸低位槽17内配制 3％-7％稀硝酸，用第五磁力驱动泵20将稀硝酸送入稀硝酸高位槽21；先用从碳酸钠溶液高位槽中流入混合澄清洗涤槽的碳酸钠溶液对混合澄清洗涤槽16中的贫有机相进行碱洗；然后再用从稀硝酸高位槽中流入混合澄清洗涤槽的稀硝酸进行酸洗；处理后的贫有机相流入有机相贮槽10后，循环使用；使用后的碳酸钠溶液流入碳酸钠溶液低位槽17，循环使用；使用后的稀硝酸流入稀硝酸低位槽19，循环使用。
上述实施例中可选地，混合澄清萃取槽9中的萃残液流入萃残液贮槽23暂存，然后用第六磁力驱动泵24将萃残液送废水处理系统，经铵盐沉淀槽，经铵盐沉淀、硅胶吸附等废水处理工艺后，尾水≤0.07mgU/L时，达标排放。
实施例3
当不合格U3O8粉末来自于废UO2核芯时，使用上述回收处理装置处理球形核燃料元件生产线不合格U3O8粉末的方法还包括如下步骤：将废UO2核芯放入第一箱式电阻炉 25内，经850-900℃氧化、焚烧5-8h后，得到不合格U3O8粉末。
当不合格U3O8粉末来自于废包覆颗粒时，使用上述回收处理装置处理球形核燃料元件生产线不合格U3O8粉末的方法还包括如下步骤：将废包覆颗粒放入对辊破碎机28内进行破碎，然后将碎颗粒在第二箱式电阻炉26内，经800-900℃氧化、焚烧5-8h后，得到不合格U3O8粉末。
当不合格U3O8粉末来自于废元件球时，使用上述回收处理装置处理球形核燃料元件生产线不合格U3O8粉末的方法还包括如下步骤：将废球形元件放入颚式破碎机27内破碎成块状，然后将碎元件球在第二箱式电阻炉26内，经800-900℃氧化、焚烧8-12h 后，得到较为完整的废包覆颗粒；将废包覆颗粒放入对辊破碎机28内进行破碎，然后将碎颗粒在第二箱式电阻炉26内，经800-900℃氧化、焚烧5-8h后，得到不合格U3O8粉末。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种球形核燃料元件生产线中不合格U3O8粉末的回收处理装置，包括：硝酸溶解系统和萃取纯化系统，其中：
所述硝酸溶解系统包括：
溶解槽：所述溶解槽上设置有U3O8粉末进料口、去离子水进料口、浓硝酸进料口、蒸汽出口、硝酸铀酰溶液出口；
通风柜、平板过滤器、扬液器、溶解液贮槽、配液柱和第一磁力驱动泵：所述溶解槽的硝酸铀酰溶液出口通过管道与设置在通风柜中的平板过滤器入口相连，平板过滤器出口按照液体流动方向依次与扬液器、溶解液贮槽、配液柱和第一磁力驱动泵串联；
所述萃取纯化系统包括：
待萃液硝酸铀酰高位槽：所述待萃液硝酸铀酰高位槽设置有进液口和出液口，第一磁力驱动泵的出口通过管路与待萃液硝酸铀酰高位槽的进液口相连；
混合澄清萃取槽：所述混合澄清萃取槽上分别设置有待萃液进液口、有机相进液口、富有机相出液口、萃残液出液口，混合澄清萃取槽的待萃液进液口与待萃液硝酸铀酰高位槽的出液口相连；
有机相贮槽、第二磁力驱动泵、有机相高位槽：有机相贮槽的出液口按照用于萃取的有机相的流动方向依次与第二磁力驱动泵、有机相高位槽串联，所述有机相高位槽的出液口与所述混合澄清萃取槽的有机相进液口相连；
混合澄清反萃取槽：所述混合澄清反萃取槽上设置有富有机相进液口、热去离子水进液口、反萃萃取液出液口和贫有机相出液口，混合澄清萃取槽的富有机相出液口与混合澄清反萃取槽的富有机相进液口相连；
和反萃萃取液贮槽、第三磁力驱动泵：反萃萃取液贮槽的进液口与所述混合澄清反萃取槽的反萃萃取液出液口相连，所述反萃萃取液贮槽的出液口通过第三磁力驱动泵与生产主工艺相通。
2.根据权利要求1所述的回收处理装置，其特征在于：所述萃取纯化系统还包括：
混合澄清洗涤槽：其设置有贫有机相进液口、碳酸钠溶液进液口、稀硝酸进液口、碳酸钠溶液出液口、稀硝酸出液口、贫有机相出液口，所述混合澄清洗涤槽的贫有机相进液口和所述混合澄清反萃取槽的贫有机相出液口相连通；所述混合澄清洗涤槽的贫有机相出液口与所述有机相贮槽开设的贫有机相进液口相连；
碳酸钠溶液低位槽、第四磁力驱动泵、碳酸钠溶液高位槽：所述混合澄清洗涤槽的碳酸钠溶液出液口依照碳酸钠溶液的流动方向依次与碳酸钠溶液低位槽、第四磁力驱动泵和碳酸钠溶液高位槽串联；碳酸钠溶液高位槽的出口再与混合澄清洗涤槽的碳酸钠溶液进液口相连通；
稀硝酸溶液低位槽、第五磁力驱动泵、稀硝酸溶液高位槽：所述混合澄清洗涤槽的稀硝酸出液口依照稀硝酸的流动方向依次与稀硝酸低位槽、第五磁力驱动泵和稀硝酸高位槽串联，稀硝酸溶液高位槽的出口再与混合澄清洗涤槽的稀硝酸溶液进液口相连通。
3.根据权利要求1或2所述的回收处理装置，其特征在于：所述回收处理装置还包括氧化焚烧系统，所述氧化焚烧系统包括箱式电阻炉，所述箱式电阻炉上设置有尾气出口和U3O8粉末出口，所述U3O8粉末出口与所述溶解槽上的U3O8粉末进料口相连通。
4.根据权利要求3所述的回收处理装置，其特征在于：当不合格U3O8粉末来自废UO2核芯、废包覆颗粒和废元件球时，所述氧化焚烧系统包括第一箱式电阻炉和第二箱式电阻炉，并且所述第二箱式电阻炉中还设置有颚式破碎机和对辊式破碎机。
5.根据权利要求3所述的回收处理装置，其特征在于：所述回收处理装置还包括破碎系统，所述破碎系统设置于箱式电阻炉内部且为颚式破碎机和/或对辊式破碎机。
6.根据权利要求3所述的回收处理装置，其特征在于：所述箱式电阻炉的尾气出口按照尾气流动的方向依次通过水喷射泵、循环液槽进行水洗后，进入排风系统；水喷射泵和循环液槽之间还设置有第七磁力驱动泵，所述第七磁力驱动泵用于将循环液槽内的液体提供给水喷射泵使用。
7.根据权利要求1所述的回收处理装置，其特征在于：所述萃取纯化系统还包括萃残液贮槽，所述萃残液贮槽的进液口与所述混合澄清萃取槽上的萃残液出液口相连通，所述萃残液贮槽的出液口通过第六磁力驱动泵与废液处理工序相通。
8.根据权利要求1所述的回收处理装置，其特征在于：所述溶解槽的蒸汽出口与冷凝器连接；溶解槽的U3O8粉末进料口与微孔过滤器相连。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112939084A (zh) * | 2019-12-10 | 2021-06-11 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种核纯级硝酸铀酰细粉的制备方法 |
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2018
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