CS201991B1 - Method of preparing uranium dioxide and/or plutonium dioxide and/or thorium dioxide from aqueous solutios of salts - Google Patents
Method of preparing uranium dioxide and/or plutonium dioxide and/or thorium dioxide from aqueous solutios of salts Download PDFInfo
- Publication number
- CS201991B1 CS201991B1 CS367679A CS367679A CS201991B1 CS 201991 B1 CS201991 B1 CS 201991B1 CS 367679 A CS367679 A CS 367679A CS 367679 A CS367679 A CS 367679A CS 201991 B1 CS201991 B1 CS 201991B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- dioxide
- aqueous
- plutonium
- thorium
- salts
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);uranium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[U+4] OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims description 5
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 5
- UTDLAEPMVCFGRJ-UHFFFAOYSA-N plutonium dihydrate Chemical compound O.O.[Pu] UTDLAEPMVCFGRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 4
- FLDALJIYKQCYHH-UHFFFAOYSA-N plutonium(IV) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[Pu+4] FLDALJIYKQCYHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 3
- 239000004160 Ammonium persulphate Substances 0.000 claims 1
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000019395 ammonium persulphate Nutrition 0.000 claims 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 5
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 4
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 3
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium atom Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 cation salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- SANRKQGLYCLAFE-UHFFFAOYSA-H uranium hexafluoride Chemical class F[U](F)(F)(F)(F)F SANRKQGLYCLAFE-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-KGJVWPDLSA-N beta-L-fucose Chemical compound C[C@@H]1O[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-KGJVWPDLSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910003452 thorium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005289 uranyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910002007 uranyl nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
Způsob přípravy kysličníku uraničitého anebo plutoničitéhc anebo thoričitého z vodných roztoků solíProcess for preparing uranium dioxide or plutonium dioxide or thorium dioxide from aqueous salt solutions
Vynález řeší přímě zpracování vodných roztoků solí čtyřmocného nebo šestimocného kationtu uranu, případně jeho směsí s plutoniem nebo thoriem formovaných s těkavými anionty jako např. fluoridy, chloridy nebo nitráty .apod., na kysličník uraničitý nebo /a kysličník plutoničitý nebo /a kysličník thoričitý s parametry keramického jaderného paliva, přičemž zpracováním odpadu vzniká jako.vedlejší výrobek alkalický fluorid, recyklovatelný zpět do preparačního mezistupně.The invention provides a direct treatment of aqueous solutions of uranium or hexavalent cation salts or mixtures thereof with plutonium or thorium formed with volatile anions such as fluorides, chlorides or nitrates, etc., into uranium dioxide and / or plutonium oxide and / or thorium oxide with the parameters of the ceramic nuclear fuel, wherein the treatment of the waste produces as an by-product alkaline fluoride, recyclable back to the intermediate preparation stage.
Keramická jaderná paliva na bázi kysličníku uraničitého, s obsahem přírodního uranu nebo ve formě obohacené izotopem nebo na bázi směsi kysličníků UOg/PuOg, připravují se velkoprůmyslově třemi základními způsoby.Ceramic nuclear fuels based on uranium dioxide, containing natural uranium or in isotope-enriched form, or based on a mixture of oxides of UOg / PuOg, are prepared in large scale by three basic processes.
Dva z těchto postupů pracuji na mokré cestě, jednak srážením polyurananů, zpravidla roztoků dusičnanů uranylu, např. podle US-patentu 3,579,311 nebo podle francouzského patentu č. 895.322, jednak srážením některých uranyltrikarhonátů např. podle US-patentu 3,519,403 s následujícípyrolýzou a redukcí, nebo zpracováním uranhexafluoridu ha suché cestě termickým rozkladem UFg vodní parou a redukcí vodíkem, např. podle US-patentu 3,547,598, US-patentu 3,168,369, nebo švédského patentu č. 10516/59. Suchý způsob přes všechnu svou zdánlivou jednoduchost je komplikován neúplným zreagováním reaktantů.Two of these processes work on the wet road, first by precipitating polyuranates, generally uranyl nitrate solutions, e.g. according to US Patent 3,579,311 or French Patent No. 895,322, and secondly by precipitating some uranyl tricarhonates, eg according to US Patent 3,519,403 with subsequent pyrrolysis and reduction, or treating the uranhexafluoride ha in a dry way by thermally decomposing UFg with steam and reducing it with hydrogen, e.g. according to US Patent 3,547,598, US Patent 3,168,369, or Swedish Patent No. 10516/59. Despite all its apparent simplicity, the dry process is complicated by incomplete reactants.
Velmi efektivní variantou zmíněných mokrých procesů jsou dále např. vynálezy popsané v čs. autorských osvědčeních č. 173523 a 174298, jež zavádějí do vodných procesů siceA very effective variant of the mentioned wet processes is furthermore, for example, the inventions described in MS. No. 173523 and 174298, which introduce into water processes
201 991 navíc extraktační stupeň do alkylfosfátů, avšak zvyšují tím neobyčejně jakost produktů, ekonomii procesu i bilanci odpadů polyuranétového i uhličitanového způsobu.201 991, moreover, an extraction step into alkylphosphates, however, they greatly increase the quality of the products, the process economy and the waste balance of the polyurethane and carbonate processes.
Zpraccvéní polyuranátů způsobem na mokré cestě zefektivňuje i postup, který odstraňuje vždy vysoce obtížnou a mnohdy až nerealizovatelnou separaci sraženin polyuranátů a využívá p'ímé pyrolytické redukce vodných polyuranátových suspenzí, srážených na vodné cestě zpravidla z roztoků nitrátů.Treatment of the polyuranates in a wet process also streamlines the process, which always removes the highly difficult and often unrealistic separation of polyuranate precipitates and utilizes direct pyrolytic reduction of aqueous polyuranate suspensions, precipitated on the waterway, usually from nitrate solutions.
I když poslední z uvedených postupů pracuje již prakticky bezodpadově a odstraňuje i řadu nedostatků všech dříve uváděných postupů, at už jde c složitost technologie, náročnost na zařízení a manipulaci s materiály a mnohdy, a to zvláště, na vysoké nároky při pracování nebo odstraňování odpadů, není tento způsob jedinou cestou, jež může vést s výhodou k jakostnímu keramickému palivu.Although the latter works practically without waste, it also removes a number of shortcomings in all of the previously mentioned processes, be it the complexity of technology, the complexity of equipment and material handling, and often, especially the high demands of working or waste disposal, this method is not the only way that can advantageously lead to a quality ceramic fuel.
Výše uvedený způsob přípravy kysličníku uraničitého anebp plutoničitého anebo thoričitého z vodných roztoků solí těchto kationtů libovolného valenčního stupně s těkavými anionty, jako např. s fluoridy, chloridy nebo s nitráty, anebo s jejich hydrolyzovanými formami, jehož podstata spočívá v tom, že se z vodného prostředí vysráží kvantitativně směsí amoniaku s peroxidem vodíku krystalická, dobře separovatelná amonná peroxosůl, jež se po jednoduché separaci, např. sedimentací, podrobí ještě ve vlhkém stavu přímé pyrolýze v redukční atmosféře za vzniku kysličníků účinných kationtů, vhodných pro zpracování keramických jaderných paliv, přičemž odpadni matečné louhy se zpracují na alkalický fluorid libovolného charakteru, využitelný v cyklu výroby jaderných paliv.The above process for the preparation of uranium dioxide or plutonium dioxide or thorium dioxide from aqueous solutions of salts of these cations of any valence degree with volatile anions such as fluorides, chlorides or nitrates, or their hydrolyzed forms, which consists in The medium precipitates quantitatively with a mixture of ammonia and hydrogen peroxide, a crystalline, well-separable ammonium peroxide salt which, after simple separation, for example by sedimentation, is subjected to direct pyrolysis in a reducing atmosphere while still wet. the mother liquors are processed into alkaline fluoride of any character, usable in the nuclear fuel production cycle.
Výhodou postupu podle vynálezu je zejména to, že je univerzální, aplikovatelný přímo na roztoky těkavých aniontů, zvláště fluoridů, chloridů nebo i nitrátů uranu, anebo plutonia anebo thoria v jejich jakékoliv válenční formě, at už jsou tyto soli .hydrolyzované nebo nehyórolyzované. Předností postupu je zvláště i to, že není nutno konvertovat halogenidy uvedených kationtů na nitráty. Další výhodou je, že produkty pyrolyzované ve vlastní redukční atmosféře, nej Častěji v teplotním rozmezí 450 až 1 000 °C, s výhodou při 500 °C, vykazují vynikající čistotu a vedou k produktům o vysoké měrné hmotnosti.An advantage of the process according to the invention is that it is universal, applicable directly to solutions of volatile anions, in particular uranium fluorides, chlorides or even nitrates, or plutonium or thorium in any of their valoric form, whether these salts are hydrolyzed or non-hydrolyzed. A particular advantage of the process is that it is not necessary to convert the halides of said cations into nitrates. A further advantage is that the products pyrolyzed in their own reducing atmosphere, most often in the temperature range of 450 to 1000 ° C, preferably at 500 ° C, exhibit excellent purity and result in high density products.
Postupem podle vynálezu se pracuje nejčastěji tak, Že např. vodný hydrolyzát hexafluoridu uranového, tj. roztok UOjF^ se vysráží např. při teplotě okolo 50 °C postupným přídavkem mírného stechiometrického nadbytku ekvimclární směsi vodných roztoků amoniaku a peroxidu vodíku za míchání, vyloučené krystaly peroxouranátu amonného se oddělí cd matečních louhů, jež se zpracují např. s hydroxidem draselným na fluorid draselný, přičemž se uvolněný amoniak i vzniklý fluorid recykluje do výrobního cyklu a ještě vlhký produkt amonné peroxosoli uranu se podrobí redukční pyrolýze při teplotě rapř. 500 °C za vzniku kysličníku uraničitého.Most often the process according to the invention is such that, for example, an aqueous uranium hexafluoride hydrolyzate, i.e. a solution of U2F3, precipitates, e.g. at a temperature of about 50 DEG C. by gradually adding a slight stoichiometric excess of an equimolar mixture of aqueous ammonia and hydrogen peroxide solutions. The resulting ammonia and the resulting fluoride are recycled to the production cycle and the still wet product of uranium peroxy salt is subjected to reduction pyrolysis at rapier temperature. 500 ° C to form uranium dioxide.
Pos.tup je dále osvětlen na příkladech provedení, jež však možnosti postupu nevyčerpává ani neomezuje, nebot postup lze po přizpůsobení aplikovat i na roztoky nebo směsi roztoků, obsahujících nejen uran, ale i plutonium nebo thorium, a to ve formě různovalentních kationtů soli, s těkavými anicnty nejen fluoridů, ale např.. i chloridů, případně nitrátů, nebo jejich směsí.The procedure is further illustrated by the following non-exhaustive or limiting examples, since the process can also be applied to solutions or mixtures of solutions containing not only uranium but also plutonium or thorium, in the form of different cations of salt, volatile anions of not only fluorides, but also of chlorides or nitrates, or mixtures thereof.
Příklad 1 ml vodného hydrolyzátu UFg o koncentraci 0,6 molu UO2 F2 v 1 000 roztoku bylo za míchání smíseno se směsí 60 ml 25%ního roztoku hydroxidu amonného a 20 ml 30 %ního roztoku peroxidu vodíku. Vyloučená krystalická substance byla odfiltrována, aniž ve filtrátu byla dokázána přítomnost nezreagovaného uranu. Získaný bledě žlutý produkt byl vnesen do tyglu a zahříváním při teplotě 450 až 730 °C v redukční atmosféře uvolňujícího se NH^ byl proveden pyrolytický rozklad separovaných krystalů peroxouranátu amonného. Bylo získáno celkem 12,9 g kysličníku uraničitého, což odpovídá prakticky výtěžku 100 %.Example 1 ml of 0.6 mol of UO 2 F 2 aqueous hydrolyzate UF 2 in 1000 solution was mixed with a mixture of 60 ml of 25% ammonium hydroxide solution and 20 ml of 30% hydrogen peroxide solution with stirring. The precipitated crystalline substance was filtered off without the presence of unreacted uranium in the filtrate. The pale yellow product obtained was introduced into a crucible and pyrolytically decomposed separated ammonium perborate crystals were heated by heating at 450-730 ° C under a reducing atmosphere of evolving NH 4. A total of 12.9 g of uranium dioxide was obtained, which corresponds in practice to 100% yield.
V produktu nebyly detegovány fluoridy. Měrná hmotnost získaného produktu po slinutí činilaNo fluorides were detected in the product. The specific weight of the product obtained after sintering was
10,6 kg.dm~3, což odpovídá hodnotě 97 teorie. Odpadajících 130 ml matečných louhů, jež zbývají po filtraci peroxouranátu amonného, bylo zahuštěno s postupnou přísadou roztoku hydroxidu draselného (pH 7,0) téměř k suchu. Spotřeba KOH činila asi 4 g a bylo získáno 4,85 g ^2^2 ve(31ejšího produktu, což odpovídá přibližně 85 %nímu výtěžku.10.6 kg.dm ~ 3, which corresponds to a value of 97 theory. The remaining 130 ml of mother liquor remaining after filtration of the ammonium perborate was concentrated to near dryness with the gradual addition of potassium hydroxide solution (pH 7.0). The consumption of KOH at about 4 g was obtained 4.85 g ^ 2 ^ 2 (31ejšího product, which corresponds to approximately 85% to a yield.
Příklad 2Example 2
Obdobným způsobem byla realizována příprava UOg z.vodného roztoku UF^. Výsledky byly prakticky stejné.In a similar manner, the preparation of UOg from an aqueous solution of UF2 was carried out. The results were practically the same.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS367679A CS201991B1 (en) | 1979-05-28 | 1979-05-28 | Method of preparing uranium dioxide and/or plutonium dioxide and/or thorium dioxide from aqueous solutios of salts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS367679A CS201991B1 (en) | 1979-05-28 | 1979-05-28 | Method of preparing uranium dioxide and/or plutonium dioxide and/or thorium dioxide from aqueous solutios of salts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS201991B1 true CS201991B1 (en) | 1980-12-31 |
Family
ID=5377521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS367679A CS201991B1 (en) | 1979-05-28 | 1979-05-28 | Method of preparing uranium dioxide and/or plutonium dioxide and/or thorium dioxide from aqueous solutios of salts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS201991B1 (en) |
-
1979
- 1979-05-28 CS CS367679A patent/CS201991B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10106409B2 (en) | Method for activating U3O8 with a view to converting same into hydrated UO4 | |
| NO793219L (en) | PREPARATION OF BLYMONOXYDE FROM LEAD SULPHATE WITH ACID AMMONIUM ACETATE | |
| US4045340A (en) | Method for recovering and exploiting waste of the chromic anhydride production | |
| GB1479989A (en) | Treatment of pigment | |
| IL43501A (en) | Process for recovery of uranium from a solution containing phosphoric acid | |
| CS201991B1 (en) | Method of preparing uranium dioxide and/or plutonium dioxide and/or thorium dioxide from aqueous solutios of salts | |
| US2797143A (en) | Uranium-vanadium recovery and separation by phosphate precipitation | |
| NO865353L (en) | CLEANING OF ZIRCONIUM COMPOUNDS. | |
| US3917793A (en) | Process for the production of senarmontite by controlled hydrolysis of antimony trichloride | |
| US3492086A (en) | Method of producing supersaturated solutions of aluminum fluoride | |
| US2650153A (en) | Process for the production of ammonium uranium fluoride | |
| CA1239769A (en) | Continuous procedure of obtention of compounds of aluminum from aluminum silicates and other aluminum ores | |
| DE2810050C2 (en) | ||
| Ueno et al. | The precipitation of some actinide element complex ions by using hexammine cobalt (III) cation—III The precipitation of neptunium (VI) and americium (VI) sulfate complex ions with hexammine cobalt (III) cation | |
| US2759789A (en) | Uranium products and methods of using | |
| US2771338A (en) | Manufacture of uranium peroxide | |
| US4187280A (en) | Process for recovering useable products from by-product ammonium nitrate formed in the manufacture of nuclear reactor fuels or breeder materials | |
| ES459152A1 (en) | Method of producing PuO2 by calcination of Pu oxalate produced by discontinuous precipitation from solutions contaminated with americium | |
| US3073671A (en) | Process of preparing double fluoride of tetravalent uranium and alkaline earth metal | |
| SU1249047A1 (en) | Method of producing pigment titanium dioxide from perovskite | |
| US3397037A (en) | Digestion of titanium-bearing ores | |
| Weigel et al. | On some sulphates of hevavalent neptunium and plutonium | |
| US3556717A (en) | Conversion of monoammonium aluminum tetrafluoride to cryolite | |
| CA1306254C (en) | Synthesis of urea cyanurate | |
| US3825659A (en) | Method of preparing sodium-aluminum fluoride |