DE1244727B - Process for the production of spherical particles - Google Patents

Process for the production of spherical particles

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DE1244727B
DE1244727B DEE27894A DEE0027894A DE1244727B DE 1244727 B DE1244727 B DE 1244727B DE E27894 A DEE27894 A DE E27894A DE E0027894 A DEE0027894 A DE E0027894A DE 1244727 B DE1244727 B DE 1244727B
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spherical particles
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DEE27894A
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Inventor
Firmin Gorle
Roy Alfred Ulfketel Huddle
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European Atomic Energy Community Euratom
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European Atomic Energy Community Euratom
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

Deutsche Kl.:German class:

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BOIjBOIj

12 g-1/01 /\Z As 12 g-1/01 / \ Z As

COIB -31/3COIB -31/3

E27894 IV a/12g
6. Oktober 1964
20. Juli 1967
E27894 IV a / 12g
October 6, 1964
July 20, 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kugeligen Teilchen, bei dem eine dicke Paste aus einer oder mehreren pulverigen Substanzen und aus mindestens einem flüssigen Bindemittel durch ein Sieb hindurch in Körnchen umgewandelt wird.The invention relates to a method of manufacture of spherical particles, which are a thick paste of one or more powdery substances and converted from at least one liquid binder through a sieve to granules will.

Auf dem Gebiet der Kernenergietechnik verwendet man z. B. sphäroidische Teilchen aus verschiedenen Stoffen, beispielsweise Teilchen aus UO2, UC, UC2, ThC, ThC.,, die allein oder in Verbindung mit anderen Bestandteilen, wie beispielsweise ZrC oder pulverförmigem Kohlenstoff, verwendet werden, wobei sie für die verschiedenen Verwendungen gewöhnlich gesintert werden müssen. Beispielsweise besteht auf Grund der Talsache, daß ein die Emiss;on von Spaltprodukten hemmender Brennstoff für bei hoher Temperatur arbeitende Kernreaktoren sehr zweckmäßig ist, eine gute Lösung darin, daß man kugelige Karbidteilchen verwendet, die mit pyrolytischem (d. h. mittels Pyrolyse aufgebrachtem) Kohlenstoff oder einer anderen, eine Diffusionsschranke bildenden Schicht umhüllt sind, wobei diese Teilchen schließlich zu einem massiven Brennstoffelement verfestigt werden.In the field of nuclear power technology one uses z. B. spheroidal particles of various substances, for example particles of UO 2 , UC, UC 2 , ThC, ThC. ,, which are used alone or in conjunction with other components, such as ZrC or powdered carbon, and they are used for various uses usually need to be sintered. For example, because of the valley thing, there is an emiss ; On fission product-inhibiting fuel is very useful for nuclear reactors operating at high temperature, a good solution is to use spherical carbide particles which are coated with pyrolytic (i.e. applied by means of pyrolysis) carbon or another layer which forms a diffusion barrier, these particles eventually solidified into a massive fuel element.

Man hat bereits ein Verfahren angewendet, bei dem mittels eines Granulaiionsvorgangs eine dicke Paste, die aus einer oder mehreren zu Teilchen umzubildenden pulverigen Substanzen und aus mindestens einem die für die Granulationsphase und die Bindung der Pulverkörnchen während des Sphäroidisierungsvorgangs erforderliche Konsistenz herbeiführenden Bindemittel besteht, durch ein Sieb hindurch in Körnchen umgewandelt wird und die so erhaltenen Körnchen anschließend in eine Granuliervorrichtung aufgenommen werden, die eine Umwälzung der Körnchen in allen möglichen Richtungen bewirkt. Diese Vorrichtung kann das Siebgerät selbst sein.A method has already been used in which, by means of a granulation process, a thick Paste consisting of one or more powdery substances to be converted into particles and of at least one for the granulation phase and the binding of the powder grains during the spheroidization process The required consistency is made of binding agent, through a sieve is converted into granules and the granules thus obtained are then put into a granulator be absorbed, causing an overturning of the granules in all possible directions causes. This device can be the sieve device itself.

Die Wahl des Bindemittels ist sehr wesentlich. Gewöhnlich verwendet man Alkohole, Ketone, Kampfer und entsprechende sonstige flüchtige Produkte. Wenn solche Bindemittel sich für die Verbindung bestimmter Teilchen, beispielsweise UO2-Teilchen, mit anderen Stoffen eignen, so ergeben sie mit anderen Stoffen, wie Karbiden, beispielsweise bei der Herstellung von Teilchen aus Urandikarbiden und Thorium, keine Teilchen mit zufriedenstellenden Eigenschaften. Diese Bindemittel weisen außerdem mehrere Mängel und Nachteile auf, und zwar zeigen sie nachteilige Auswirkungen auf die Eigenschaften der Öle der Vakuumpumpen. The choice of binder is very important. Commonly used are alcohols, ketones, camphor and related other volatile products. If such binders are suitable for bonding certain particles, for example UO 2 particles, with other substances, they do not give particles with satisfactory properties with other substances, such as carbides, for example in the manufacture of particles from uranium dicarbides and thorium. These binders also have several shortcomings and disadvantages, namely that they have an adverse effect on the properties of the vacuum pump oils.

Es ist bereits ein Verfahren zum Verfestigen von Feststoffen unter Verwendung von polymerisierbarenThere is already a method of solidifying solids using polymerizable

Verfahren zur Herstellung von kugeligen TeilchenProcess for the production of spherical particles

Anmelder:Applicant:

Europäische Atomgemeinschaft (EURATOM),European Atomic Energy Community (EURATOM),

BrüsselBrussels

''T'' T

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. Müller-BörnerDipl.-Ing. R. Müller-Borner

und Dipl.-Ing. H. H. Wey, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. H. H. Wey, patent attorneys,

Berlin-Dahlem, Podbielskiallee 68Berlin-Dahlem, Podbielskiallee 68

Als Erfinder benannt:
Firmin Gorle, Geel (Belgien);
Roy Alfred Ulfketel Huddle,
Broadstone, Dorset (Großbritannien)
Named as inventor:
Firmin Gorle, Geel (Belgium);
Roy Alfred Ulfketel Huddle,
Broadstone, Dorset (UK)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Belgien vom 14. Oktober 1963 (511 943, 638 615)Belgium of October 14, 1963 (511 943, 638 615)

Polymeren als Bindemittel vorgeschlagen worden, bei dem Emulsionen vom Typ Wasser-in-Öl mit mindestens 25°/o Wassergehalt \ erwendet werden. Dieses Verfahren wird zur Verfestigung von wasserunempfindlichen Schüttgütern, wie Sand. Kies usw. benutzt.Polymers have been proposed as binders, in which emulsions of the water-in-oil type with at least 25% water content can be used. This process is used to consolidate water-insensitive Bulk solids, such as sand. Gravel etc. used.

Für wasserempfindliche hochwertigere Materialien ist der Wassergehalt selbstverständlich nicht tragbar. Insbesondere bei der Verarbeitung von Stoffen wie UC, UC2, ThC oder ThC2 muß in Abwesenheit von Wasser gearbeitet werden. Das vorgeschlagene Verfahren ist daher nicht allgemein anwendbar.The water content is of course not acceptable for high-quality materials that are sensitive to water. In particular when processing substances such as UC, UC 2 , ThC or ThC 2, work must be carried out in the absence of water. The proposed method is therefore not generally applicable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist und allgemein einsetzbar ist.The invention is based on the object of creating a method of the type mentioned at the outset, which does not have the disadvantages mentioned above and is generally applicable.

Erfindungsgemäß wird als Bindemittel mindestens ein polymerisierbares Monomeres eingesetzt.According to the invention, at least one polymerizable monomer is used as the binder.

Dieses Monomere kann anfangs, da es eine geringe Viskosität aufweist, mit dem verwendeten Pulver eine Paste mit für die Granulationsphase richtiger Konsistenz bilden. Die zackigen Ränder und Kanten der im Verlaufe dieser Granulationsphase, d. h. des Vorgangs der Bildung vonKügelchen und kugel ähnlichen Gebilden, erzielten »weichen« Körnchen lassen sich im Verlaufe der ersten Periode des Sphäroidisierungs-This monomer can initially, since it has a low viscosity, one with the powder used Form paste with the right consistency for the granulation phase. The jagged edges and edges of the during this granulation phase, d. H. the process of forming beads and bead-like ones Formed, achieved "soft" granules can be removed in the course of the first period of spheroidization

,0 Vorgangs bequem runden, also von scharfen Unebenheiten befreien. Mit dem Ablauf des Sphäroidisierungsvorgangs erfolgt die Polymerisation des Mono-, 0 round the process comfortably, i.e. free from sharp bumps. With the course of the spheroidization process, the polymerization of the mono-

709 617/495709 617/495

meres und werden die Körnchen härter. Dies begünstigt die Sphäroidisierung bzw. die Bildung mehr oder weniger runder Formen.more and the granules become harder. This favors the spheroidization or the formation more or less round shapes.

Ein weiterer Vorteil der Monomer-Bindemittel dieser Art besteht darin, daß sie bei ihrem Brennen und Rösten nur Gase oder Dämpfe als flüchtige Produkte abgeben. Dies ist für die während des Trocknens und Sinterns der kugeligen Teilchen yblicherweise verwendeten Vakuumpumpe nicht nachteilig. Dagegen haben die bisher als Bindemittel verwendeten Alkohole, Ketone, Kampfer usw. schädliche Auswirkungen auf die Schmierstoffe der Vakuumpumpe.Another advantage of monomer binders of this type is that they do so when they burn and roasting only emits gases or vapors as volatile products. This is for while drying and sintering of the spherical particles do not disadvantageously employ a vacuum pump conventionally used. In contrast, the alcohols, ketones, camphor, etc. previously used as binders have harmful effects on the lubricants of the vacuum pump.

Nach einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens nach der Erfindung wird ein Monomeres eingesetzt, bei dessen Polymerisation einer der pulverigen Bestandteile als Katalysator wirkt.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, a monomer is used during the polymerization of which one of the powdery components acts as a catalyst.

Dieser Bestandteil kann beispielsweise fein zerteilter Kohlenstoff sein, wenn Brennstoffteilchen für die Kernenergietechnik hergestellt werden sollen.This component can, for example, be finely divided carbon if fuel particles are used for the Nuclear energy technology should be produced.

Beispielexample

Einem aus 230 g pulverförmigem Thorium, 20 g eines Uranmonokarbid-Pulvers (wobei diese beiden pulverigen Substanzen eine unter 40 μ liegende Korngröße aufweisen) und 30 g eines sehr feinen Graphitpulvers bestehenden Gemisch werden als Monomer-Bindemittel 32 ecm Acrylonitril zugesetzt. Nach der Kornbildung mittels eines Granulationsvorgangs auf einem Maschen von 500 μ aufweisenden exzentrisch bewegten Drehsieb werden die Körnchen (mit einer Korngröße zwischen 500 und 350 μ) im Verlauf von 50 Minuten auf dem Innentisch desselben Siebes sphäroidisiert. Man erhält etwa 100 g Teilchen von sehr guter Beschaffenheit mit einer Korngröße von 350 bis 500 μ.One of 230 g of powdered thorium, 20 g of a uranium monocarbide powder (these two powdery substances have a grain size of less than 40 μ) and 30 g of a very fine graphite powder 32 ecm of acrylonitrile are added to the existing mixture as a monomer binder. After Grain formation by means of a granulation process on a mesh of 500 μ having eccentric moving rotary sieve, the grains (with a grain size between 500 and 350 μ) in the course of Spheroidized on the inner table of the same sieve for 50 minutes. About 100 g of particles are obtained very good quality with a grain size of 350 to 500 μ.

Die Abfälle lassen sich bequem., erneut in die Mischphase einbringen unter Zusatz einer Acrylonitrilmenge, die kleiner ist als die für dSs d|ste Gemisch vorgesehene Menge. · /The waste can be conveniently., Again in the Introduce the mixed phase with the addition of an amount of acrylonitrile that is smaller than that for the dSst mixture intended amount. · /

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von kugeligen Teilchen, bei dem eine dicke Paste aus einer oder1. Process for the production of spherical particles, in which a thick paste of one or mehreren pulverigen Substanzen und aus mindestens einem flüssigen Bindemittel durch ein Sieb hindurch in Körnchen umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel mindestens ein polymerisierbares Monomeres eingesetzt wird.several powdery substances and at least one liquid binder through a sieve is converted through it into granules, characterized in that as a binder at least one polymerizable monomer is used. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monomeres eingesetzt wird, bei dessen Polymerisation einer der pulverigen Bestandteile als Katalysator wirkt.2. The method according to claim 1, characterized in that a monomer is used, during the polymerization of which one of the powdery components acts as a catalyst. In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 200 262.
Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1 200 262.
DEE27894A 1963-10-14 1964-10-06 Process for the production of spherical particles Pending DE1244727B (en)

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LU (1) LU46975A1 (en)
NL (1) NL145867B (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3232635A1 (en) * 1982-09-02 1984-03-08 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Process for agglomerating fine powders
EP0314468A1 (en) * 1987-10-27 1989-05-03 Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited Polymeric processes and compositions
CN108417279A (en) * 2018-02-01 2018-08-17 中国工程物理研究院材料研究所 A kind of ZrC and UO2Hybrid fuel pellet and its preparation method and application

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GB1076517A (en) 1967-07-19
AT264471B (en) 1968-09-10
CH419363A (en) 1966-08-31
LU46975A1 (en) 1964-12-04
NL6411857A (en) 1965-04-15

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