DE1477914A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von sphaeroidischen Teilchen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von sphaeroidischen Teilchen

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DE1477914A1 DE19631477914 DE1477914A DE1477914A1 DE 1477914 A1 DE1477914 A1 DE 1477914A1 DE 19631477914 DE19631477914 DE 19631477914 DE 1477914 A DE1477914 A DE 1477914A DE 1477914 A1 DE1477914 A1 DE 1477914A1
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Description

Firma TJMITED KINGDOM ATOMIC EUERGY AUTHORITY, 11, Charles II Street, I on d ο n, SWl, England
Für diese Anmeldung wird die Priorität der britischen Patentanmeldung lVr. 144-75/62 vom 13. April 1962 beansprucht.
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von sphäroidisehen Teilchen ■
(Zusatz zu Patent , Anwaltsakte 62 2oo)
Patentanmeldung U 9o39 Ib/6?a, 12,
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Sphäroiden oder kugelförmigen Teilchen, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf die Sphäroidisierung von unregelmäßig geformten Teilchen aus Material, das darauffolgend zur Herstellung von Kernbrennstoff verarbeitet wird.
Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung der Erfindung, die im Patent r ·.. »., (Anmeldung U 9o39 Ib/67a, 12, Anwalteakte 62 2oo) beschrieben ist und welche aus einem Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen Körpern besteht,
909886/1191
U779H
Gemäß der Jrfindung werden bei einem Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen Körpern aus einer Verbindung, Verbundmasse oder Zusammensetzung /compound/ (nachfolgend "Masse" genannt), bei dem als eine der Verfahrensstufen das Verfanren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 der vorgenannten Hauptanmeldung angewandt wird, mindestens zwei Materialien zusammengemischt, von denen beide, einige oder alle darauffolgend reagieren sollen, um die Masse zu bilden, die Mischung zur Erzeugung von Teilchen gemahlen wird, diese Teilchen dem genannten Verfahren ausgesetzt werden, um eine Sphäroidisierung der Teilchen zu bewirken, die Teilchen erhitzt werden, um die Reaktion zwischen den Materialbestandteilen oder einige von ihnen zu beschleunigen, und die Sphäroide der so nergestellten Verbindung gesintert»
Wo es erwünscht ist, Sphäroide innerhalb eines bestimmten Durchmesserbereichs herzustellen, kann ein Sieben zwischen den Sphäroidisierungs- und "irhitζungsstufen zum Beseitigen von -solchen Sphäroiden angewandt werden, die nicht in d er gewünschten GröSenemordnung sind·
Die Erfindung läßt sich, bei der Herstellung von Urankarbid-Brennstoff für Kernreaktoren anwenden, und ein typisches Verfahren für eine derartige Herstellung soll nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben werden.
909886/1198
■ - 3 - . ' ι ■
5οο g Urandioxydpulver mit Oberflachenbereich von 2,13 m/g,
67g Ruß, Obei'flächenbereich von 17m /g und 2r5g Aluminiumstearat wurden gemißcht und in einer mit Gummi ausgekleiaeten Kugelmühle ungefähr 16 Stunden lang gemahlen« Dadurch entstand ein Granulat, das aus gemischtem UO2, Kohlenstoff und Aluminiumstearat bestand, wobei letzteres als Bindemittel diente. Die Körnchen wurden dann einer Vorrichtung überführt, die in dem Hauptpatent beschrieben ist und eine kreisförmige oder ringförmige Mulde mit einer Sclileifmittelauskleidung aufweist und in Vibration versetzt werden kanu, um eine Kreiselbewegung der Teilchen entlang den Seiten und dem Boden der Mulde zu erzeugen. Die Vibration wurde etwa 16 Stunden lang ausgeführt und diente dazu, sowohl durch einen Aufbau- als auch durch einen Abbaumechnismus ungefähr 95'.« Sphäroide zu erzeugen, die im Duiehmesserbereich von 23o + 1o Mikron lägen. Die übrigen 5 $i die diesen Durchmesserbereich nicht erreicht hatten, wurden durch Sieben entfernt j wobei eine Reine iron Sieben zwi scheu 22 lind 12o B.S.S. (britisches Siebmaß) iferftendet wurde.
Die Sphäroide in diesem Bereich wurden dann auf Molybdähschiffchen in einen Widerstandsofen unter ungefähr 1 Mikron Vakuum gebraucht und in ungefähr 6 Stunden von der Ausgangstemperatur (ungefähr 3oo - 35o°C) des Ofens bis auf 1£5ö°ß gebracht. Die Reaktion zwischen dem UOp und Ruß begann während dieses Brhitzens und ging bis zu 145o°C weiter, was dadurch festzustellen war, daß ein Gas aufirat. Nachdem der Ga-säustiitt
iö!SiS/i1iJ
U779U
/outgassing/ aufgehört hatte (ungefähr 3 Stunden nach Erreichen von 145o°C), wurde die Erhitzung bei-der Temperatur von 145o 0 weitere 1o Stunden lang fortgesetzt, um die Sphäroide zu sintern. Dann wurden die Sphäroide in einem geregelten Ausmaß gekühlt, und die abgekühlten Sphäroide wurden dann nur gesiebt, um Zusammenballungen auseinanderzubrechen, wobei die endliche Teilchengröße ungefähr 19o Mikron betrug und die kugelförmige Gestalt beibehalten wurde»
Die angegebenen Prozentsätze der Bestandteile warenür die Herstellung von Uranmonokarbid bestimmt. Um Urandikarbid-Sphäroide herzustellen, wurden 9o g Ruß anstelle der 67g verwendet, wobei die Mengen der anderen beiden Bestandteile unverändert blieben.
Die Uranmonokarbid- oder Dikarbidkugeln, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt wurden, finden im Gebiet des keramischen Brennstoffs für Kernreaktoren An-Wendung ο
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungeform und bezieht sich vor allem auch.auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in den gesamten ursprünglichen Anmeldungsunterlagen offenbart sind.
Patentansprüche
909886/1198

Claims (3)

  1. PATENTANWALT
    DIPL-ING. ERICH SCHUBERT -. T _ „.
    ^ Telefon: 22102
    Telegramm-Adr.: Patschub, Siegin
    Abt.! Patentanwalt Pipl.-Ing. SCHUBERT, 59 Siegen (W«itf.), Poi!fadi325 Poiftdiedtkonten; OroniwttmBe M Köln UM9 31, Esten 20362
    Bankkonten: 63 165 Ke/Sb Deutle Bank AG.,
    Filialen Siegen u. Oberhauten (RhId.)
    U779U
    Patentansprüche
    1· Verfahren zur Herstellung von Sphäroiden oder kugelförmigen Körpern aus einer Verbindung, dessen eine Verfahrensstufe in dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 von
    Patent (Anmeldung ü 9o39 Ib/6?a, 12, Anwaltsakte
    62 2oo) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Materialien miteinander vermischt werden, von denen beide, einige oder alle darauffolgend miteinander reagieren sollen, um die Verbindung zu bilden, daß das Gemisch gemahlen wird, um Teilchen zu erzeugen, daß diese Teilchen dem genannten Verfahren unterworfen werden, derart, daß eine Sphäroidisierung oder kugelförmige Ausbildung der Teilehen bewirkt wird, daß die kugelförmigen Körper erhitzt werden, um eine Reaktion zwischen Materialbestandteilen oder zwisohen einigen von ihnen zu beschleunigen, und daß die Sphäroide der Verbindungen gesintert werden·
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Sphäroidisieren und dem Erhitzen gesiebt wird, um diejenigen kugelförmigen Körper oder Sphäroide zu beseitigen, die nicht in dem gewünschten Grrößönbereich sind·
    909886/1198
    U779H
    -v
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, für die Herstellung von Urankarbid-Spharoiden, dadurch gekennzeichnet; daß die verwendeten Materialien Urandioxyd, Kohlenstoff und ein Bindemittel, z.B. Aluminiumstearat, sind.
    4·. Verfanren nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Relativanteile von Urandioxyd und Kohlenstoff eingeregelt werden, um entweder Uranmono- oder Urandikarbid, je nach 'i7unsch, herzustellen
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