DE1592414A1 - Verfahren zur Herstellung von Urandioxyd enthaltenden Aquasolen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Urandioxyd enthaltenden Aquasolen

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DE1592414A1 DE19651592414 DE1592414A DE1592414A1 DE 1592414 A1 DE1592414 A1 DE 1592414A1 DE 19651592414 DE19651592414 DE 19651592414 DE 1592414 A DE1592414 A DE 1592414A DE 1592414 A1 DE1592414 A1 DE 1592414A1
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Description

Grace & Co. (US 390 448 und 390 728 - prio
I8.8064 und 19*8.64 - Case 1075/1076 - 2650 - 3686)
1592*14
Hamburg, den 6. August 1965
Vorfahren π\υ? Herstellung tod, Uranöioxyd θώϊhaltenden AquaeoleB
Bis TOTliegßiiie Erf indues "betrifft Urandioxyd enthaltende Aquaaol© und eiß Vex'fetesn au ihrer Herstellung, wobei die A(JtMSQIe sowohl Ura&dioxyd v-ταά Zirkondioxyd als auch ürandioxyd allein envtiialten können.
Mit der Erflndiuig wird ein Verfahren ssur nereiellung von !solloäöalGs Urandioxyd enthaltenden Aipaeolen. vorgeschlagen, bei welchem man eine alkalisch gefälltes ürandioxyd. in Biepersioa enthaltende «Össrige Suspension mit einem öen pH-Wert der Suspension auf unter 4 bringenden ansäuernden Mittel behandelt und die angesäuerte Suopension dann bie zum Eintreten von Peptieation auf eine Temperatur von 80 bis 120° C erwärmt.
Zur Herstellurg eines Aquasola von Uran- und Zirkondioxyd wird eine zusammen ausgefälltes Urandioxyd und Zirkondioxyd enthaltende wässrige Suspension mit einem Gehalt von 1 bis 80 Mol-# Zirkon und als ansäuerndes Mittel eine den pH-Wert dor b'uepeusion auf ά,ο bie 59O bringende einwertige Säure
BAD
209821/0736 BA
wendet und durch feptloation eier angesäuerten Suspension ein Aquasol "«οsi Urea™ uM girkouäioxyd hergestellt.
2ur Herstellung von Urandioxyd-AquasoXen wird die wässrige Suspension von Urandioxyd durch Ansäuern mit einer einwerti gen 3Sure und/oder am irran~IV»sala elnsr einwertigen Säm^e auf einen pH-Wert der Suspension ton 4*0 bis 195 gebracht und durch Peptieation der aßgesäuerten Suspension ein Urandj-θπ,γd-Aquaaol
Die '«-ässrige guspeiieion wird wrssugsw^ise dadurch hergestellt", daß man. aue einer wässrigen LUeung des üran-IV~
einer SS^re od^r des nran-IV- uM Zirkonylaalzes einer e durcft Ts^Riechcrn.iait eineft Übersohuß an wasserlöslichem alkalischen Heageng einen Niederschlag oder Mischniederschlag von Dioxyd ausfällt, den Riederschlag oder Mischniederschlag von dem Gemisch abtrennt, wäscht und erneut in Wasser diepergiert.
Bisher wurden Urandioxydsole nach verschiedenen Verfahren hergestellt. Zur Herstellung von Urandioxyd-Aquasolen wurden Urandioxydeole aus Uran-rv-salzlösungen nit einem homogenen Pällungsmittel ausgefällt, Uran-IV-salzlusungen im Autoklaven behandelt und Anlernen aus üran-IV-ealzlöeungen durch Dialyse entfernt· 3o wird ζ,Βο von Saaeonow in Kolloid-Z. 8, 96 (1911)
2 O 9 8 21 / O 7 3 6 bad original
die Heretellui« eines UOg-Sola durch Auswaschen des bei der elektrolytiechen Reduktion ion Uranylchlorid entstandenen Niederschlages beschrieben. Das erhaltene Sol war jedoch so unbeständig, daß es sich innerhalb von 24 Stunden absetzte. Ebenso setzen sich die nach den anderen genannten Methoden erhaltenen Urandioxydsole beim Stehen leicht ab.
Die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltenen Sole sind beständig und setzen sich auch bei längerem Stehen nicht aus der Suspension ab* Die disperglerte Phase besteht aus Mioellen, die eine Durchschnittsgröße von 5 Millimikron aufweisen und entweder feste Lösungen oder sehr innige Mischungen von Uran- und Zirkonoxyden darstellen. Da das Sol oder die Micellen sehr stark dispergiert und homogen zusammengesetzt sind» können sie mit einem Keramikpulver wie Berylliumoxyd vermischt werden, um das Dioxyd gleichmäßig in der Matrix zu verteilen. Die erhaltene Mischung kann dann durch Pressen, Verformen oder anderweitige Behandlung in die gewünschte Form gebracht und zu einem harten massiven Körper gesintert werden., Durch die hohe Aktivität der kolloidalen Teilchen wird die Sintertemperatur für den Keramikkörper herabgesetzt und ein Endprodukt mit höherer Dichte erhalten» Der fertige Körper kann dann als keramischer Kernbrennstoff verwendet werden«
BAD ORIGINAL 209821/0736
Die Urandioacyd/Zirkoiidioxyd-Sole eind auch wn Bedeutung ftir die Herstellung von Mikrokugeln nach dem Soltropfenentwäsaerunga-Verfahren, bei welchem die Soltropfen in einem heißen unvermischbaren Lösungsmittel entwässert werden. Dabei ist die gleichmäßige Verteilung der Oxyde in den Mlkrokugeln von großem Wert. Weiterhin stellt das Sol ein fertiges Medium zum Einbringen der Teilchen in Tropfenform durch das verwendete Injektionssystem dar. Aus den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Solen werden sehr regelmäßig geforiate Mikrokugeln mit einer feinkörnigen Innenstruktur erhalten, die in Wasserstoff zu hoher Dichte sintern.
Die erfindungsgemäßen Urandioxydsole können für verschiedene nukleare Zwecke verwendet werden« So können sie zur Bildung von Tröpfchen dienen, die dann in einem unvermischbaren Lösungsmittel zu Urandioxyd-Mikrokugeln getrocknet werden. Diese Hikrokugeln haben große Bedeutung als Kernbrennstoff. Ebenso sind die erfindungsgemäßen Sole für die Herstellung von keramischen Kernbrennstoffen von Bedeutung, Sie lassen sich mit einem Pulver wie Berylliumoxyd zu einem sehr innigen Gemisch vermisohen. Wegen der geringen Größe und der großen Reaktionsfähigkeit der Urandioxyd-Solteilchen sintern die Mischungen bei niedrigeren Temperaturen und bilden Produkte höherer Dichte und größerer.Festigkeit ale sie mit den gebräuchlichen UOg-Pulvern erhalten werden können <.
2098 21 /07 3 G bad
Die erfindungsgemäßen Urandioxyd-Aquasole unä Urandioxyd/ Sirkonaioxyd-Aquasole stellen eehr reaktionsfähige stabile Aquasole dar.
Das erfindungsgeinäße Urandioxyd-Aquasol wird am besten dadurch hergestellt, daß man frisch gefälltes und gewaschenes ¥sas3erhaltiges Uranoxyd oder Uran- und Zirkonoxyd peptisiert Zur Herstellung des Oxydniederschlages wird ein alkalisches Reagenz mit der Lösung eines Uran-IV-salsea oder Uran-IV-/ Eirkonylaalzes vermischt. Das zur Herstellung der wässrigen Lösung verwendete Salz ist vorzugsweise das Salz einer starken einwertigen Säure wie Salzsäure oder Salpetersäure, z.B. Urea-IV-chlorid, Zirkonylchlorid und Zirkonylnitrat· Es können jedoch auch Salze anderer Säuren, z.B. der Essigsäure oder Ameisensäure, verwendet werden» Das Uran-IV-salz kann leicht aus Uranyllösungen durch elektrolytische Reduktion oder Reduktion mit Katriumhydrid, Zink, metallischem Uran, Hydrazin, Wasserstoff usw. erhalten werden. Als alkalisches Fällungsmittel kann eine AmmoniumhydroxydlSsung, ein Alkalihydroxyd, wie Natriumhydroxyd oder Ealiumhydroxyd, ein AmIn mit einer Basenkonstante, Efe, -von über 1 ζ 10 bei 25° C usw. verwendet werden« Geeignete Amine sind Methylamin, A'thylamin und Hydrazin. Das Salz in der vermischten Lösung kann zu 1 bis 80 lft>l~<£ aus Zirkonealz bestehen.
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Die Uran-IV-salzlösung wird unter starkem Rühren mit einem Überschuß an alkalischem Fällungamittel vermischt, wo'coi sich ein Niederschlag von wasserhaltigem Dioxyd bildet. Dor Niederschlag wird dann von der Lösung abgetrennt, beispielsweise durch Filtrieren oder Zentrifugieren, und zur Entfernung von freiem Elektrolyt gewaschen. Vorzugsweise wird dar Dioxydniederschlag zunächst mit einer alkalischen Lösαag wio verdünnter Ammoniumhydroxydlösung und dann mit Waoaer bis zu einem pH-Wert der dabei erhaltenen Aufachlämmuzig von unter 10,5 gewaschen.
flach dem Waschen wird das wasserhaltige Urandioxyd odor Urandioxyd/Zirkondioxyd erneut in so viel Wasser aufgeachläEsi1.t daß eine Konzentration bis zu etwa 15 g Urandioxyd pro 100 ml Suopension erhalten wird· Ein Trocknen dea Niederschlages wr dem erneuten Dispergieren wird möglichst vermieden. Der dispergierte Niederschlag wird dann durch pH-Einstellung und Erhitzen der Dispersion zu einem stabilen Sol peptisiert. Als Reagenz wird der Suspension vorzugsweise eine starke einwertige Säure wie Salzsäure oder Salpetersäure zugesetzt«, Bs können auch schwächere einwertige Säuren wie Essigsäure und Ameisensäure verwendet werden, jedoch ist die durch schwache Satiren erzielte Peptiaation weniger vollständig. Wenn der Niederschlag aus Urandioxyd besteht, ist das atabilo Uran-IV-aalz der starken Säure ebenfalls sehr gut geeignet. Die Säuremenge wird so gewählt, daß eine Dispersion mit eina.i
r '
BAD ORiGiNAL
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pH-Wert von etwa 4»O bis 1,5 und vorzugsweise von etwa 3,5 bis 2,5 im Fall von Urandioxyd und von 4,0 bis 0,5 und vorzugsweise von 3,0 bis 1,5 im Falle.von UOg/ZOg erhalten wircL Zwischen der Bildung des Niederschlages und der Peptisation sollte möglichst kein längerer Zeitraum liegen, da die Peptisation gealterter Niederschläge schwieriger ist.
Die säurebehandelte Suspension von wasserhaltigern Dioxyd wird dann peptisiert, indem sie unter Rühren so lange auf eins Temperatur von etwa 80 bis. 120° C erwärmt wird, bis eine Peptisation erzielt ist. Die zur Peptisation erforderliche Zeit hängt weitgehend von der angewendeten Temperatur sb, d.h. daß bei niedrigeren Temperaturen länger erhitzt werden muß. Die Erhitzungsdauer kann 5 Minuten bis 12 Stunden betragen. Die Peptisation wird nach Methoden bestimmt, die in der Industrie gebräuchlich.sind. Bs können beispielweise einfache Absetzteste angewendet werden. Vorzugsweise wird die säurebehandelte Suspension etwa 1 Stunde unter Rückfluß auf etwa 100° C erwärmt. Zur Einschränkung der Oxydation wird über der Suspension eine Inertgasatmosphäre aufrechterhalten. Zur Vervollständigung der Peptisation bei unvollständiger chemischer Feptisation bei Verwendung einer schwachen Säure als Peptisiermittel können mechanische RUhrvorrichtungen wie Ul"f;raschallerzeuger oder Schnellauf ende Schermieoher wie ein "Waring-Miseher" eingesetzt werden.
BAD
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Das erhaltene Urandioxyd- oder ürandioxyd/Zirkenaioxyd-Aquasol iet schwarz. Das ürandioxyd kann jedoch einen Überschuß an Sauerstoff enthalten. Nach Analysenergebnisaen τ/eiaen die Solteilchen einen Sauerstoffgehalt von 2,0 bis zu 2,4 Atomen Sauerstoff pro Uranatom auf, d«h. oine Zusammensetzung des Urandioxyde bis zu UO2 ^. Der Sauerstoff Überschuß wird in die Bezeichnung "Urandioxyd" eingeschlossen und wird durch die Reaktionsmedien, durch unzureichenden Sauorstoffaiuaecalua aus dem System mit Inertgasatmosphäre und insbesondere durch die Verwendung von oxydierenden Säuren wie Salpetersäure als Pop t is leitmittel eingebracht. Es wird angenommen, daß der größte Teil des überschüssigen Sauerstoffes interstitiell -vorliegt und keinen nachteiligen Einfluß auf das Produkt hat, da er in den nachfolgenden Verfahrensstufen, z.B· beim Sintern, entfernt wird· Sine Aufbewahrung des Aquasols unter einer InertgasatmoSphäre zur Verhinderung einer Berührung des Sols mit sauerstoff wird jedoch bevorzugt.
Sie Konzentration des Aquasols kann durch Eindampfen unter Vakuum, -vorzugsweise bei Temperaturen unter etwa 60° C, auf über 20 Gew. 56 Urandioxyd erhöht werden. Ebenso kann die Feste to ffkonzentration dee Aquasols durch Zentrifugieren und Wiederdispergieren der Peststoffe in einer geringeren Menge Wasser erhöht worden <>
BAD ORIGINAL
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Das Urandioxyä/Zirkondioxyd-Aquasol bleibt stabil, wenn der pH-Wert auf etwa 0,5 bis 4, vorzugsweise etwa 1 bis 3* und die spezifische Leitfähigkeit auf etwa 0,5 bis 1 χ 10~3 . Mho/cm und vorzugsweise auf etwa 0,1 bis 5 x 10""* Mho/cm gehalten wird. Die relative kinematische Viskosität des Sols beträgt etwa 1 bis 5 und vorzugsweise 1,0 bis 2,0.
Das Urandioxyd-Aquasol bleibt stabil, wenn der pH-Wert auf etwa 1 bis 5, vorzugsweise etwa 2 bis 4,5, und die spezifische Leitfähigkeit auf etwa 0,1 bis 1 χ 10~* Mho/cm und vor-
—2 —5
Zugs weise etwa 2 χ 10 bis 5 x 10 * Mho/cm gehalten wird» Die relative kinematische Viskosität des Sole beträgt etwa 1 bis 5.
Der pH-Wert des Sols wurde mit einem Beckman-pH-Meter Modell G und die spezifische Leitfähigkeit mit einer Induetrial-Instruments-Leitfähigkeitsbrlicke Modell HC 16 Bl gemessen.
Die relative Viskosität (Nr) der Sole würde aus der Dichte des Sols (d_) und der Ausflußzeit gleicher Volumteile Sol (t) und Wasser (t ) aus einem Ostwald-Viskoslmeter nach der folgenden Gleichung ermittelt t
Nr
bad 209821/0736
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ist jedoch nicht auf dieselben beschränkt.
Beispiel 1
Aus 1050 ml Uran-IV-chloridlösung mit einer 5 g UOg/100 ml
entsprechenden Konzentration und 65 ml Zirkonylchloridlösung mit einer 20 g ZrO„/100 ml entsprechenden Konzentration
wurde eine Uran-IV-Zirkonylchloridlösung hergestellt. Diese Zusammensetzung entspricht einem ZrOg-Gehalt von 35,4 M0I-5S, Die Uran-IV-ohloridlösung wurde durch Elektrodialyse von angesäuertem Uranylchlorid erhalten. Die Zirkonylchloridlösung wurde durch Aufläsen von Kristallen erhalten. Die vermischte Chloridlöaung wurde tropfenweise zu 461 ml schnell gerührter ü-normaler Ammoniaklösung gegeben. Das Volumen Ammoniaklösung entsprach einem Überschuß von mehr als 100 5^ der zur Fällung der gemischten Oxyde erforderlichen atöchiometrischen Menge. Die beiden Oxyde fielen gleichzeitig aus.
Der Niederschlag wurde mit 5n Ammoniaklösung chloridfrei ge-ν,-αsehen und dann zur Entfernung des Ammoniaks mit Wasser gev&schen. Dann wurde der Niederschlag mit Wasser zu einem
Volumen von 1300 ml auf geschlämmt. Der pH-Wert wurde mit
55,5 ml 6n Salzsäure auf 2,0 eingestellt und die Aufschlämmung dann unter Eückflufl eine Stunde lang auf 100° C erhitzt»
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Bs wurde ein schwarzen, gegen !!»setzen und Gelieren beständiges Produkt erhalten, Blölrferonenmikroskopische Bilder zeigten, daß die Solteilchen sehr gut dlepergiert waren und im Größenberelch von 5 hie 10 Millimikron lagen· Die weiteren Soleigensohaften waren:
pH 1,7θ
opezifische Leitfähigkeit, Hbo/cn 2,51 ac 10~2
Konzentration, Gew.£ UOg-SrO2 4,5
relative kinematische Viskosität 1,05
Beispiel 2
Bas in Beispiel 1 erhaltene Sol wurde durch Eindampfen unter Vakuum bei 50° 0 weiter konzentriert. Nach dem Konzentrieren wies das Produkt die folgenden Eigenschaften auf ι
pH 1,28
spezifische Leitfähigkeit, Mho/cm 7,94 χ 10~2
Konzentration, Gew. Jt UO2-SrOg 17 «8 relative kinematische Viskosität 1,27
Es trat kein Abfall der solstabilität und kein merklicher Anstieg der Viskosität ein. Ebenso zeigten elektronenmikrosko· pische Bilder keine Veränderungen der Teiloheneigensohaften.
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Beispiel 3
Ss wurde bei der Durchführung der Fällungs- und der Waschstufe nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 gearbeitet. Der gewaschene Niederschlag wurde dann jedoch nur zu einen Volumen von 650 ml, d.h. nur zur Hälfte des Volumens in Beispiel 1, in Wasser dispergiert. Nachdem der pH-Wert mit 20,0 ml 6n Salzsäure auf 2,0 eingestellt war, wurde die Dispersion unter einer Stieles to ff atmosphäre 3 stunden unter Rückfluß auf 100° C erhitzt.
Aus elektronenmikroskoplschen Bildern ging hervor, das Teilchen der gleichen Gröfle und des gleichen Type wie in Beispiel 1 erhalten worden waren, die jedoch nicht ganz so gut dispergiert waren· Die dispergierte Phase setzte sich bei längerem Stehen teilweise ab, konnte jedoch durch schwaches Bewegen leicht wieder dispergiert werden. Das fertige Sol hatte die folgenden Eigenschaften!
PH 2,2
spezifische Leitfähigkeit, Mhü/cm 1,47 χ 10~2
Konzentration, Gew.^ UOg-ZrO2 9,9
relative kinematische Viskosität 2,03
Beispiel 4 In diesem Beispiel wird die Verwendung von Salpetersäure als Peptisiermittel gezeigt,,
BAD ORIGINAL ?09fi?1/0 736
15924H
Es wurden 1136 ml Uran-IY-chloridlösung mit einer 10,0 g 100 ml entsprechenden Konzentration und 140,5 ml Zirkonylchloridlösung mit einer 20,0 g ZrO2/100 ml entsprechenden Konzentration vermischt. Diese Zusammensetzung entsprach einen ZrOg-Gehalt von 35,4 Hol-)C·
Zur Fällung der gemischten Oxyde wurde die gemischte Salzlösung im Terlaufe το η einer Stunde zu 564 ml schnell gerührter 5n Ammoniumhydroxydlusung gegeben·
Der Niederschlag wurde abfiltriert, mit 4000 ml 3n Ammoniaklösung elektrolytfrei gewaschen und dann mit 2000 ml entmineralisiertem Wasser gewaschen. Der gewaschene Niederschlag wurde mit entmlneralisiertem Wasser zu einem Gesamtvolumen -von 1367 ml auf geschlämmt.
Der pH-Wert der Aufschlämmung wurde von 10,5 auf 2,0 mit 50 ml 5,3n Salpetersäure eingestellt; dann wurde sum Pepti-3ieren eine Stunde unter Rückfluß und unter einer 3tickstoffatmoSphäre erhitzt.
Das stabile schwarze Sol hatte die folgenden Eigenschaften:
PH 1,56
spezifische Leitfähigkeit» llho/cm 1,51 x 10~2
Dichte, g/cm^ 1,0932
Konzentration, GeW0^ UO3-ZrO2 9,30
relative «-yjVlYf/WYi""* 1>11
Beispiel 5
In diesem Beispiel wurde ein Sol mit 60 M0I-5C ZrO2 hergestellt.
Zur Herstellung der Hischsalzlösung wurden 771 ml Uran-IV-chloridlösung mit einer 5 g UO2/1OO ml entsprechenden Konzentration und 132 ml Zirkonylchloridlösung mit einer 20 g
ΊΟΟ ml entsprechenden Konzentration vermischt. Die vermischte Lösung wurde dann mit 237 ml entmineralisiertem Wasser verdünnt.
Die Hischsalzlösung wurde langsam zu 320 ml schnell gerührter konzentrierter Ammoniumhydroxydlösung gegeben.
Der Niederschlag wurde abfiltriert, mit 4200 ml 3n Amnoniumhydroxydlösung elektrolytfrei gewaschen und dann mit 3100.ml destilliertem Wasser gewaschen. Der gewaschene Niederschlag wurde in destilliertem Wasser wieder auf geschlämmt.
Der pH-Wert der Suspension wurde von 10,3 mit 5,9 ml 6n Salzsäure auf 2,0 eingestellt; zur Bildung des Sole wurde dann 2 Stunden unter einer Stickstoff atmosphäre unter Rückfluß erhitzt»
Das beständige schwarze Sol wies die folgenden Eigenschaften aufs
BAD ORIGINAL
209821/0736
pH 1,54
spezifische Leitfähigkeit, Mho/cm 2,63 χ 1Ο~2
Dichte, g/cm3 1,064
Konzentration, Gew.jC TJO9-ZrO9 5 (Derechnet) c c
Beispiel 6
Es morden 378 ml einer durch Elektrolytreduktion von angesäuertem Uranylchlorid erhaltene Uran-IV-chloridlösung mit einer 17,17 g UO9/1OO el Lösung entsprechenden Konzentration mit Wasser auf 1073 ml verdünnt und unter einer StickstoffatBosphäre mit 353 ml 5n Ammoniaklösung vermischt. Bs bildet', sich ein niederschlag von Urandioxyd. Der schwarze Niederschlag wurde mit 3n Ammoniaklösung chloridfrei gewaschen und dann mit Wasser gewaschen. Nach den Waschen wurde der Niederschlag mit Wasser zu einem Volumen von 550 ml Suspension dispergiert. Der pH-Wert der suspension wurde mit 7,4 ml 6n Salzsäure auf 3 t96 eingestellt. Die säurebehandelte Suspension wurde unter einer Stickstoff atmosphäre 1 Stunde lang auf 100° C erhitzte Es wurde ein beständiges schwarzes Sol erhalten.
Untersuchungen unter dem Elektronenmikroskop zeigten, daß das Sol aus gut dispergieren Teilchen mit einer durchschnittlichen Größe von 3 Ms 7 Millimikron bestand. Dia weiteren Eigenschaften des Sole waren
BAD / I? P s / U 0 7 3 fs
15924U
pH 1,9
spezifische Leitfähigkeit, Mho/cn 1,47 x 1(T2 Dichte, e/o»3 1,105
Konzentration, Gem.fi UO2 10,6 relativ» kinematische Viskosität 1,6
Beispiel 7
Das nach Beispiel 6 erhaltene Sol wurde durch Eindampfen unter Vakuum bei 40° C weiter konzentriert. Bach dem Konssntrieren hatte das Produkt die folgenden Eigenschaften
pH 1,9
spezifische Leitfähigkeit, Mho/cm 2,67 χ 10~2
Dichte, g/cm3 1,268
Konzentration, Gew,# TJO2 22,6
relative kinematische Viskosität 3,81
Wie aus dem Viskositätswert herzet) rgeht, «ar das Sol noch sehr flüssig und hätte gegebenenfalls no el?, weiter eingedampft weröon kennen. Elektronenmikrc>skopisohe Bilder zeigten keine Veränderung der Teilehenoigensehaften, und die Dispersion der Teilchen war durch ßie Konzentrierung sogar verbessert«
Beispiel 8
In diesem Beispiel wird die Verwendung von Salpetersäure
als Peptisiermittel für den wasserhaltigen Urandioxydnlederßohlag beschriebene
BAD 2098?W073C
Es wurde 530 ml Uran-IV-chloridlöaung sit einer 12,60 g 2 100 ml entsprechenden Konzentration su 800 al 7,5n Ammoniaklösung gegeben· Dies entsprach etwas mehr als einem Überschuh von 100 jC der atöohiometrlaohen Menge Ammoniak. Der entstandene Niedereohlag von Urandioxyd wurde abfiltriert und zunächst mit 8 Litern 3n Ammoniaklösung und dann alt 8 Litern entmineraliaiertem Wasser gewaschen.
Der Niederschlag wurde mit entmineralisiertem Wasser zu einem Gesamtvolumen 'von 1700 ml auf geschlämmt. Der pH-Wert der Aufschlämmung wurde mit 37 ml 5,3n Salpetersäure auf 2,4 eingestellt und die behandelte Aufschlämmung dann unter einer Stick" s to ff atmosphäre zum Sieden erhitzt und 1 Stunde unter Rückflufl gehalten.
Die Teilchendiaperaion des Produktes «ar ausgezeichnetο Das schwarze Sol war beständig und zeigte die folgenden weiteren Eigenschaften:
PH 1,59
apezifisohe Leitfähigkeit, llho/cm 1,38 χ 10"2
Dichte, g/cm·* 1,104
Konzentration, Gew»^ TJOg 10,25
BAD
209821/0736
15924U - 18 -
Beispiel 9
Bs wurde bis sun Wiederauf schlämmen des ürandioxydniedersohlages nach den gleichen Verfahren wie in Beispiel 8 gearbeitet· Die Suspension wurde jedoch dann mit weniger Salpetersäure versetzt. Ea wurde so viel Salpetersäure verwendet, daß der pH-Wert der Suspension auf 3,4 eingestellt wurde. Sie behandelte Suspension wurde 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt·
Es wurde ein beständiges schwarzes Sol mit den folgenden Eigenschaften erhalten:
PH 1,52
spezifisohe Leitfähigkeit, Hho/cm 1,54 x 10~2
Dichte, g/cm^ 1,106
Konzentration, Gew. £ OO9 10,43
BAD
209821/0736

Claims (1)

  1. Λ ( U.Sa 390 448 und 390 prio 18.8.64 und 19.8.64 - 2650 - 3686)
    V. R. Grace ft Co·
    New York. N.T. /Y.St ,A.
    Hamburg, den 6· August 1965
    Patentansprüche
    1. Verfahren zur Herstellung von kolloidales Vrandiozzyd enthaltenden Aquasölen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine alkalisch gefälltes Urandioxyd in Dispersion enthaltende wässrige Suspension mit einem den pH-Wert der Suspension auf unter 4 bringenden ansäuernden Mittel behandelt und die angesäuerte Suspension bis zum Eintreten von Peptisation auf eine Temperatur von 8o° bis 120° C erhitzt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine zusammen ausgefälltes Urandioxyd und Zirkondioxyd enthaltende wässrige Suspension mit einem Gehalt von 1 bis 80 Mol% Zirkon und als ansäuerndes Mittel eine den pH-Wert der Suspension auf 4,0 bis 0,5 bringende einwertige Säure verwendet und durch Peptisation der angesäuerten Suspension ein Aquasol von Uran- und Zirkondioxyd herstellt.
    BAD 209821/0736
    15924U
    3· Verfahren nach Anspruch lt dadurch gekennzeichnet, daß «an «in· wässrige Suspension von Urandioxyd durch Ansäuern «it einer «imrertiftn Säure und/oder einen Uran-IV-salz einer einwertigen Säure auf einen pH-Wert der Suspension von 4,0 bis 1,5 bringt und durch Peptisation der angesäuerten Suspension ein Urandioxyd· Aquasol herstellt.
    ':·. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man die angesäuerte Suspension 5 Minuten bis 12 Stunden erhitzt·
    5* Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß nan das politisierte Sol durch Eindampfen unter vermindertem Druck bei einer Temperatur unter 60° C konzentriert«
    6. Verfahren lu.ch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der wässrigen Suspension aus einer wässrigen Lösung von Uran-XV-salz einer Säiu'e und Z.irkonylaala einer Säure durch Vermischen mit einem Überschuß an wasserlöslichem alkalischen Reagenz einen Mischniederschlag von Uran- und Zirkcmdioxyd ausfällt, den Mischniederschlag von dem Gemisch abtrennt und wäscht und den gewaschenen Niederschlag erneut dispergierto
    BAD ORIGINAL
    209821/0736
    1592AU
    7» Verfahren nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß BMm die wässrige Suspension »it einer den pH-Wert auf 3,0 bis 1,5 bringenden Säure behandelt·
    8, Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der wässrigen Suspension aus einer wässrigen Lösung von Uran-IV-βalζ einer Säure durch Vermischen lait einem Überschuß an wasserlösliches alkalischen Reagens einen Niederschlag von Urandioxyd ausfällt, den Niederschlag von der Mischung abtrennt und wäscht und den gewaschenen Niederschlag erneut dispergiert«
    9« Verfahren nach Anspruch 3 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß «an die wässrige Suspension «it einem den pH-Wert auf 3,5 bis 1,5 bringenden ansäuernden Mittel behandelt·
    10«Verfahren nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den gewaschenen Niederschlag oder Mischniederschlag bis su einer Konzentration von 15 S Oxyd pro 100 ml Suspension dispergiert.
    11»Verfahren nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß man die angesäuerte Oxydsuspenaion in einer inerten Atmosphäre etwa 1 Stunde unter Rückfluß auf eine Temperatur von etwa 100° C erhitzt·
    RAD
    209821/0736 B
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