DE1924594B2 - Vorrichtung zur ausfaellung von uranverbindungen aus waessriger loesung - Google Patents

Claims (2)

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Bei der Produktion von Kernbrennstoffen aus an mit sicheren Geometrien angewandt. Sie sind deshalb U-235 angereichertem Uran wird UF₄ üblicherweise in als Flachbehälter mit sicherer Schichtdicke ausgeführt. Druckbehältern transportiert und ausgeliefert. Um Das Fällgefäß besteht aus dem Flachbehälter, UF₆ zu verarbeiten, wird es aus diesen Behältern in dessen Seiten heiz- und kühlbar sind und größere einen nachgeschalteten Reaktor verdampft, der ein 5 Wärmeübergangsflächen bieten, und dem angebauten Fällgefäß sein kann. Aus wäßrigen Lösungen wird Mischdüsenteil 3 mit Umwälzpumpe 4. Neben UF₄ Uran entweder mit einer ammoniakalischen Lösung können in den Mischdüsenteil sowohl gasförmige als als Ammoniumuranat (ADU) oder mit (NH₄)₂ — CO₃ auch flüssige Fällungsreagenzien eingespeist werden,
in Form einer Lösung oder der gasförmigen Kompo- Die Querschnitte der Düsennennweite zur Mischnenten NH₃ und CO₂ als Ammoniumuranylcarbonat io rohrnennweite müssen das Verhältnis 1:3 bis 1:5 (AUC) abgeschieden. Diese Fällungsoperationen wer- haben, wenn bei gutem Mischeffekt ein Zuwachsen der den zumeist in geeigneten beheizbaren Kesseln aus- Düsen verhindert werden soll. Für jede in das Fällgeführt, wobei die Fällungsreagenzien durch einfache gefäß eindosierte Komponente ist eine Mischdüse vor-Einleitsysteme unter Rühren der Lösung hinzu- gesehen. Das im Fällgefäß 1 vorgelegte Wasser wird gegeben werden. Sofern die Fällungsreagenzien für 15 durch die Umwälzpumpe 4 in den Mischdüsenteil 3 wäßrige Systeme schwerlösliche Gase sind, bedient gedrückt, von dem die einzelnen Mischdüsen getrennt man sich häufig auch sogenannter Injektordüsen, die an geeigneter Stelle in das Fällgefäß einmünden. Um den Vorteil haben, die Absorption zu fördern. eine gute Durchmischung von Komponenten flüssig/

Für den Fall der Verarbeitung von angereichertem flüssig oder flüssig/gasförmig zu erreichen, haben die

Uran ist es nötig, von zumeist kompakt gebauten Re- 20 in das Fällgefäß einmündenden Fällrohre eine Mindest-

aktionsgefäßen abzugehen und diese nach den Er- länge von 1 m.

fordernissen der nuklearen Sicherheit mit Geometrien Zur Vermeidung von Sedimentation eines Nieder-

zu bauen, die in bezug auf die in ihnen auszuführenden Schlages befindet sich im konisch zulaufenden Boden

Reaktionsführungen von Nachteil sein können. Flach- des Gefäßes ein Luft- oder Gaseinleitrohr 5 mit nach

behälter mit sicheren Geometrien haben gegenüber »5 unten gerichteten Düsen.

Kompaktbehältern zumeist den Nachteil, daß sie Der über die Abgasleitung 6 mit dem Fällgefäß verschlecht zugänglich und deshalb auch schwer zu rei- bundene Wäscher ΐ besteht ebenso aus dem an den nigen sind. Seitenflächen kühlbaren Flachbehälter und der UmVorrichtungen zur Ausfällung von Feststoffen aus wälzpumpe 7, die mit Hilfe der Mischdüse 8 einen Sog wäßrigen Lösungen sind an sich bekannt. 3° in der Abgasleitung 6 erzeugt. Der besondere Vorteil

Bei diesen bekannten Vorrichtungen erfolgt z. B. der in 3 und 8 dargestellten Mischdüsen mit Fallrohr

nach der deutschen Patentschrift 1274 082 die Zu- führt durch den starken Mischeffekt auch bei schwer

führung der flüssigen Medien {lurch mehrere Düsen, absorbierbaren Gasen zu guter Absorption. Gute Er-

wobei ein Fällgefäß ifiit einem' bestimmten Flüssig- folge mit der Vorrichtung der Erfindung wurden er-

keitsspiegel nicht vorhanden ist. : .' 35 _Ζκ\ί bei der Absorption radioaktiver Aerosole, bei der

Auch bei anderen bekannten Vorrichtungen, z. B. Absorption von NO₂ und CO₈.
nach der britischen Patentschrift 638 564, erfolgt eine

Zuführung der Reaktionskomponenten durch Düsen. Beispiel 1

Ferner ist aus der USA.-Patentschrift 2 983 578 eine

kontinuierliche Fällvorrichtung bekannt, die nach Art *o In einen Flachbehälter, der zur Ausfällung von

einer Austauschkolonne arbeitet. etwa 130 kg U als Ammoniumuranylcarbonat (AUC)

Alle diese bekannten Ausführungen sind zur Aus- geeignet ist, werden als Vortage 5001 Wasser unter

fällung von Uranverbindungen nicht geeignet, da bei Verwendung des im nachgeschalteten Wäscher befind-

diesen auf die Erfordernisse der nuklearen Sicherheit liehen Waschwassers eingefüllt und über die Misch-

keine Rücksicht genommen wird. Sie entsprechen den 45 düsen umgepumpt. ,

oben bereits erwähnten Fällvorrichtungen. Bei Umsetzung von UF, ist es vorteilhaft, das UF₆

Erfindungsgemäß werden die Nachteile der be- über die Mischdüse mit dem obersten Einleitrohr einkannten Vorrichtungen dadurch überwunden, daß von zuführen, weil so der F--Gehalt des Fällproduktes einer Umwälzpumpe und von einem Mischdüsen- besonders klein gehalten werden kann (< 500 ppm F^-). system ausgehende Fallrohre unterhalb des Flüssig- 5° Durch zwei weitere Düsen werden die Komponenten keitsspiegels in ein als Flachbehälter ausgeführtes CO₂ und NH₃ eingebracht. Die Fällungstemperatur Fällgefäß einmünden und eine Waschvorrichtung zur wird auf 6O⁰C gehalten. Nach beendeter Ausfällung Adsorption abgehender Gase und Aerosole angeschlos- bei pH-Werten zwischen 8 und 9 wird die Suspension sen ist, wobei die Querschnitte von Düse zu Mischrohr auf etwa 18⁰C abgekühlt und auf ein Filter absichverhalten wie 1: i bis 1: 5. '55 gelassen. '

Vorzugsweise enthält auch der angeschlossene .,.-.;:..

Wäscher eine Mischdüse, wobei das Durchmesser- Beispiel 2
verhältnis von Düse zu Zuführungsrohr 1: 5 bis 1: 6

beträgt. Die Fällung des Urans kann an Stelle von UF₆ auch

In Verbindung mit der an der untersten Stelle des 60 mit einer hochkonzentrierten Uranylnitratlösung (etwa

Fällbehälters die Suspension umwälzenden Pumpe ist 400 g U/l) ausgeführt werden. Wie im Beispiel 1 wird ^;

die erforderliche gute Durchmischung des gesamten auch die Urankomponente über die gesamte Fällzeit >

Inhalts gewährleistet. eindosiert.

Die nach der Vorrichtung der Erfindung entwickelte Fällungsapparatur besteht aus zwei Teilen, 65 Patentansprüche: V' dem eigentlichen Fällgefäß 1 und einem ihm angeschlossenen Wäscher 2. 1. Vorrichtung zur Ausfällung von Uranverbin- '

Bei beiden Behältern werden Behälterdimensionen düngen aus wäßriger Lösung mit Düsen, da- - J

durch gekennzeichnet, daß von einer Umwälzpumpe (4) und von einem Mischdüsensystem (3) ausgehende Fällrohre unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in ein als Flachbehälter ausgeführtes Fällgefäß (1) einmünden und eine Waschvorrichtung (2) zur Adsorption abgehender Gase und Aerosole angeschlossen ist, wobei die Querschnitte von Düse zu Mischrohr sich verhalten wie 1: 3 bis 1: 5.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der angeschlossene Wäscher (2) eine Mischdüse (8) enthält, wobei das Durchmesserverhältnis von Düse zu Zuführungsrohr 1: 5 bis 1: 6 beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen