DE2823238C2 - Vorrichtung zur Herstellung von Hydrosolen durch Einleiten von Ammoniak in eine Lösung, die Salze von Kernbrenn- und/oder Kernbrutstoffen enthält - Google Patents
Vorrichtung zur Herstellung von Hydrosolen durch Einleiten von Ammoniak in eine Lösung, die Salze von Kernbrenn- und/oder Kernbrutstoffen enthältInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Hydrosolen durch Einleiten von
Ammoniak in eine Lösung, die Salze von Kernbrenn- und/oder Kernbrntstoffen enthält, mit einem in die
Lösung eintaurhbaren, von einer Rotorwelle angetriebenen Rotor, den am Ende einer Gai.eitung Durchtrittsöffnungen
für das in die Lösung einzuführende Gas aufweist.
Als Ausgangslösungen zur Herstellung von Thoriumoxid oder Thorium- und Uranoxid enthaltenden Kernbrenn-
und/oder Kernbrutstoffpartikeln ist es bekannt. Sole zu verwenden, die aus Lösungen, die Th(NCh^
oder Th(NChV und UO2(NO3^ enthalten, durch Zusatz
von Ammoniak hergestellt werden. Der sich beim Einleiten von Ammoniak bildende Niederschlag löst sich
wieder auf und peptisiert. Die so entstehenden Hydrosole werden zur Ausbildung von Partikeln in Ammoniaklösungen
eingetropft und dabei unter Gelieren verfestigt.
Der Niederschlag in den Lösungen entsteht infolge lokalen Ammoniaküberschusses bei der Zugabe von
Ammoniak. Die Fällung geht um so langsamer in Lösung, je mehr Ammoniak von der Lösung aufgenommen
worden ist. Das Wiederauflösen und Peptisieren der Fällung läßt sich durch Rührwerke beschleunigen.
Zur Herstellung der Hydrosole ist es erforderlich, den Ammoniak in geringen Mengen zu dosieren, um
einerseits ein Verklumpen zu vermeiden und andererseits gewünschte Ammoniakkonzentrationen mit großer
Genauigkeit zu erreichen. Es wird daher angestrebt, den Ammoniak gasförmig in die Lösung einzuleiten.
Bekannte Vorrichtungen zum Einleiten von Gasen in Flüssigkeiten über rotierend angetriebene Rotoren, wie
sie etwa zur Förderung biologischer Umsetzung und Belüftung von Klärbecken aus DE-AS 12 78 409 oder
DE-AS 1244 121 bekannt sind, sind hierfür nicht
geeignet. Mit solchen Vorrichtungen läßt sich weder die Bildung größerer Feststoffteilchen bei der Fällungsreaktion
vermeiden, noch wird ein rasches Verstopfen der Mündungen der Gasleitungen infolge der starken
Absorptionsneigung des aus Durchtrittsöffnungen an den Rotoren austretenden Ammoniaks verhindert. Die
heftige Absorption von Ammoniak in der Lösung löst einen Ansaugeffekt aus und führt zur Verkrustung der
Durchtrittsöffnungen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Einleiten von Ammoniakgas in eine mit dem
Ammoniak unter Ausbildung von Niederschlag reagierende Lösung zu schaffen, bei der sich einerseits ein
Verstopfen der Gasleitungen infolge der mit hoher Geschwindigkeit entstehenden Fällung vermeiden läßt
to und bei der andererseits für ein rasches Wiederinlösunggehen und Peptisieren der Fällung Sorge getragen wird.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch Einleiten des mit der Lösung reagierenden Ammoniakgases in einen Zwischenraum zwischen
einem Rotorarm und einer Statorwandung wird ein intensives Vermischen von Gas und Lösung erreicht und
sich bildender Niederschlag durch die Fliehkraftwirkung von der Mündung der Gasleitung weggeführt. Dies
verhindert nicht nur ein Verkleben der Mündung der Gasleitung, sondern es werden auch die bei der
Fällungsreaktion entstandenen Feststoffteilchen beschleunigt aufgelöst. Die erforderliche Zeit für die
Wiederauflösung und Peptisierung der Fällung wird noch verkürzt durch die Maßnahme gemäß Anspruch 2.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung wiedergegeben ist, näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 Vorrichtung zum Einbringen von Ammoniak,
Längsschnitt gemäß F i g. 2 nach Schnittlinie I/I
Fig. 2 Querschnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 1 nach Schnittlinie II/II.
α Wie aus der Zeichnung hervorgeht weist die
Vorrichtung einen Rotor auf, der in eine in einem Reaktionsgefäß 1 enthaltene Lösung 2 eintauchbar ist.
Die den Rotor antriebende Rotorwelle 3 wird von einem in Fig. I schematisch und nur teilweise
dargestellten Antrieb 4 in Umdrehungen versetzt. Axial ist durch die Rotorwelle 3 hindurch eine Gasleitung 5
geführt, die am äußeren Ende der Rotorwelle 3 in einen Gasanschluß 6 für Ammoniakgas mündet.
Der Rotor weist Rotorarme 7 auf, von denen im
4r> Ausführungsbeispiel nur im Rotorarm 7a eine an der
Gasleitung 5 angeschlossene Gasleitung 8 dargestellt ist. Die Gasleitung 8 mündet am Ende des Rotorarms la im
Zwischenraum 9 zwischen dem Rotorarm 7a und einer Statorwandung 10 eines Stators 11, der die Rotorarme
Vi 7 ortsfest umgibt. Die Statorwandung 10 weist
öffnungen 12 zum Durchtritt für den von den Rotorarmen 7 radial nach außen beschleunigten
Lösungsstrom 13 auf.
Wird über den Rotorarm 7a in die Lösung Ammoniakgas eingeleitet, so wird das Ammoniak mit
der Lösung im Zwischenraum 9 intensiv vermischt. Ein sich ausbildender Niederschlag wird vom Lösungsstrom
13 mitgerissen und von der Mündung der Gasleitung 8 weggeführt. Ein Verstopfen der Gasleitung tritt nicht
M) auf.
Um eine Auflösung und Peptisierung der entstandenen Fällung zu beschleunigen, wird die Statorwandung
10 von einer zweiten Statorwandung 14 umgeben, die ebenfalls Durchtrittsöffnungen 15 für den Lösungsstrom
„5 13 aufweist. In den zwischen der Statorwandung IO und
der Statorwandung 14 gebildeten Ringraum 16 greifen Rotorblätter 17 ein, die — in gleicher Weise wie die
Rotorarme 7 - an der Rotorwelle 3 befestigt sind. In
bevorzugter Weise werden die Rotorblätter 17 entsprechend der Form der Statorwandungen 10 und 14 als ein
mit Durchtrittsöffnungen 18 für den Flüssigkeitsstrom versehener Ring ausgebildet, der konzentrisch zur Ro
torwelle 3 angeordnet ist Im Ringraum 16 gehen die bei der Fällungsreaktion entstehenden Feststoffteilchen
sehr rasch in Lösung.
Der zur Einleitung des Gases am äußeren Ende der Rotorwelle 3 angebrachte Gasanschluß 6 wird im
bevorzugter Weise mittels Wälzlagern 19 auf der Rotorwolle 3 abgestützt Zwischen der Rotorwelle 3 und
dem Gasanschluß 6 befinden sich Dichtungen 20, die einen Gasraum 21 oberhalb der Rotorwelle 3 gegenüber
dem Außenraum gasdicht abschließen.
Ausführungsbeispiel
Die Vorrichtung wurde zum Einbringen von Ammoniak in Th(NOj)4 sowie in Th(NO1J4 und UO2(NOj)2
enthaltende Lösungen eingesetzt. Es wurde ein Rotor mit 16 mrn langen Rotorarmen 7 verwendet, der mit 500
bis 1000 U/min innerhalb eines Stators rotierte, dessen
Statorwandung 10 einen Durchmesser von 35 mm aufwies. Die Abstände zwischen den Rotorblättern 17
und der Statorwandung 14 waren entsprechend bemessen.
Insgesamt wurden den Lösungen Ammoniakmengen bis zu 90% des für eine vollständige Fällung erforderlichen
stöchiometrischen Wertes zugegeben. Dabei konnten im Temperaturbereich zwischen 95 und
105° C bis zu 80% der Ammoniakmenge in die Lösung
innerhalb der ersten 30 Minuten, die restliche Menge in einer Zeit zwischen 1,5 bis 3 Stunden eingeleitet werden.
Die Lösung ging dabei in ein stabiles Hydrosol über, wobei bei Th(NOj)4 enthaltenden Hydrosolen Thoriumkonzentrationen
von 2 Mol/l sowie bei Th(NOj)4 und
UO2(NO3^ enthaltenden Lösungen Schwermetallkonzentratiorien
zwischen 2 und 3 Mol/l erreichbar waren, letztere bei Schwermetallverhältnissen zwischen Thorium
und Uran bis zu minimalen Werten von 4:1.
Die gewünschte Dosierung von Ammoniak konnte mit großer Genauigkeit vorgenommen werden, wobei
bei Thorium enthaltenden Hydrosolen Viskositätswerte zwischen 5 und 20 cP und pH-Werte zwischen 33 bis 3,7
sowie bei Thorium und Uran enthaltenden Hydrosolen Viskositätswerte zwischen 5 bis 9 cP und pH-Werte
zwischen 3,1 bis 3,3 eingestellt wurden.
Eine Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist jedoch nicht nur auf die Herstellung von
Kembrenn- und/oder Kernbrutstoffen enthaltenden Hydrosolen beschränkt. Sie ist auch dort mit Vorteil
einsetzbar, wo es darauf ankommt. Gase in Lösungen einzuleiten, die unter Ausbildung von Niederschlagen
mit Bestandteilen der Lösungen reagieren und bei denen die gebildeten Feststoffteilchen wieder gelöst
oder peptisiert werden sollen oder Suspensionen herzustellen sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorrichtung zur Herstellung von Hydrosolen
durch Einleiten von Ammoniak in eine Lösung, die Salze von Kernbrenn- und/oder Kernbrutstoffen
enthält, mit einem in die Lösung eintauchbaren, von einer Rotorwelle angetriebenen Rotor, der am Ende
einer Gasleitung Durchtrittsöffnungen für das in die Lösung einzuführende Gas aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß am Rotor, von der Statorwandung (10) eines ortsfesten Stators (11) mit
geringem Abstand umgeben, wenigstens ein Rotorarm (7a) vorgesehen ist, der eine Gasleitung (8)
aufweist, die im Zwischenraum (9) zwischen dem Rotorarm (7a) und der mit öffnungen (12) zum
Durchtritt der Lösung versehenen Statorwandung (10) mündet
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Statorwandung (10) von einer zweiten Statorwandiing (14) umgeben ist und daß in
den zwischen den Statorwänden gebildeten Ringraum (16) an der Rotorwelle (3) befestigte
Rotorblätter (17) eingreifen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2823238A DE2823238C2 (de) | 1978-05-27 | 1978-05-27 | Vorrichtung zur Herstellung von Hydrosolen durch Einleiten von Ammoniak in eine Lösung, die Salze von Kernbrenn- und/oder Kernbrutstoffen enthält |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2823238A DE2823238C2 (de) | 1978-05-27 | 1978-05-27 | Vorrichtung zur Herstellung von Hydrosolen durch Einleiten von Ammoniak in eine Lösung, die Salze von Kernbrenn- und/oder Kernbrutstoffen enthält |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2823238B1 DE2823238B1 (de) | 1979-10-31 |
DE2823238C2 true DE2823238C2 (de) | 1980-07-17 |
Family
ID=6040366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2823238A Expired DE2823238C2 (de) | 1978-05-27 | 1978-05-27 | Vorrichtung zur Herstellung von Hydrosolen durch Einleiten von Ammoniak in eine Lösung, die Salze von Kernbrenn- und/oder Kernbrutstoffen enthält |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2823238C2 (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2922686C2 (de) * | 1979-06-02 | 1983-04-21 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Gießlösung enthaltend Uranylnitrat zur Herstellung kugelförmiger Kernbrennstoffpartikeln und Verfahren zu ihrer Herstellung |
DE3728710C2 (de) * | 1987-08-28 | 1997-08-21 | Loedige Maschbau Gmbh Geb | Mischer zum Mischen von Feststoffschüttungen |
JP3792606B2 (ja) | 2002-06-05 | 2006-07-05 | 満 中野 | 撹拌装置及び該撹拌装置を用いた分散装置 |
SG10201505888TA (en) * | 2010-08-19 | 2015-09-29 | Meiji Co Ltd | Particle size breakup apparatus |
DE102014116242A1 (de) | 2014-11-07 | 2016-05-12 | Uts Biogastechnik Gmbh | Rühreinrichtung für einen Fermenter einer Biogasanlage |
EP3950106A4 (de) * | 2019-03-29 | 2023-04-05 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | Verfahren zur herstellung von lithiumcarbonat |
-
1978
- 1978-05-27 DE DE2823238A patent/DE2823238C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2823238B1 (de) | 1979-10-31 |
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