DE69206655T2

DE69206655T2 - Verfahren zur Behandlung von Gasen aus der elektrolytischen Herstellung von Fluor, die Uranverbindungen enthalten können

Info

Publication number: DE69206655T2
Application number: DE69206655T
Authority: DE
Inventors: Francois Nicolas
Original assignee: Comurhex pour La Conversion de lUranium en Metal et Hexafluorure SA
Current assignee: Comurhex pour La Conversion de lUranium en Metal et Hexafluorure SA
Priority date: 1991-03-27
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: RU2070866C1; FR2674447B1; ZA921525B; DK0506588T3; ES2082417T3; US5284605A; DE69206655D1; EP0506588A1; JP3342708B2; AU645409B2; FR2674447A1; JPH06183745A; KR920017700A; EP0506588B1; CA2062493C; CA2062493A1; ATE131405T1; AU1380192A

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung eines Gases auf Fluorbasis, welches durch Elektrolyse von Bädern gewonnen wird, die fluorwasserstoffhaltige Säure enthalten und gasförmige, uranhaltige Bestandteile, wie Uranhexafluorid, enthalten können. Dieses Verfahren gestattet es, die dieses Gas bildenden Produkte, wie z. B. die während der Elektrolyse mitgenommene fluorwasserstoffhaltige Säure, oder das gasförmige Uranhexafluorid, das von seinem eigenen Herstellungsverfahren herrührt, getrennt zurückzugewinnen.

Stand der Technik

Es ist bekannt, daß das gasförmige Fluor durch Elektrolyse von anhydrierter fluorwasserstoffhaltiger Säure gewonnen wird, die in einem Bad aus flüssigem Fluor in Lösung ist, daß das Fluor aufgrund des Partialdrucks des genannten HF in dem Bad bei der Elektrolysetemperatur dann eine Menge von etwa 5 bis 15 Vol. % HF aufnimmt, und daß das HF eine lästige Verunreinigung in den späteren Verwendungen des Fluors darstellt.
Man weiß ebenso, daß unter den Verwendungen des Fluors dieses letztere zum Verbrennen der festen uranhaltigen Bestandteile dient, um das gasförmige Uranhexafluorid zu gewinnen. Diese festen Bestandteile sind insbesondere das Urantetrafluorid (UF&sub4;), aber auch die Oxide oder Oxidfluoride, bei denen das U im Zustand IV oder VI ist.
Eine solche Verbrennung wird allgemein in Gegenwart eines Fluorüberschusses (6 bis 8 % bezogen auf U) zunächst in einem Primärreaktor durchgeführt, gefolgt von einem UF&sub6;-Kristallisator (Kondensator), wobei die nicht umgewandelten oder unverbrannten Bestandteile (etwa 5 % des gebundenen Urans) daraufhin in einem Sekundärreaktor völlig abgebaut werden, ebenfalls gefolgt von einem UF&sub6;-Kristallisator; das reine U- Hexafluorid wird in den Kristallisatoren mit Hilfe einer Kälte, die - 30 ºC erreichen kann, in einen festen Zustand kondensiert. Bei dieser Temperatur ist das HF aufgrund seines geringen Partialdrucks nicht zur Flüssigkeit kondensiert.
Nach dieser Verbrennung und dieser Kristallisation gewinnt man einen gasförmigen Rückstand zurück, der das überschüssige Fluor, die aus der Elektrolyse stammende fluorwasserstoffhaltige Säure, die nicht in die Verbrennung eingeht, das nicht kondensierte Uranhexafluorid und nicht kondensierbare Gase, wie den aus den zugeführten Oxiden herrührenden Sauerstoff und/oder aus verschiedenen Entlüftungen der Gaskreisläufe herrührenden Stickstoff, enthält.
Üblicherweise wird dieser Rückstand nach schonender Filtration und Leiten in eine Kältefalle ohne Rückführung (bei etwa - 15ºC) durch Abbau in einer Säule mit Hilfe einer basischen, allgemein kaliumhaltigen Lösung verarbeitet, die das gesamte Fluor in Form von Fluorid in Lösung gehen läßt und die das Uran in Form von fluorverunreinigtem Uranat ausfällt, wobei das Uranat nicht zurückgewonnen werden kann, ohne es einer vollständigen und langen Umwandlungsbehandlung zu unterziehen.
Die Fluoridlösung wird ihrerseits allgemein mit Kalk behandelt, welcher Kalziumfluorid frei von Uran ausfallt, das nach der Filtration entsorgt werden kann, und welcher das Kalium zur Wiederverwendung regeneriert. Man sieht, daß die Verarbeitung des Rückstands lang und schwierig ist, daß die festwertigen Produkte (UF&sub6;, F&sub2;, HF) in abgebauter oder nicht aufbereitbarer Form kondensiert werden, daß ein zusätzlicher Anteil Kalium verbraucht wird, welches ein teures Reaktionsmittel ist, und daß es immer ein Risiko gibt, daß das ausgeschiedene Kalziumfluorid durch das Uran verschmutzt wird. Desweiteren erhält man das gesamte Fluor in Form von ausgeschiedenen Fluoriden, die einen wesentlichen und kostenaufwendig zu lagernden Anteil der Ausscheidungen darstellen, sowie einen ebenso teuren Fluorverlust.

Beschreibung der Erfindung

Um diese Nachteile zu verringern, hat die Anmelderin ein Verarbeitungsverfahren von Gas auf Fluorbasis entwickelt, welches noch weitere unter den Verfahrensbedingungen nicht kondensierbare gasförmige Bestandteile aufweist, und welches fluorwasserstoffhaltige Säure und andere gasförmige Bestandteile, wie uranhaltige Bestandteile, enthält, die unter den Verfahrensbedingungen kondensieren können, gemäß dem
- das genannte Gas zur Kondensierung von HF und den anderen kondensierbaren Bestandteilen rasch auf eine Temperatur von -78 ºC (+-)3 ºC abgekühlt wird, um getrennt zu erhalten, einerseits gasförmiges Fluor und nicht kondensierbare Gase, die abgeführt werden, und andererseits flüssig kondensierte fluorwasserstoffhaltige Säure, welche weitere kondensierte Bestandteile in Lösung und in Suspension enthält, und
- die so erhaltene Suspension gefiltert wird, um die festen Kondensate von der Lösung auf Basis von anhydriertem flüssigem HF zu trennen.
Man sieht, daß es dieses Verfahren gestattet, jeden der Bestandteile der ursprünglich gasförmigen Mischung in einer ergiebigen, direkt wiederverwendbaren Form getrennt zurückzugewinnen.
Das Ausgangsgas auf Fluorbasis ist im allgemeinen das gefilterte, an hydrierte Restgas, das aus dem Sekundärkondensator zur Produktion von Uranhexafluorid austritt. Es enthält, wie dies gezeigt wurde, überschüssiges Fluor bezogen auf die Stöchiometrie der UF&sub6;-Herstellung, aus der Elektrolyse zur Fluorherstellung herrührende, anhydrierte, gasförmige, fluorwasserstoffhaltige Säure, nicht in dem Sekundärkristallisator aufgefangenes, gasförmiges Uranhexafluorid und unter den Bedingungen des gegebenen Verfahrens nicht kondensierbare Gase (insbesondere O&sub2; und N&sub2;).
Zur Orientierung kann man die üblicherweise beobachteten Volumenanteile der Bestandteile angeben als: HF 10 bis 50 %, UF&sub6; 3 bis 0,2 %, N&sub2; 10 bis 30 %, O&sub2; 5 bis 40 %, F&sub2; bis 10 %.
Die Erfindung besteht somit zunächst im starken Abkühlen des Gases zur Kondensierung des anhydrierten HF zur Flüssigkeit. Die verwendete Temperatur hängt von dem Partialdruck des HF in der gasförmigen Mischung ab, aber man vermeidet einerseits das Effeichen der Kristallisationstemperatur des HF (- 83 º C), andererseits die Verwendung einer Temperatur, die über jener in dem (Sekundär-) Kristallisator verwendeten liegt, aus dem das zu verarbeitende Gas austritt. Man verwendet eine Temperatur von - 78 ºC ± 3 ºC, und vorzugsweise eine Temperatur von - 80 ºC; wenn eine niedrigere Temperatur verwendet wird, riskiert man, festes HF zu kondensieren und die Installation zu verstopfen, während bei einer zu hohen Temperatur der Ertrag von kondensiertem HF ungenügend ist.
Um diese Abkühlung durchzuführen, sind alle Typen von Austauschern oder Kondensatoren geeignet, in denen ein Kälteträgerfluid und das zu behandelnde Gas nicht in Kontakt sind. Man kann somit Röhrenaustauscher oder Plattenaustauscher verwenden, in welchen das kondensierte HF auf der Oberfläche des Austauschers so abläuft, daß das kondensierte feste UF&sub6; mitgenommen wird. Dazu sind die Austauscheroberflächen vorzugsweise vertikal.
Es ist von Interesse, die größtmögliche Spanne zwischen der höchsten Temperatur und der niedrigsten Temperatur des Kälteträgerfluids zur Zeit des Austausches mit dem zu behandelnden Gas zu begrenzen. Deshalb wird es bevorzugt, in der Weise vorzugehen, daß man in dem Kreislauf des Kälteträgerfluids ständig flüssige und gasförmige Phasen bei der gewählten Kühltemperatur vorliegen hat. Man verwendet im allgemeinen fluorierte Kohlenwasserstoffe, die unter der Marke Freons bekannt sind. Es ist vorteilhaft, wenn der besagte Kreislauf eine vollständig geschlossene und dichte Einfassung hat, ein Expansionsgefäß besitzt und unter Druck bleibt, daß das Kälteträgerfluid eine Druck- Temperatur-Dampfkurve besitzt, die zugleich zu der gewählten Kühltemperatur und zu angemessenen Drücken, die 25 bis 40 bar erreichen können, kompatibel ist, und daß man die Kilokalorien zu dem Kälteträgerfluid mit Hilfe eines bestimmten Kilokaloriefluids transportiert, z. B. mit flüssigem Stickstoff, der in einem bestimmten, mit einem Austauscher ausgerüsteten Kreislauf zirkuliert. Somit ist das die Kondensation sicherstellende Kälteträgerfluid von dem die Abführung der Kilokalorien sicherstellenden Kilokalorienfluid getrennt und isoliert.
Zur Zeit des genannten Abkühlvorgangs wird die Mischung aus überschüssigem gasförmigem Fluor (das einige Spuren von nicht kondensiertem HF enthalten kann) und nicht kondensierbaren Gasen abgeführt, um als solche oder nach Kompression wiederverwendet zu werden; es kann aber genauso gut durch eine Waschsäule mit Kalium geführt werden, wie weiter oben beschrieben, wodurch man das Fluor in Form von nicht verschmutztem, handelsfähigem Kaliumfluorid zurückgewinnt; oder es kann auch direkt mit Kalk behandelt werden, um ein unlösliches Kalziumfluorid abzuscheiden. Die nicht kondensierbaren Gase, die frei von Fluor sind, können somit ausgeschieden werden.
Die fluorwasserstoffhaltige Säure und das Hexafluorid werden, je für sich, jeweils in flüssiger und fester Form kondensiert. Die Säure läuft auf den Austauschoberflächen des Kreislaufs des Kälteträgerfluids ab, wobei sie die festen Hexafluoridpartikel mitnimmt. Man erhält eine Suspension von festem UF&sub6; in flüssigem HF, wobei letzteres ebenso eine geringe Menge UF&sub6; aufgrund einer sehr leichten Restlöslichkeit in Lösung enthält; man hält die genannte Suspension bei niedriger Temperatur, um die Lösung des festen UF&sub6; in HF zu vermeiden.
Wenn sich Feststoffansammlungen (UF&sub6;) in dem Kondensator bilden, genügt es, seine Temperatur auf etwa 60 bis 80 ºC zu erhöhen, um UF&sub6; zu sublimieren und den Apparat zu säubern.
Im folgenden Schritt gemäß der Erfindung wird die erhaltene Suspension bei niedriger Temperatur gefiltert, um den in Suspension befindlichen Festanteil (UF&sub6;) zurückzuhalten und das flüssige HF abzuführen, das als solches verwendet werden kann, soweit sein leichter Restgehalt an löslichem UF&sub6; nicht störend ist.
Die Filtration läßt sich einfach mit allen porösen Materialtypen durchführen, die gegenüber dem Milieu (anhydriertem HF, UF&sub6; ...) resistent sind und allgemein eine Porösität von etwa 20 um besitzen; sie ist unmittelbar, ihre Schnelligkeit überschreitet allgemein 5m³/m²h, ja sogar m³/m²h. Die gesinterten Materialien sind gut geeignet, z. B. die Filterkerzen, aber genauso die Tücher wenn nötig in mehrfachen Lagen, die Fasermatten .. . Als Materialien kann man die Metalle verwenden, die gewöhnlichen Stahle, rostfreien Stahl, die Legierungen auf Basis von Cu, Ni, Cr (monel ...) etc..., aber auch Verbundwerkstoffe, die Keramiken, die synthetischen Materialien (Teflon) ... .
Das auf dem Filter zurückgehaltene reine UF&sub6; wird, wie zuvor, durch Sublimation zwischen 60 und 80 ºC zurückgewonnen und weiterbefördert zu einem Kristallisator, um dann wie gewöhnlich konditioniert zu werden. Man gewinnt üblicherweise in diesem Stadium mehr als 99,5 % des in den zu behandelnden Gasrückständen enthaltenen UF&sub6; zurück.
Wenn man die Reinheit des das durch die Filtration zurückgewonnenen und noch lösliche UF&sub6;-Reste enthaltenden, flüssigen HF zu verbessern wünscht, kann man vorteilhafterweise gemäß der Erfindung das genannte HF bei etwa 20 bis 30 ºC verdampfen und es dann über ein Aktivkohlebett führen, das die Gesamtheit des UF&sub6; fixiert, das zurückbleibt, indem es eine stabihe Verbindung mit den Kohlenstoff bildet.
Der Kohlenstoff fixiert üblicherweise zwischen 70 % und 130 % seines Gewichts an Uraniumelement. Die Reinigungsbehandlung erlaubt es, ein HF zu erhalten, das weniger als 10 ppm U enthält, typischerweise weniger als 1 ppm U, ja sogar allgemein weniger als 0,5 ppm.
Üblicherweise bietet die Aktivkohle eine Granulometrie von 2 bis 10 mm, um jeglichen Verlust überschüssiger Ladung zu vermeiden und den Durchgang des zu reinigenden Gases zu erleichtern, sowie eine gute Zugangsporösität und eine spezifische Oberfläche, die ausreicht, um eine gute Wirkungsfähigkeit zu erreichen. Vor der Benutzung wird es bevorzugt, sie bei Hitze unter Vakuum zu desorbieren ( 140 ºC), um jede Spur von Luft und Feuchtigkeit zu entfernen.
Nach der Fixierung wird das Aktivkohlebett auf etwa 140 ºC unter Unterdruck erhitzt, um das HF, das durch den Kohlenstoff zur Zeit der Fixierung adsorbiert worden ist, herauszuholen und wiederzugewinnen; der Kohlenstoff wird nach Desorption chemisch behandelt, um die stabile Verbindung zwischen UF&sub6; und dem Kohlenstoff zu zerstören und das Uran zurückzugewinnen. Die Behandlung kann zum Beispiel eine Hydrolyse durch H&sub2;O zur Erzielung von löslichem UO&sub2;F&sub2; sein, oder ein leicht basisches Milieu, oder ein saures Milieu (z. B. HNO&sub3;). Die Zurückgewinnungsverarbeitung kann ebenso in einer Verbrennung von C bestehen, um eine wiedergewinnbare, uranhaltige Asche zu erhalten.
Das Aktivkohlebett, das üblicherweise in einer Säule enthalten ist, ist vorteilhafterweise mit einem Serpentin ausgestattet, der es gestattet, es entweder zur Zeit des Durchflusses von gasförmigem HF zu kühlen, wobei ein Teil des letzteren in Form kondensierter Flüssigkeit auf dem Kohlenstoff unter Abgabe entsprechender Kondensationswärme adsorbiert wird, oder es wiederzuerhitzen, um das genannte adsorbierte HF zu desorbieren.
Die Figur 1/1 zeigt das Verfahren gemäß der Erfindung; sie enthält insbesondere die vorteilhafte Kondensiervorrichtung und die zusätzliche Verarbeitung zur Reinigung des aufgefangenen HF.
A zeigt die Einfassung des Kondensator-Austauschers, in der das zu behandelnde Restgas bei (5) penetriert und aus welcher das gereinigte Fluor und die nicht kondensierbaren Gase bei (6) und anhydriertes flüssiges HF und in Suspension befindliches, festes UF&sub6; bei (7) austritt.
B zeigt die geschlossene Einfassung des aus einem Siedekessel ausgetretenen flüssigen Kälteträgers, welcher aus vertikalen Wärmetauscherrohren (B1) besteht, die miteinander durch einen Kollektor (B2) und ein Ausdehnungsgefäß (D) verbunden sind, welches eine Flüssig-Gas-Grenzschicht (4) umfaßt und mit der geschlossenen Einfassung (B) über ein Rohr (3) verbunden ist. In der geschlossenen Einfassung liegen immer die flüssigen und gasförmigen Phasen des Kälteträgerfluids in der Art vor, daß es eine konstante Kondensationstemperatur besitzt. Die genannte geschlossene Einfassung steht unter Druck. Die Austauschoberflächen der vertikalen Rohre sind selbstreinigend aufgrund des ablaufenden, flüssigen, kondensierten HF, das die festen Partikel des in Suspension befindlichen, kondensierten UF&sub6; mitnimmt.
C stellte eine Austauschvorrichtung dar, die die Lieferung von Kilokalorieren an das in der Einfassung (B) enthaltene flüssige Kältemittel sicherstellt. Im vorliegenden Falle handelt es sich um einen massiven Austauscher, in dem die Rohre (C) und ein bestimmter Kreislauf für das Kälteträgerfluid (z. B. flüssiger Stickstoff), das dort bei (1) eintritt und bei (2) austritt, eingebaut sind.
E stellt eine wärmedämmende Ummantelung dar, die den Kondensator (B) und den Austauscher (C) umschließt.
F stellt eine zwischengeschaltete Speicherkapazität dar, die das aus dem Kondensator (A) abgeleitete Kondensat (7), eine Suspension aus solidem UF&sub6; in flüssigem HF, empfängt.
G stellt die Einfassung zur Flüssig-Fest-Trennung dar, wobei die Trennung z. B. über Kerzen aus gesintertem, rostfreiem Stahl geschieht; sie wird bei (8) durch die in (F) gespeicherte Suspension gespeist. Bei (10) tritt aus ihr das flüssige HF aus, das einen Rest an UF&sub6; in Lösung enthält (Restlöslichkeit von UF&sub6; in flüssigem HF) und in dem zwischengeschalteten Volumen (H) gespeichert wird; das auf den Kerzen zurückgehaltene UF&sub6; wird gelegentlich abgeführt, indem die Einfassung erhitzt wird, um es zu sublimieren, wobei das Gas über (9) zu den gewöhnlichen Kristallisatoren befördert wird, die reines UF&sub6; kondensieren (nicht dargestellt).
Das in dem (H) enthaltene HF kann über (12) abgeleitet werden, um als solches verwendet zu werden, falls es nicht gereinigt wird. Dazu:
I stellt einen Ofen zur Verdampfung von HF dar, welches über (11) aus dem Reservoir (H) zugeführt wird; es tritt über (13) HF und UF&sub6; gasförmig aus.
J stellt eine Absorptionssäule dar, die mit Aktivkohlegranulat gefüllt ist, in welchem ein Serpentin (M) mit einem Eintritt (16) und einem Austritt (17) für Kühl- oder Heizfluid eingelassen ist. Aus (14) tritt das gasförmige HF rigoros gereinigt aus (sein Gehalt an U kann bequem 0,1 ppm unterschreiten), das in (K) kondensiert wird, um gespeichert zu werden und bei (L) über (15) zur Verfügung gestellt zu werden. Die Aktivkohle, wenn sie erst einmal mit UF&sub6; gesättigt ist, wird mit Hilfe des Serpentin (M) erhitzt, um ausschließlich HF zu desorbieren und zurückzugewinnen, wobei UF&sub6; fest an dem Kohlenstoff gebunden bleibt. Man braucht dann nur noch die Aktivkohle auszuräumen, um sie, wie bereits gesehen, zu behandeln.
Man sieht somit, däß man gemäß der Erfindung getrennt zurückgewinnen kann:
- Fluor, das nicht mit U oder HF verschmutzt ist, sondern nicht kondensierbare Gase enthält; es kann als solches verwendet werden oder auch neutralisiert werden, um einen nicht verschmutzten Festanteil abzuscheiden.
- Reines HF, frei von Uran, das zum Beispiel mit der Fluorelektrolyse recyclebar ist oder zur Herstellung von UF&sub4;.
- UF&sub6; von Marktqualität.
Somit gestattet es das Verfahren gemäß der Erfindung, die Quantität von ausgeschiedenen Fluoriden und das Risiko ihrer Verschmutzung durch das Uran beträchtlich zu reduzieren.

Beispiel

Dieses Beispiel illustriert die kontinuierliche Verarbeitung von Endgasen, die aus einem Verfahren zur Produktion von UF&sub6; abgeleitet werden, das durch Verbrennung von UF&sub4; in dem Fluor erzeugt wird. Die Charakteristiken dieser Verbrennung sind die folgenden:
- Fluor Gehalt an HF = 7 % (Volumen)
Ausstoß: 300 kg/h
- UF&sub4; Gehalt an UF&sub4; 94,97 % (Gewicht)
UO&sub2; 2 % (Gewicht)
UO&sub2;F&sub2; 3 % (Gewicht)
H&sub2;O 0,03 % (Gewicht)
Das hergestellte gasförmige UF&sub6; wird in Reihenkristallisatoren kristallisiert, deren kältester - 25 ºC hat, bei einer Menge von 2,52 t/h.
Die gasförmigen Reste (Endgas), die aus dem Kristallisator austreten, haben die folgenden Charakteristiken: Ausstoß: 43,2 kg/h Temperatur: 20 º C Zusammensetzung: Ausstoß Partialdruck hPa (mbar) Total
* Der Assoziationsgrad von HF ist bei dieser Temperatur 3.
Sie werden in einer Anlage des Typs wie dem in der Fig. 1 beschriebenen behandelt.
Der Kondensator (A), der HF in flüssiger Form und UF&sub6; in fester Form kondensiert, arbeitet mit - 80 ºC dank 50 l/h flüssigen Stickstoffs, der bei (1) in den Austauscher (C) eingeleitet wird.
Die bei (6) austretene Gasphase hat - 80 ºC und einen Totaldruck von 790 hPa mit der folgenden Zusammensetzung: Ausstoß Partialdruck hPa (mbar) Total
Man sieht, däß sie kein UF&sub6; mehr enthält und nur einige Spuren nicht kondensiertes HF.
Dieser Gasfluß, wie dies beschrieben worden ist, wird auf einen Kaliumwaschturm geleitet (nicht dargestellt) über Zwischenschaltung einer Kältefalle (ebenfalls nicht dargestellt), die auf - 15 ºC gehalten wird und dazu bestimmt ist, den Kondensator (A) vor aus der Waschsäule rückdiffundiertem Wasser zu schützen. Er wird mit Hilfe einer Lösung aus KOH gewaschen, deren Konzentration sich zwischen 250 und 100 g/l ausbildet. Die Produktion von löslichem KF beträgt 18,6 kg/h; nachdem die KF-Lösung mit dem Kalk behandelt worden ist, hat man 12,5 kg/h CaF&sub2; erhalten, das unlöslich, nicht verschmutzt, abscheidbar und von dem recyclebaren Kalium regeneriert ist. Das erhaltene, nicht ver schmutzte KF könnte ebenfalls, so wie es ist, verwendet werden.
Es treten aus dem Waschturm außerdem nicht kondensierbare Gase (O2, N2) bei 30 ºC und unter 500 hPa aus, die frei von fluorierten Produkten und bei Umgebungsdruck ausscheidbar sind.
Die bei (7) aufgefangene Suspension hat die folgende Zusammensetzung: Ausstoß (kg/h) flüssiges HF lösliches UF&sub6; festes UF&sub6;
Sie wird in (G) bei - 80 ºC mittels der Schwerkraft durch die Kerzen aus gesintertem, rostfreiem Stahl gefiltert, und man gewinnt 12,7 kg/h HF zurück, das 0,5 % U, d. h. 0,09 kg UF&sub6;/h in Lösung enthält. Das auf den Filtern bei einer Menge von 1,4 kg/h zurückgehaltene UF&sub6; ist durchsetzt von 5 % HF.
Dieses filtrierte UF&sub6; wird durch Erhitzen auf 60 ºC über 15 Stunden zurückgewonnen; das so sublimierte UF&sub6; wird über (9) zu dem Hauptkristallisator gefördert. Während dieses Vorgangs wird die Suspension (7) bei (F) gespeichert.
Das lösliches UF&sub6; enthaltende HF wird in den auf 30 ºC gehaltenen Siedekessel (I) transferiert. Das erhaltene gasförmige UF&sub6; fließt durch eine Säule (J), die mit Aktivkohle zur Fixierung von UF&sub6; gefüllt ist.
Das erhaltene gereinigte HF wird in (K) bei + 10 ºC kondensiert, enthält weniger als 1 ppm U und ist als solches recyclebar.
Man sieht, daß Dank des Wiedergewinnungsverfahrens gemäß der Erfindung der Festausstoß schlimmstenfalls nur 12,5 kg/h nicht verschmutztes CaF&sub2; beträgt, während er gemäß den gewöhnlichen Verfahren 38,3 kg/h verschmutzten CaF&sub2; betragen hätte.

Claims

1. Verarbeitungsverfahren von Gas auf Fluorbasis, welches noch weitere unter den Verfahrensbedingungen nicht kondensierende gasförmige Bestandteile aufweist, und welches fluorwasserstoffhaltige Säure und andere gasförmige Bestandteile, wie uranhaltige Bestandteile, enthält, die unter den Verfahrensbedingungen kondensieren können, gemäß dem

- das genannte Gas zur Kondensierung von HF und den anderen kon densierbaren Bestandteilen rasch auf eine Temperatur von -78ºC (+-) 3ºC abgekühlt wird, um getrennt zu erhalten, einerseits gasförmiges Fluor und nicht kondensierende Gase, die abgeführt werden, und andererseits flüssig kondensierte fluorwasserstoffhaltige Säure, welche weitere kondensierte Bestandteile in Lösung und in Suspension enthält, und

- die so erhaltene Suspension gefiltert wird, um die festen Kondensate von der Lösung auf Basis von wasserfreiem flüssigen HF zu trennen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühltemperatur -80ºC beträgt.

3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen in einem Austauscher bei Gegenwart flüssiger und gasförmiger Phasen eines Kälteträgerfluids, das in einem geschlossenen und dichten Kreislauf enthalten ist, geschieht.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kilokalorien dem Kälteträgerfluid über ein Kühlmittel, bevorzugterweise flüssiger Stickstoff zugeführt werden, das in einem Kreislauf zirkuliert, der von dem des Kälteträgerfluids verschieden ist und mit einem Austauscher ausgerüstet ist.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen mit Hilfe senkrechter Austauschoberflächen geschieht, auf denen das kondensierte flüssige HF herabrinnt, wobei es die anderen kondensierten festen Bestandteile mitnimmt.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Filtration zurückgehaltene feste Kondensat, wenn es sich um Uranhexafluorid handelt, erhitzt wird, um sublimiert und zurückgewonnen zu werden.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die während der Filtration zurückgewonnene fluorwasserstoffhaltige Säure gereinigt wird, nachdem sie vergast worden ist, indem sie durch ein Aktivkohlebett hindurchgeleitet wird, welches HF absorbiert und die in der genannten flüssigen Säure verbliebenen Bestandteile durch Kondensation fixiert.

8. Verfahren gemäß dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in Lösung verbliebene Bestandteil das Uranhexafluorid ist, und daß die Aktivkohle, die das genannte Hexafluorid fixiert hat, chemisch behandelt wird, um das enthaltene Uran zurückzugewinnen, nachdem sie zur Desorption des HF erhitzt worden ist.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle durch Hydrolyse oder mit einer Säure behandelt wird.