EA024897B1 - ПРИМЕНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЯ KMgFДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ В ФОРМЕ ФТОРИДОВ И/ИЛИ ОКСИФТОРИДОВ В ГАЗОВОЙ ИЛИ ЖИДКОЙ ФАЗЕ - Google Patents

ПРИМЕНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЯ KMgFДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ В ФОРМЕ ФТОРИДОВ И/ИЛИ ОКСИФТОРИДОВ В ГАЗОВОЙ ИЛИ ЖИДКОЙ ФАЗЕ Download PDF

Info

Publication number
EA024897B1
EA024897B1 EA201391794A EA201391794A EA024897B1 EA 024897 B1 EA024897 B1 EA 024897B1 EA 201391794 A EA201391794 A EA 201391794A EA 201391794 A EA201391794 A EA 201391794A EA 024897 B1 EA024897 B1 EA 024897B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
compound
liquid phase
uranium
metals
hexafluoride
Prior art date
Application number
EA201391794A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201391794A1 (ru
Inventor
Бертран Морель
Лоррэн Лейт
Лоран Мош
Ален Демург
Ромэн Кларен
Ален Трессо
Этьен Дюран
Original Assignee
Комюрекс Сосьете Пур Ля Конверсьон Де Л'Юраниюм Ан Металь Э Эксафлюорюр
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Комюрекс Сосьете Пур Ля Конверсьон Де Л'Юраниюм Ан Металь Э Эксафлюорюр filed Critical Комюрекс Сосьете Пур Ля Конверсьон Де Л'Юраниюм Ан Металь Э Эксафлюорюр
Publication of EA201391794A1 publication Critical patent/EA201391794A1/ru
Publication of EA024897B1 publication Critical patent/EA024897B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00—Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02—Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • C22B60/0204—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium
    • C22B60/0217—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes
    • C22B60/0252—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries
    • C22B60/0278—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries by chemical methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B01D53/685—Halogens or halogen compounds by treating the gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/046—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium containing halogens, e.g. halides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3028—Granulating, agglomerating or aggregating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B9/00—General methods of preparing halides
    • C01B9/08—Fluorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/02—Fluorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00—Compounds of magnesium
    • C01F5/26—Magnesium halides
    • C01F5/28—Fluorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G43/00—Compounds of uranium
    • C01G43/04—Halides of uranium
    • C01G43/06—Fluorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G43/00—Compounds of uranium
    • C01G43/04—Halides of uranium
    • C01G43/06—Fluorides
    • C01G43/063—Hexafluoride (UF6)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00—Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02—Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • C22B60/0204—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium
    • C22B60/0213—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by dry processes
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/42—Reprocessing of irradiated fuel
    • G21C19/44—Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
    • G21C19/46—Aqueous processes, e.g. by using organic extraction means, including the regeneration of these means
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/306—Alkali metal compounds of potassium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/402—Alkaline earth metal or magnesium compounds of magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/82—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by IR- or Raman-data
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к области улавливания металлов из газовой или жидкой фазы. Изобретение относится к применению соединения формулы KMgFдля улавливания металлов, присутствующих в форме фторидов и/или оксифторидов в газовой или жидкой фазе. Изобретение также относится к способу улавливания металлов, присутствующих в форме фторидов и/или оксифторидов в газовой или жидкой фазе, включающему стадию, на которой соединение KMgFприводят в контакт с указанной газовой или жидкой фазой, содержащей металлы, подлежащие улавливанию. Технический результат заявленного изобретения состоит в предоставлении простого и доступного средства, позволяющего эффективно улавливать примеси металлов, присутствующих в газовой или жидкой фазе, содержащей гексафторид уран, таким образом, чтобы полученный в итоге гексафторид урана удовлетворял требованиям стандарта ASTM C787, но при этом без улавливания или лишь с незначительным улавливанием самого гексафторида урана.

Description

Настоящее изобретение относится к области улавливания металлов из газовой или жидкой фазы.
Более конкретно, изобретение относится к применению трифторида магния и калия (именуемого далее соединение КМдр3) для улавливания металлов, присутствующих в форме фторидов и/или оксифторидов в газовой или жидкой фазе.
Изобретение также относится к способу улавливания металлов, присутствующих в форме фторидов и/или оксифторидов в газовой или жидкой фазе, с использованием соединения КМ§Р3.
В значительной мере настоящее изобретение применимо в ядерной промышленности, где оно может быть с успехом применено для очистки гексафторида урана (ИР6), присутствующего в газообразном или жидком потоке, от примесей металлов, которые также присутствуют в этом потоке.
Уровень техники
Ядерный топливный цикл охватывает все стадии, которые, от добычи урановой руды до хранения отходов, делают возможным производство топлива для ядерных реакторов с целью выработки подлежащей распределению электроэнергии.
Этот цикл включает стадию, заключающуюся в преобразовании урана, извлеченного из шахт, концентрированного в форме желтого кека, в гексафторид урана и одновременное обеспечение такой степени его чистоты, которая соответствует требованиям производства ядерных топлив.
Эта степень чистоты в настоящее время установлена стандартом А8ТМ С787, в соответствии с которым гексафторид урана, в основном, должен содержать менее 1 ч./млн примесей.
Однако желтый кек может содержать несколько тысяч ч./млн примесей в виде летучих фторидов и/или оксифторидов, в частности молибдена (Мо), ванадия (V) и вольфрама (А).
Ядерный топливный цикл в том виде, в котором он применяется во Франции, также включает стадию намеренного преобразования нитрата уранила, получаемого при переработке отработанного топлива, в гексафторид урана ввиду его повторного применения в качестве сырья при производстве нового топлива.
В этом случае гексафторид урана, полученный при таком преобразовании, также должен удовлетворять требованиям стандарта А8ТМ С787.
Нитрат уранила, полученный при переработке отработанного топлива, сам по себе также содержит несколько десятков частей на миллиард примесей в виде летучих фторидов и/или оксифторидов, таких как фториды и/или оксифториды технеция (Тс), нептуния (Νρ) и плутония (Ри).
Уже исследовано несколько подходов к очистке гексафторида урана.
В частности, возможно:
a) очищать уран путем экстракции жидкости жидкостью в среде азотной или серной кислоты, однако этому способу свойственен недостаток, заключающийся в образовании большого количества стоков, нуждающихся в обработке;
b) перегонять гексафторид урана, однако этот способ предусматривает установку колонн высотой в несколько десятков метров и необходимость обработки примесей, образующихся при перегонке;
c) селективно осаждать уран в форме тетроксида урана (ИО4) по реакции с пероксидом водорода, однако этот способ оказался неэффективным при очистке урана от примесей металлов, которые могут образовывать пероксиды, такие как ванадий, титан (Τί) и цирконий (Ζτ);
й) очищать гексафторид урана путем пропускания среды, в которой он присутствует, через ловушку, способную задерживать примеси, которые желательного из него удалить.
Было показано, что ловушки, состоящие из дифторида магния (М§Р2), трифторида алюминия (А1Р3), фторида натрия (ΝαΡ) или, опять же, дифторида кальция (СаР2), способны, если они обладают достаточной удельной площадью поверхности, удерживать пентафторид ванадия (νΡ5) и оксид трифторид ванадия (νθΡ3).
Кроме того, было показано, что дифторид магния также способен удерживать тетрафторид титана (ΤίΡ4), пентафторид ниобия (№Р5), пентафторид тантала (ТаР5) и пентафторид сурьмы (8ЬР5), гексафторид молибдена (МоРб) и фториды технеция. Применение дифторида магния для очистки гексафторида урана от технеция, кроме того, описано в патенте И8 5826163 (ссылка [1]).
Однако в ходе работы авторы изобретения обнаружили, что применение ловушек, состоящих из дифторида магния, не может рассматриваться в контексте очистки гексафторида урана в промышленном масштабе, главным образом потому, что дифторид магния удерживает некоторое количество гексафторида урана, фактически, эквивалентное количеству фторидов и оксифторидов, которые нужно из него удалить.
Это вызывает быстрое засорение таких ловушек, что влечет за собой необходимость их частой замены новыми ловушками.
Авторы изобретения, таким образом, поставили перед собой общую цель отыскания материала, способного улавливать примеси, присутствующие в гексафториде урана после преобразования желтого кека или переработки нитрата уранила, который бы не обладал ни одним из недостатков, свойственных дифториду магния.
В частности, ими поставлена цель, заключающаяся в том, что этот материал должен быть способен
- 1 024897 в достаточной степени улавливать примеси, присутствующие в гексафториде урана, так, чтобы гексафторид урана удовлетворял требованиям стандарта ΆδΤΜ С787, но без улавливания или лишь с незначительным улавливанием самого гексафторида урана.
Ими поставлена цель, заключающаяся в том, что этот материал должен быть пригоден для очистки гексафторида урана и тогда, когда он находится в жидкой фазе, и тогда, когда он присутствует в газовой фазе.
Ими поставлена дополнительная цель, заключающаяся в том, что этот материал должен быть доступен для приобретения или, за неимением этого, его можно было бы получить способами, простыми в эксплуатации, и при затратах, совместимых с промышленным производством.
Описание изобретения
Эти цели достигнуты благодаря настоящему изобретению, которым предлагается применение соединения КМ§Р3 для улавливания металлов, присутствующих в форме фторидов и/или оксифторидов в газовой или жидкой фазе.
В ходе работы, авторами изобретения обнаружено, что соединения КМ§Р3, при приведении в контакт с газовой или жидкой фазой, в которой такие металлы, как технеций, рений, ванадий, молибден, ниобий, тантал, сурьма и титан, присутствуют в форме фторидов и/или оксифторидов, способны очень эффективно удерживать эти металлы.
Также обнаружено, что, с другой стороны, эти соединения удерживают гексафторид урана лишь в небольшом количестве или только очень незначительно.
Применение соединений КМ§Р3, следовательно, представляет большой интерес с точки зрения очистки гексафторида урана и, в частности, гексафторида урана, получаемого в результате преобразования природного урана или преобразования урана, продукта переработки отработанного ядерного топлива.
В соответствии с настоящим изобретением, соединение КМ§Р3 предпочтительно обладает удельной площадью поверхности, равной или больше 30 м2/г, измеренной методом Брунауэра, Эмметта и Теллера, лучше известным под наименованием БЭТ, для этого соединения в порошкообразном состоянии. Действительно, авторами изобретения обнаружено, что улавливающая способность соединений КМ§Р3 выше, когда удельная площадь поверхности этих соединений, по меньшей мере, равна указанной величине.
Однако является предпочтительным, чтобы удельная площадь поверхности соединения КМ§Р3 не превышала 150 м2/г, это величина, при превышении которой его химическая устойчивость начинает нарушаться, что является препятствием для его применения с целью улавливания металлов.
Следовательно, соединение КМ§Р3, как правило, обладает удельной площадью поверхности в диапазоне от 30 до 150 м2/г и, еще лучше, от 70 до 120 м2/г.
В контексте настоящего изобретения соединение КМ§Р3 может быть применено в форме свободнотекучего порошка. Однако из соображений падения давления в устройствах (например, колонного типа), в которых оно будет применяться, является предпочтительным, чтобы это соединение имело форму твердых элементов, получаемых способами, традиционно используемыми для преобразования порошков: агломератов, гранул, таблеток или подобных им типов.
Так, например, доказано, что применение соединения КМ§Р3 в форме таблеток, наибольший размер которых равен самое большее 3 мм, и особенно таблеток, размеры которых лежат в диапазоне от 2 до 3 мм, является особенно эффективным.
Кроме того, соединение КМ§Р3 может быть применено само по себе или совместно с другим соединением, известным благодаря своей способности улавливать химические частицы и, в частности, частицы фторированных и/или оксифторированных металлов. Так, например, соединение КМ§Р3 может быть применено в сочетании с дифторидом магния, в каковом случае является предпочтительным, чтобы массовая доля соединения КМ§Р3 в смеси КМ§Р3/М§Р2, по меньшей мере, равнялась 0,2.
В какой бы форме его не применяли, соединение КМ§Р3 способно улавливать металлы, присутствующие в газовой или жидкой фазе в форме фторидов и/или оксифторидов, как только его приводят в контакт с этой фазой.
Пригодное соединение КМ§Р3, подходящее для применения в соответствии с настоящим изобретением, может быть получено способами, отличающимися простотой реализации.
Так, оно может быть получено, в частности, путем осуществления реакции между соединением магния, например тетрагидратом диацетата магния, и дифторидом калия в растворе спирта или смеси спиртов в присутствии фтороводородной кислоты и последующего - обжига продукта этой реакции.
При нагреве микроволновым излучением, предпочтительно в диапазоне температур от 100 до 200°С, эта реакция ведет к образованию соединений КМ§Р3 с большой удельной площадью поверхности, обычно, равной или превосходящей 100 м2/г при определении методом БЭТ.
Как вариант, оно также может быть получено путем пропитки дифторида магния предпочтительно с большой удельной площадью поверхности, водным раствором, содержащим дифторид калия и, возможно, фтороводородную кислоту, при этом такую пропитку предпочтительно проводят при температуре порядка 50-70°С. В зависимости от стехиометрических соотношений, получаемый продукт может состоять только из КМ§Р3 или из смеси КМ§Р3 и М§Р2. В этом отношении обнаружено, что для получения продукта, анализ которого рентгенодифракционным методом показывает, что он состоит только из
- 2 024897
КМ§Р3, необходимо соотношение КР/МдР2, превышающее 1,1.
Другим объектом настоящего изобретения является способ улавливания металлов, присутствующих в форме фторидов и/или оксифторидов в газовой или жидкой фазе, включающий стадию, на которой соединение КМдР3 приводят в контакт с указанной газовой или жидкой фазой, содержащей металлы, подлежащие улавливанию.
В предпочтительном варианте осуществления заявленного способа металлы, подлежащие улавливанию, выбирают из группы, в которую входят технеций, рений, ванадий, молибден, ниобий, тантал, сурьма и титан.
В другом предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению газовая или жидкая фаза, которую приводят в контакт с соединением КМ§Р3, содержит гексафторид урана. Предпочтительно указанный гексафторид урана получают в результате преобразования природного урана или урана, полученного переработкой отработанного ядерного топлива.
В предпочтительном варианте осуществления заявленного способа, чтобы оптимизировать улавливающую способность соединения КМдР3, является предпочтительным перед применением подвергнуть его обработке фторированием, которая позволяет снизить количество удерживаемого урана.
Такая обработка фторированием может быть осуществлена путем приведения соединения КМ§Р3 в контакт либо с чистым фтором, либо со смесью, содержащей фтор и один или несколько других газов, подобранных из инертных газов, таких как, например, молекулярный азот или аргон, и фторсодержащих газов, таких как, например, смесь фтора, аргона и фтороводородной кислоты. Так, например, обработка, фторированием может быть осуществлена путем применения смеси фтора, молекулярного азота и фтороводородной кислоты.
Обработка фторированием может быть проведена при температуре в диапазоне от комнатной температуры до 500°С, предпочтение отдается температуре в диапазоне от 200 до 300°С.
Кроме того, соединение КМ§Р3 предпочтительно используют, т.е. приводят в контакт с газовой или жидкой фазой, при температуре в диапазоне от 80 до 200°С, понимая, что оно также может быть применено при других температурах и, особенно, при комнатной температуре, т.е. температуре, преобладающей в окружающей среде, в которой его планируется применять.
В соответствии с настоящим изобретением, такое приведение в контакт предпочтительно сохраняют в течение времени минимум 20 с и предпочтительно в диапазоне от 60 до 300 с - в случае газовой фазы - и в диапазоне от 60 до 600 с - в случае жидкой фазы, в зависимости от примесей.
Это дополнительное описание, конечно, приведено только для пояснения изобретения и никоим образом не является его ограничением.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема экспериментального устройства, которое позволило авторам изобретение произвести оценку пригодности соединений КМ§Р3 для применения в качестве ловушек для фторидов и оксифторидоз, присутствующих в газовой фазе.
На фиг. 2 представлен рентгенодифракционный спектр порошка КМ§Р3 до того, как этот порошок применяли для улавливания гексафторида рения.
На фиг. 3 представлен рентгенодифракционный спектр порошка, рентгенодифракционный спектр которого представлен на фиг. 2, но после того, как этот порошок применяли для улавливания гексафторида рения и до того, как этот порошок был снова приведен в контакт с окружающим воздухом.
На фиг. 4 представлен рентгенодифракционный спектр порошка, рентгенодифракционный спектр которого представлен на фиг. 2, но после того, как этот порошок применяли для улавливания гексафторида рения и после того, как этот порошок был снова приведен в контакт с окружающим воздухом.
На фиг. 5 представлен спектр, полученный при помощи инфракрасной спектроскопии с Фурьепреобразованием (ИК-Фурье-спектр) для порошка, рентгенодифракционный спектр которого представлен на фиг. 4.
Подробное описание конкретных вариантов осуществления изобретения
Пример 1. Получение соединения КМдР3 с применением микроволнового излучения.
В реактор объемом 100 мл, изготовленный из политетрафторэтилена (Тейои™), поместили следующее: 40 мл изопропанола, 1,8 г тетрагкдрата диацетата магния (Мд(СН3СОО)2-4Н2О), 0,71 г дифторида калия (КР, НР), 360 мл 40%-ной жидкой фтороводородной кислоты (НР) и магнитную мешалку.
Реактор закрыли, после чего поместили в держатель, позволяющий регулировать давление и температуру в реакторе.
Сам держатель поместили в микроволновую печь, продаваемую компанией СЕМ под торговой маркой Мат8 5™. Эту печь, которая работает при частоте 2,45 ГГц, настроили на уровень мощности 300 Вт и запрограммировали на достижение температуры 150°С за 5 мин и поддержание этой температуры в течение 1 ч.
Продукт синтеза, полученный на этой стадии, затем центрифугировали 10 мин при 5000 оборотов в минуту (об/мин), после чего сушили 2 ч в сушильной печи при 100°С. После этого его обжигали в течение 5 ч при 300°С.
- 3 024897
Полученный таким образом продукт в порошкообразной форме представлял собой КМ§Р3 и характеризовался удельной площадью поверхности 120 м2/г, определенной методом БЭТ.
Пример 2. Получение соединения КМ§Р3 путем пропитки.
В настоящем примере получение соединения КМдЕ3 проводили способом, известным как способ пропитки. Его осуществили в соответствии со следующим протоколом.
7,1 г дифторида калия (КЕ, НЕ) растворили в 10 мл воды.
Затем в этот раствор добавили 5,2 г дифторида магния (М§Р2) с удельной площадью поверхности, равной 80 м2/г.
Затем полученную таким образом суспензию перемешивали 4 ч при 60°С, потом поместили на 48 ч при комнатной температуре.
Полученный продукт затем высушили при 100°С в сушильной печи, промыли 200 мл воды, центрифугировали 10 мин при 5000 об/мин, снова высушили при 100°С в сушильной печи, после чего обжигали в течение 5 ч при 200°С.
Таким образом получили продукт в порошкообразной форме, состоящий из КМдЕ3 и характеризующийся удельной площадью поверхности 30 м2/г, определенной методом БЭТ.
Пример 3. Оценка способности соединения КМдЕ3 улавливать гексафторид технеция (ТсЕ6) и идентификация продуктов, образовавшихся в ходе этого улавливания.
Данный пример относится к испытанию, направленному на оценку способности соединения КМдЕ3 улавливать ТсЕ6 и идентификацию продуктов, образующихся в ходе реакции соединения КМдЕ3 с гексафторидом технеция.
Поскольку технеций является радиоактивным элементом, испытание проводили с применением гексафторида рения, который обладает такими же свойствами, как и гексафторид технеция - в силу того, что рений и технеций входят в одну и ту же группу (УПВ) Периодической системы элементов Менделеева - но более стабилен.
Испытание заключалось в пропускании газообразного потока гексафторида рения над образцом соединения КМ§Р3 в устройстве, из которого заранее удалили все следы влаги с целью предотвращения гидролиза гексафторида рения, и затем, в идентификации посредством рентгенодифракционного анализа и инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием соединений, образовавшихся в результате реакции соединения КМ§Р3 с гексафторидом рения.
Это испытание провели с применением соединения КМдЕ3 в порошкообразной форме, полученного, как описано в примере 1 выше; и экспериментального устройства 10, схематично представленного на фиг. 1.
Как показано на этой фигуре, устройство включает съемный держатель 12 образца, который расположен на траектории трубы 14 и в который предполагается поместить соединение КМ§Р3. Труба 14 снабжена двумя клапанами на четверть оборота, соответственно, 16 и 18, которые расположены по обеим сторонам от держателя 12 образца и которые позволяют изолировать его от остальной части устройства, главным образом, с целью его установки и снятия.
Конец 14а трубы 14 соединен с первым контуром, позволяющим подавать в устройство, во-первых, гексафторид рения и, во-вторых, аргон.
Первый контур включает баллон 20, в котором находился сжатый гексафторид рения и который снабжен редукционным клапаном, соединенным с клапаном 22 на четверть оборота, соединенным с концом 14а трубы 14 посредством трубы 24, снабженной клапаном 26 на четверть оборота;
линию 28 подвода аргона, входящую в трубу 24 и снабженную клапаном 30 на четверть оборота; и высокоточный манометр 32, позволяющий контролировать давление, при котором гексафторид рения или аргон поступают в устройство.
Каждый из концов 14а и 14Ь трубы 14 соединен со вторым контуром, главным образом, позволяющим вакуумировать устройство и, по окончании испытания, удалять какое-либо количество гексафторида рения, не вступившего в реакцию с соединением КМ§Р3.
Второй контур включает ловушку 34, изготовленную из фторида натрия и соединенную с концом 14Ь трубы 14 трубой 36, снабженной клапаном 38 на четверть оборота;
охлаждаемую ловушку 40, соединенную, во-первых, с ловушкой 34 трубой 42, снабженной клапаном 44 на четверть оборота, и, кроме того, вакуумным насосом (на фиг. 1 не показан);
ячейку 46 для смешивания газов, соединенную, во-первых, с ловушкой 34 трубой 48 и, кроме того, с концом 14а трубы 14 трубой 50, при этом каждая из труб 48 и 50 снабжена клапаном на четверть оборота, соответственно, 52 и 54; и трубу 56, которая непосредственно соединяет концы 14а и 14Ь трубы 14 и которая снабжена клапаном 58 на четверть оборота.
Устройство также включает термопару 60, позволяющую контролировать температуру внутри устройства, и манометр 62, соединенный с трубой 36 при помощи трубы 64, снабженной клапаном 66 на четверть оборота, который позволяет контролировать давление во втором контуре.
- 4 024897
Держатель 12 образца состоит из группы колец из нержавеющей стали, помещенных одно на другое, внутри которых помещено соединение КМ§Р3 и которые расположены между фильтрами из спеченного никеля для предотвращения уноса порошка из держателя образца, главным образом, под действием разрежения.
Перед испытанием порошок КМ§Р3 в течение 5 ч обрабатывали газообразным потоком, состоящим из 10% фтора и 90% аргона (об./об.).
После этой обработки порошок КМ§Р3 характеризовался удельной площадью поверхности приблизительно 100 м2/г при измерении методом БЭТ, содержанием кислорода 2,2 мас.%, и размером кристаллитов 16 нм при определении посредством полнопрофильного анализа. Кроме того, его рентгенодифракционный спектр представлен на фиг. 2.
Порошок КМ§Р3, подготовленный таким образом, поместили в держатель 12 образца в сухой атмосфере (т.е. в полностью осушенной перчаточной камере), чтобы предотвратить гидролиз 11/16 гексафторида рения. Масса порошка КМ§Р3, помещенного в держатель 12 образца, составила 67,7 мг.
Затем этот держатель образца поместили в устройство 10. В этот момент все клапаны за исключением клапанов 26 и 30 были открыты, в устройстве в целом создан динамический форвакуум на 30 мин, чтобы удалить из устройства все следы влаги.
После этого ловушки 34 и 40, а также вакуумный насос изолировали от остальной части устройства, закрыв клапаны 44, 38 и 52, и в устройстве снова создали статический форвакуум.
Клапаны 16 и 18 закрыли, чтобы изолировать образец КМ§Р3. Клапаны 58 и 66 также закрыли. Клапаны 22 и 26 открыли с целью подачи в устройство гексафторида рения под давлением 150 мбар (15 кПа), это давление контролировали при помощи манометра 32.
Затем клапаны 22 и 26 снова закрыли, клапан 16 открыли с целью приведения образца КМ§Р3 в контакт с гексафторидом рения. Время контакта составило 1 ч, контакт осуществляли при комнатной температуре.
После этого клапаны 44, 38, 18, 60 и 52 последовательно открыли для создания на 30 мин динамического вакуума и для удаления следов непрореагировавшего рения.
Затем держатель 12 образца вынули из устройства 10 и поместили в перчаточную камеру с инертной атмосферой, чтобы извлечь из него порошок КМ§Р3. Порошок имел серо-голубой цвет, тогда как до помещения в держатель 12 образца он был белым. Его масса составила 94,8 мг, что эквивалентно 40%-ному увеличению массы.
Полученный таким образом порошок исследовали рентгенодифракционным методом, сначала в сухой атмосфере, затем после контакта с окружающим воздухом.
Полученные спектры представлены на фиг. 3 и 4.
Порошок также исследовали посредством инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием, полученный спектр представлен на фиг. 5.
На фиг. 3 и 4 видно, что порошок КМ§Р3 действительно улавливает гексафторид рения, поскольку внутри порошка образовалось по меньшей мере две фазы, а именно:
первая фаза, соответствующая октафторренату калия (К2КеР8), характеристические пики которого отмечены на фиг. 3 и 4 символом А; и вторая фаза, соответствующая перренату калия (ККеО4), характеристические пики которого отмечены на фиг. 3 и 4 символом ▼;
характеристические пики КМ§Р3, в свою очередь, отмечены на этих фигурах символом ·.
В порошке присутствуют и другие фазы, поскольку в спектре, представленном на фиг. 3, имеются определенные дифракционные пики, которые не соответствуют ни КМ§Р3, ни К2КеР8, ни ККеО4, но эти фазы не были идентифицированы.
Из сравнения фиг. 3 и 4 также видно, что, если порошок приведен в непосредственный контакт с окружающим воздухом после улавливания КеР6, поскольку фаза К2КеР8 и другие присутствующие фазы чрезвычайно неустойчивы, они кристаллизуются в форме ККеО4.
Наконец, когда они снова приведены в контакт с воздухом, может быть идентифицировано присутствие рения в форме ККеО4, как показано на фиг. 5, что на ИК-Фурье-спектре выглядит как пик поглощения в области 920 см-1, что соответствует связи Ке-О.
Пример 4. Оценка способности соединения КМ§Р3 очищать ИР6, присутствующий в газообразном потоке, также содержащем в качестве примеси ТсР6.
Данный пример относится к испытанию, направленному на оценку способности соединения КМ§Р3 очищать гексафторид урана, присутствующий в газообразном потоке, от гексафторида технеция, также присутствующего в этом потоке.
Как и предыдущее испытание, данное испытание проводили с применением гексафторида рения для моделирования гексафторида технеция в форме газообразной смеси с гексафторидом урана; и соединение КМ§Р3 в порошкообразной форме, полученное, как описано в примере 1 выше.
Молярное отношение гексафторида рения к гексафториду урана составило 1/5 ч./млн.
Испытание проводили с применением экспериментального устройства, включающего, главным об- 5 024897 разом, установленные последовательно некоторую емкость с линией подвода ИРб и линией подвода КеРб, в которой эти газы смешиваются, абсорбционную колонну, обогреваемую греющим электрокабелем, соединенным с регулятором температуры, в которую помещено следующее: соединение КМ§Р3, охлаждаемая ловушка, обеспечивающая конденсацию газов на выходе из колонны, контейнер, в котором происходит гидролиз сконденсированных таким образом газов, и вакуумный насос.
Испытание проводили при 10°С и при начальном давлении приблизительно 200 мбар (20 кПа).
Масса применяемого соединения КМдР3 составила 158 мг. Время, в ходе которого соединение контактировало с газообразной смесью, составило 158 с.
В конце испытания содержимое колонны, изначально содержавшей соединение КМдР3, также подвергли гидролизу с целью определения количеств КеРб и ИРб, уловленных этим соединением.
Это испытание показало, что соединением КМдР3 захвачено 75% гексафторида рения, поданного в абсорбционную колонну, и только 0,3% ИРб, поданного в эту колонну. Это соответствует коэффициенту очистки, равному 4.
Испытание, проведенное для сравнения в тех же условиях, но с применением вместо соединения КМ§Р3 дифторида магния, показало, что дифторид магния удерживает 21% гексафторида рения (т.е. только одну четверть того, что удерживается соединением КМдР3) и 17% гексафторида урана, т.е. в 57 раз больше, чем удерживается соединением КМдР3). В этом случае коэффициент очистки равен лишь 1,3.
Пример 5. Оценка способности соединения КМдР3 очищать ИРб, присутствующий в газообразном потоке, также содержащем в качестве примеси УОР3.
При помощи экспериментального устройства, основанного на том же принципе, что и примененное в примере 4, описанном выше, в данном случае оценивали способность соединения КМдР3 очищать гексафторид урана, присутствующий в газообразном потоке, от оксида трифторида ванадия, также присутствующего в этом потоке.
Для этого, после наполнения абсорбционной колонны 140 мг соединения КМдР3 в порошкообразной форме, полученного, как описано в примере 1 выше, через колонну пропускали газообразный поток, содержащий гексафторид урана, загрязненный 5900 ч./млн оксида трифторида ванадия.
Время, в ходе которого соединение КМдР3 контактировало с газообразным потоком, составило
с.
Эксперимент проводили при 100, 150 и 200°С.
Гидролиз сконденсированных газов и содержимого колонны показал, что, для каждой из температур, соединение КМдР3 удерживало более 99% оксида трифторида ванадия, поданного в абсорбционную колонну, и только 2,5% гексафторида урана, поданного в эту колонну, что соответствует коэффициенту очистки более 100.
Остаточное содержание оксида трифторида ванадия в смеси КеРб/иРб, со своей стороны, составихо 30 ч./млн.
Пример б. Оценка способности соединения КМдР3 очищать ИРб, присутствующий в газообразном потоке, также содержащем в качестве примеси МоРб.
Это испытание аналогично двум ранее описанным выше в примерах 4 и 5, изучаемой в данном случае примесью был гексафторид молибдена (МоРб).
После наполнения абсорбционной колонны 1,8 г соединения КМдР3 в порошкообразной форме, полученного, как описано в примере 1 выше, через колонну пропускали газообразный поток, содержащий гексафторид урана, загрязненный 30 ч./млн гексафторида молибдена.
Время, в ходе которого соединение КМдР3 контактировало с газообразным потоком, составило 100 с.
Эксперимент проводили при температуре 100°С.
На выходе из колонны газообразный поток содержал только 0,3 ч.млн гексафторида молибдена, что соответствует коэффициенту очистки, равному 100.
Пример 7. Оценка способности соединения КМдР3 очищать ИРб, присутствующий в жидком потоке, также содержащем в качестве примеси МоРб и УОР3.
Проведена оценка способности соединения КМдР3 очищать гексафторид урана, присутствующий в жидком потоке, от гексафторида молибдена и оксида трифторида ванадия, также присутствующих в этом потоке.
Испытание проводили при помощи экспериментального устройства, основанного на том же принципе, что и устройство, примененное в примере 4, описанном выше.
Сначала б00 мг соединения КМдР3, полученного, как описано выше в примере 1, но в форме таблеток диаметром 2 мм, поместили в абсорбционную колонну.
В колонку налили, приблизительно 30 г жидкой смеси, содержащей гексафторид урана, 350 ч./млрд гексафторида молибдена и 350 ч./млрд оксида трифторида ванадия, эту смесь предварительно гомогенизировали 8 ч при 80°С.
Смесь текла со скоростью 0,01 см/с и оставалась в контакте с таблетками соединения КМдР3 в течение 288 с.
Испытание показало, что на выходе из колонны жидкая смесь более не содержит ни оксида трифторида ванадия, ни гексафторида молибдена.
Коэффициент очистки был равен 3, доля гексафторида урана, задержанного в колонне, составила 0,6 мас.%.
Цитируемый ссылочный материал: патент США № 5826163.

Claims (19)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Применение соединения КМдР3 для улавливания металлов, присутствующих в форме фторидов и/или оксифторидов в газовой или жидкой фазе.
  2. 2. Применение по п.1, в котором металлы выбраны из группы, в которую входят технеций, рений, ванадий, молибден, ниобий, тантал, сурьма и титан.
  3. 3. Применение по п.1, в котором соединение КМдР3 используют для очистки гексафторида урана.
  4. 4. Применение по п.3, в котором гексафторид урана получен в результате преобразования природного урана или урана, полученного переработкой отработанного ядерного топлива.
  5. 5. Применение по любому из пп.1-4, в котором соединение КМдЕ3 обладает удельной площадью поверхности, по меньшей мере, равной 30 м2/г.
  6. 6. Применение по любому из пп.1-4, в котором соединение КМдЕ3 обладает удельной площадью поверхности, самое большее равной 150 м2/г.
  7. 7. Применение по любому из пп.1-4, в котором соединение КМдЕ3 используют в форме агломератов, гранул или таблеток.
  8. 8. Применение по п.7, в котором соединение КМдЕ3 используют в форме таблеток, наибольший размер которых равен самое большее 3 мм.
  9. 9. Применение по любому из пп.1-4, в котором соединение КМдЕ3 используют отдельно или в сочетании с другим соединением, способным улавливать химические вещества.
  10. 10. Применение по п.9, в котором соединение КМдЕ3 используют в сочетании с дифторидом магния.
  11. 11. Способ улавливания металлов, присутствующих в форме фторидов и/или оксифторидов в газовой или жидкой фазе, включающий стадию, на которой соединение КМдР3 приводят в контакт с указанной газовой или жидкой фазой, содержащей металлы, подлежащие улавливанию.
  12. 12. Способ по п.11, в котором металлы выбраны из группы, в которую входят технеций, рений, ванадий, молибден, ниобий, тантал, сурьма и титан.
  13. 13. Способ по п.11, в котором указанная газовая или жидкая фаза содержит гексафторид урана.
  14. 14. Способ по п.13, в котором гексафторид урана получен в результате преобразования природного урана или урана, полученного переработкой отработанного ядерного топлива.
  15. 15. Способ по любому из пп.11-14, в котором соединение КМдЕ3 перед приведением в контакт с указанной газовой или жидкой фазой подвергают обработке фторированием.
  16. 16. Способ по любому из пп.11-14, в котором указанное приведение в контакт осуществляют при температуре, лежащей в диапазоне от комнатной температуры до 200°С.
  17. 17. Способ по любому из пп.11-14, в котором соединение КМдЕ3 приводят в контакт с газовой фазой или жидкой фазой, содержащей металлы, подлежащие улавливанию, на период по меньшей мере 20 с.
  18. 18. Способ по п.17, в котором соединение КМдЕ3 приводят в контакт с газовой фазой, содержащей металлы, подлежащие улавливанию, на период от 60 до 300 с.
  19. 19. Способ по п.17, в котором соединение КМдЕ3 приводят в контакт с жидкой фазой, содержащей металлы, подлежащие улавливанию, на период от 60 до 600 с.
EA201391794A 2011-06-09 2012-06-08 ПРИМЕНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЯ KMgFДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ В ФОРМЕ ФТОРИДОВ И/ИЛИ ОКСИФТОРИДОВ В ГАЗОВОЙ ИЛИ ЖИДКОЙ ФАЗЕ EA024897B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1155055A FR2976281B1 (fr) 2011-06-09 2011-06-09 Utilisation d'un compose kmgf3 pour pieger des metaux presents sous forme de fluorures et/ou d'oxyfluorures dans une phase gazeuse ou liquide
PCT/EP2012/060875 WO2012168420A1 (fr) 2011-06-09 2012-06-08 UTILISATION D'UN COMPOSÉ KMgF3 POUR PIÉGER DES MÉTAUX PRÉSENTS SOUS FORME DE FLUORURES ET/OU D'OXYFLUORURES DANS UNE PHASE GAZEUSE OU LIQUIDE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201391794A1 EA201391794A1 (ru) 2014-04-30
EA024897B1 true EA024897B1 (ru) 2016-10-31

Family

ID=46331285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201391794A EA024897B1 (ru) 2011-06-09 2012-06-08 ПРИМЕНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЯ KMgFДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ В ФОРМЕ ФТОРИДОВ И/ИЛИ ОКСИФТОРИДОВ В ГАЗОВОЙ ИЛИ ЖИДКОЙ ФАЗЕ

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8858901B2 (ru)
EP (1) EP2717993B1 (ru)
KR (1) KR20140037154A (ru)
CN (1) CN103608084B (ru)
AU (1) AU2012266257B2 (ru)
BR (1) BR112013031502A2 (ru)
CA (1) CA2837849A1 (ru)
EA (1) EA024897B1 (ru)
FR (1) FR2976281B1 (ru)
WO (1) WO2012168420A1 (ru)
ZA (1) ZA201309055B (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105854907B (zh) * 2016-04-19 2018-07-24 河海大学 一种铜掺杂的KMgF3钙钛矿型可见光响应催化剂及其制备方法和应用
CN110387473B (zh) * 2019-08-12 2021-05-18 中国科学院上海应用物理研究所 一种以三氟化氮为氟化剂氟化分离铀和钼的方法
CN113023783B (zh) * 2019-12-24 2023-04-14 中核新能核工业工程有限责任公司 一种堆后铀微量杂质净化方法
US11131628B1 (en) 2020-05-12 2021-09-28 Savannah River Nuclear Solutions, Llc Spectroscopic methods and systems for isotopic analysis
CN117165789B (zh) * 2023-10-27 2023-12-29 海朴精密材料(苏州)有限责任公司 一种钨化学气相沉积生产废气的资源化利用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1051608A (ru) *
US3178258A (en) * 1962-08-30 1965-04-13 George I Cathers Separation of plutonium hexafluoride from uranium hexafluoride by selective sorption
US3625661A (en) * 1969-08-11 1971-12-07 Atomic Energy Commission Separation of titanium fluoride and niobium fluoride from gaseous uranium hexafluoride containing same
US4364906A (en) * 1980-11-24 1982-12-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for selectively removing fluorine and fluorine-containing contaminants from gaseous UF6
US5826163A (en) * 1997-05-21 1998-10-20 United States Enrichment Corporation Removal of technetium impurities from uranium hexafluoride

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2899321A (en) * 1959-08-11 kmnfj
US2806002A (en) * 1953-04-28 1957-09-10 Rca Corp Fluoride phosphors
US3238015A (en) * 1963-05-29 1966-03-01 Chemicals & Phosphates Ltd Jr Process for the production of potassium magnesium fluoride
US8016942B2 (en) * 2004-12-22 2011-09-13 Tokuyama Corporation Process for producing metal fluoride single crystal
FR2969659B1 (fr) 2010-12-24 2013-02-08 Comurhex Soc Pour La Conversion De L Uranium En Metal Et Hexafluorure Procede de conversion d'uo3 ou de u3o8 en uo4 hydrate.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1051608A (ru) *
US3178258A (en) * 1962-08-30 1965-04-13 George I Cathers Separation of plutonium hexafluoride from uranium hexafluoride by selective sorption
US3625661A (en) * 1969-08-11 1971-12-07 Atomic Energy Commission Separation of titanium fluoride and niobium fluoride from gaseous uranium hexafluoride containing same
US4364906A (en) * 1980-11-24 1982-12-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for selectively removing fluorine and fluorine-containing contaminants from gaseous UF6
US5826163A (en) * 1997-05-21 1998-10-20 United States Enrichment Corporation Removal of technetium impurities from uranium hexafluoride

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KRISHNA MURTHY, J. GROSZ, U. RUDIGER, S. KEMNITZ, E. WINFIELD, J.M.: "Sol-gel-fluorination synthesis of amorphous magnesium fluoride", JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY, ORLANDO, FL, US, vol. 179, no. 3, 1 March 2006 (2006-03-01), US, pages 739 - 746, XP005300813, ISSN: 0022-4596, DOI: 10.1016/j.jssc.2005.11.033 *
PATIL, P.T. DIMITROV, A. KIRMSE, H. NEUMANN, W. KEMNITZ, E.: "Non-aqueous sol-gel synthesis, characterization and catalytic properties of metal fluoride supported palladium nanoparticles", APPLIED CATALYSIS B: ENVIRONMENTAL, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 78, no. 1-2, 12 December 2007 (2007-12-12), AMSTERDAM, NL, pages 80 - 91, XP022387104, ISSN: 0926-3373 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012168420A1 (fr) 2012-12-13
EP2717993A1 (fr) 2014-04-16
EP2717993B1 (fr) 2015-12-16
BR112013031502A2 (pt) 2016-12-13
KR20140037154A (ko) 2014-03-26
EA201391794A1 (ru) 2014-04-30
CN103608084A (zh) 2014-02-26
FR2976281B1 (fr) 2014-06-13
US20140112846A1 (en) 2014-04-24
CN103608084B (zh) 2016-05-04
AU2012266257A1 (en) 2014-01-16
FR2976281A1 (fr) 2012-12-14
US8858901B2 (en) 2014-10-14
CA2837849A1 (fr) 2012-12-13
AU2012266257B2 (en) 2016-08-11
ZA201309055B (en) 2015-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA024897B1 (ru) ПРИМЕНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЯ KMgFДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ В ФОРМЕ ФТОРИДОВ И/ИЛИ ОКСИФТОРИДОВ В ГАЗОВОЙ ИЛИ ЖИДКОЙ ФАЗЕ
Claux et al. On the fluorination of plutonium dioxide by ammonium hydrogen fluoride
CN110387473B (zh) 一种以三氟化氮为氟化剂氟化分离铀和钼的方法
Lin et al. Separation mechanism of lattice-bound trace elements from quartz by KCl-doping calcination and pressure leaching
US5918106A (en) Method for producing uranium oxide and a non-radioactive fluorine compound from uranium tetrafluoride and a solid oxide compound
Moll et al. Synthesis and characterization of uranyl orthosilicate (UO2) 2SiO4· 2H2O
EP0925255A1 (en) Process to produce commercial grade anhydrous hydrogen fluoride (ahf) and uranium oxide from the defluorination of uranium hexafluoride (uf 6?)
El-Naggar et al. Synthesis and equilibrium studies of titanium vanadate and its use in the removal of some hazardous elements
Morel et al. Surface reactivity of uranium hexafluoride (UF6)
CN102985368B (zh) 含钽和/或铌化合物的处理
Seregin et al. Sorption of gaseous RuF 5 on granulated fluoride sorbents
Vilakazi et al. A thermogravimetric investigation into the synthesis of CoF3 from Co3O4
Abate Sublimation of zirconium tetrafluoride
Gromov et al. Reactions of UF 6 and HF with Ethanol
JP6638071B2 (ja) ジルコニウムの分離方法及び使用済燃料の処理方法
Bakel et al. Argonne National Laboratory (ANL) Progress in Minimizing Effects of LEU conversion on calcination of fission product 99 Mo acid waste solution
Beznosyuk et al. Combined processing scheme of WWER-1000 spent nuclear fuel: 1. Thermochemical breaking-up of fuel claddings and voloxidation of fuel
JP4459202B2 (ja) 同位体濃縮方法
Erilov et al. Regularities in the radiation decomposition and synthesis of plutonium hexafluoride
Bakel et al. Argonne National Laboratory (ANL) Progress in Minimizing Effects of LEU conversion on calcination of fission product {sup 99} Mo acid waste solution
Egorov et al. Obtaining sulfur from sulfur hexafluoride and studying the sulfur isotopes properties by using vibrational spectroscopy
Sears et al. The reactions of calcium and barium carbides with 0–16 M nitric acid
Gault et al. Cesium from Pollucite by Aluminum Reduction
Moncrief RESULTS OF VOLATILITY PILOT PLANT COLD URANIUM FLOWSHEET DEMONSTRATION RUN TU-1
Yamamoto et al. Hydrous mineral formation reaction between amorphous forsterite and water vapor in protoplanetary disks

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU