JPS5836930A - 二酸化ウラン粉末の製造法 - Google Patents

二酸化ウラン粉末の製造法

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JPS5836930A
JPS5836930A JP13451681A JP13451681A JPS5836930A JP S5836930 A JPS5836930 A JP S5836930A JP 13451681 A JP13451681 A JP 13451681A JP 13451681 A JP13451681 A JP 13451681A JP S5836930 A JPS5836930 A JP S5836930A
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Shinichi Hasegawa
伸一 長谷川
Eiji Takano
英治 高野
Masao Sekine
関根 将男
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明社内フッ化ウランから湿式法によってフッ素含有
量の少ない二酸化ウラン粉末を製造する方法に関する。
発電用原子炉燃料の原料である二酸化ウラン粉末の製造
は91式法の場合1通常次のグ四セスによって製造され
る。すなわち、固体の六フフ化ウラン(UP、)を加熱
気化させ、この六フッ化ウランガスに純水を接触させて
加水分解してフッ化りラニル(u o I F t )
の希薄水溶液とし、この水溶液(アンモニア水溶液を加
えて重ウラン酸アンモニウム(ADU)の沈殿を生成せ
しめ、このスラリー溶液管f過し、得られたケーキを洗
浄、乾燥後、粉砕して得たADul&t@焼還元炉(6
00〜7000C)K供給し、二酸化ウラン粉末t−a
造する方法と上記六フッ化ウラン(UP、)ガスを炭酸
アンモニウム水溶液と反応させて炭酸ウラニルアンモニ
ウム(AUC)の沈IRt生成せしめ、このスラリー溶
液t濾過し、得られたケーキを洗浄乾燥後、粉砕して得
たAUC粉を焙焼還元炉(600〜700°C)に供給
し、“二酸化ウラン粉末を製造する方法とがある。一般
に前者はADU法、後者はAUC法と呼ばれている。
これら二酸化ウラン粉末の製造法はいずれも六7フ化ウ
ラン(UF、)を原料としているため、得られた二酸化
ウラン粉末中には通常50〜150ppm程度のフッ素
が残存する。そのため、このフッ素残存量をできるだけ
低減する目的から、従来上記ケーキの洗浄工程で純水ま
たはアルコールにより該ケーキを洗浄し1次いで乾燥、
粉砕して得られたムDυ粉またはムUC粉中のフッ素量
を約0.5〜1.5重量囁まで低減させかつ該ムDυ粉
またはムUC粉の焙焼還元のRに二酸化ウランの焼結性
を失なわない程度まで温[を上げ、しかも水蒸気taす
ことKよって、二酸化ウラン中のフッ素残存量の低減を
はかつてきた。しかし、これらの方法によっても、二酸
化ウラン粉末中にはなお50〜150ppm11度のフ
ッ素が残存するのが普通であった。これらの残存フッ素
はペレットの焼結工程においてはとんと除去されるが、
ベレット製造上極力フッ素含有量の低い二酸化ウラン粉
末が要望され、そのため二酸化ウラン粉末の低フツ素化
の技術がつよく求められている。
本発明者らは上記の従来法の欠点を解決し、六フッ化ウ
ランから湿式法によってフッ素含有量の少ない二酸化ウ
ラン粉末を製造する方法を提供すべく検討した結果、上
記重ウラン酸アンモニウムケーキまたは炭酸ウラニルア
ンモニウムケーキに発熱とガス発生を伴って熱分解する
アンモニウム塩を添加せしめること(より目的七逼成し
うろことを見出し、本発明に到達した。すなわち5本発
明の要旨とするところは、六7ツ化ウランから重ウラン
酸アンモニウムケーキまたは炭酸ウラニルアンモニウム
ケーキを経由しての二酸化ウラン粉末の製造法において
、該重ウラン酸アンモニウムケーキまたは核炭酸ウラニ
ルアンモニウムケーキ[300°C以上で発熱とガス発
生を伴って熱分解するアンモニウム塩t−4〜9重量−
(乾量基準Jで含有させた状態で乾燥し、次いでこれを
550〜700°Cの温度で水蒸気151を含む還元ガ
ス雰囲気において焙焼還元することを特徴とする二酸化
ウラン粉末の製造法、にある。
本発#4において添加される300°C以上の温度で発
熱とガス発生を伴って不可逆的に熱分解をするアンモニ
ウム塩としてはフッ化アンモニウム。
&14mアンモニウム、炭酸アンモニウム、シュウ酸ア
ンモニウム等が好適である0本発明では重ウラン酸アン
モニウムケーキ(以下、ムDUケーキという)や炭ll
ウラニルアンモニウムケーキ(以下。
AUCケーキという)の洗浄を行なうことなく、これら
ケーキに上記のアンモニウム塩の一種または二種¥r4
〜9重量−(乾量基準)の割合で均一に添加、含有させ
た状態で乾燥し、次いでこれを550〜70Cf’Cの
温度範囲で水蒸気流を含む還元ガス雰囲気中で焙焼還元
すると、これら乾燥ケーキ中に均一に含有されている上
記アンモニウム塩は熱分解によって発熱と同時にガスを
発生するので、この発生ガスと上記水蒸気流とくよって
ADU粉またはAUC@に含有されているフッXt−追
い出すとともに発熱により焙焼還元温[を高め、それに
よってフッ素追い出しを促進し、これらの相乗作用によ
り得られた二酸化ウラン粉末中のフッ素残存量を従来法
に比べて著しく低減させること全可能ならしめる4ので
ある。
上記ムDU粉またはAUC粉中のアンモニウム塩含有量
は4〜9重量係(乾量基準)である。アンモニウム塩含
有量が4重量慢未満では脱フツ素効果が少なく、また9
重量it越えると、得られる二酸化ウランの量が相対的
に少なくなるので、工業的に不利となる。
第1図はADU粉中のアンモニウム塩含有量と焙焼還元
後のUO,粉末中の残存フッ素量との関係を示すグラフ
である。曲線1はアンモニウム塩としてNH,Ft金含
有せた場合、曲線肩はNH,No、 +11[tSNH
,Fを含有させた場合であり、焙焼還元温度はいずれも
650’Cである。
図に示すように、NH,FまたはNH,NO,の含有量
が多くなるに従って、ムDU粉またはムUC粉の焙焼還
元によって得られたUO,粉末中の残存フッ素量が減少
している。NH,Fの場合(は7ツ累化合物を多く含ん
だ方がフッ素のぬけがよくなるという逆の現象を示して
いるが、これはNH、Fを多く含んでいる方が@焼還元
時K NH,Fが熱分解して発生する熱量が多くなるこ
とから、結果的には焙焼還元温l1IL管さらに上げた
と同様の効果があられれると考えられる。しかも、この
場合はムDU@を外部す−ら加熱するのでなく、内部か
ら加熱するのでより一層脱フッ素効果を上げるものと考
えられる0図が示すように、曲線IのNH4F単独の場
合、また曲@ I ノNH,NO,K NH,F t−
添加した場合、残存フッ素量50ppm以下の脱フツ素
効果がみられるのは4重量−以上の場合であり。
これらアンモニウム塩含有量が多いはと残存フッ素量は
低くなるが、アンモニウム塩含有量が多い程得られる二
酸化ウラン量が相対的に少なくなるので、現実的でなく
なり、工業的なアンモニウム含有量の上限は9重量−で
ある、菖1図はムDU粉に関する場合であるが、AUC
粉の場合も同様な結果が得られる。
本発明におけるA tJ D、粉またはムUC粉の焙焼
還元温度は550〜700°Cの範囲である。焙焼還元
温度が5508C未満では得られるUO,粉末中の残存
フッ素量は50 ppm以上となり、また70G’Cを
越えると、脱フツ素効果は向上するが、得られたUO,
粉末の活性度は失われる。
812図はADU粉の焙焼還元温度と得られたUO。
粉末中の残存フッ素量との開基を示すグラフ図である。
曲線夏はNH,F3重量慢含有の場合、曲mWはNH,
F8重量慢含有の場合、曲!i[V t;j NH4N
o、3重量優、NH,F5重量−含有の場合であ秒、か
つ曲線■ではケーキ洗浄が行なわれ、曲arI、 vで
はケーキ無洗浄である。
曲線璽が示すように、アンモニウム塩(NHaF )含
有量が3重量慢と低い場合でも焙焼還元温fを7006
C以上にすると、得られたUO,粉末中の残存フッ嵩量
i50ppm以下に減少させることは可能であるが、U
08粉末の活性度が、失われ、ペレットの焼結性に問題
が生じるため%焙焼還元温度は700°Cを上限とする
。また曲iI胛、Vが示すよう(,700’e以下の温
度でNu、 F i含有させた状態で、@焼還元して充
分よい脱フツ素効果を得ることができる。一方、UO,
粉末中の残存フッ素量を50 ppm以下に抑えるには
焙焼還元ilfを5500Cより低くならないようにナ
ベきである。
上記ムDUまたはAUCcpK含有されるアンモニウム
塩は、上述したように、焙焼還元時に発熱的(熱分解す
るものであるが、これらアンモニウム塩中でNH,Fは
出発物質であるADUまたはAUC中にすでに存在して
いる点で最も望ましいものである。なお、これらのアン
モニウム環管ム′DUまたはAUCK含浸させるにはこ
れらの沈殿生成工8iにおいてアンモニア水を添加する
ことにより。
NH,Fも生成し、濾過時にムDUまたはAUC中KN
H,Fが含浸される。また、硝酸もしくは硝酸ウラニル
の水溶液を加えた後にアンモニア水を添加すれば、沈殿
中にNH,No、が含浸されるので簡便である。
本発明の他の効果として、ケーキ洗浄工程の省略(より
ウランを含有するプロセス廃液の2〜4割の大幅な低減
を可能ならしめるものである。
本発明は1以上のように、六フフ化ウランから湿式法に
より、ケーキ洗浄1鴨省略によりプロセス廃at大−に
低減させるとともに残存フッ素量のきわめて少ない二酸
化ウラン粉末の製造を可能ならしめる方法t−提供する
もので、核燃料製造上きわめて有用である。
次に、本発v4t−実施例によってさらに具体的(説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の★1例
に限定されるものではない。
実m肉1゜ UP、lガス化し、これを水に@収させて140PU/
lのUO,F、液をつくり、これ[28重量−のアンモ
ニア水tpHがlOとなるまで添加、攪拌し、ADUス
ラリーをつくり、このスラリーltをとり、1紙でf過
し^DUケーキを得た。このケーキを洗浄せずに:12
0°Cの温度で約5時間乾燥した。得られたADU@は
7菖量−〇NH,Fを含む。このムDU粉を水811流
を含む水素還元雰囲気で650’Cの温fで約30分H
1U1元り、、Uo。
粉末を得た。このUO,粉末中の残存フッ素は16pp
mであった。
実施9111′L UFeをガス化し、これを水に吸収させて140P U
/L ノU O* F *液xttつ<o、これ[lI
m酸41ccf添加し1次いで28重量−のアンモニア
水をpHが10になるまで添加、攪拌し、^DUスラリ
ーをつくり、このスラリ−1ttP紙”Qf’過してム
DUケーキを得た。この人DUケーキを洗浄することな
(,120°Cの温度で約5時間乾燥した。得られたム
DU粉はNH,F7重量−1NH,NOs 1 重量S
t含(1* コ(’) A D U粉を実vl!A例1
と同様な条件で焙焼還元し、 UO,@末を得た。
このUO,粉末中の残存7ツ嵩は9 ppmであった。
実MliPI13゜ UP、iガス化し、これを水に吸収させて140?U/
lのUO,F、液をつくり、これに20重量−の炭酸ア
ンモニウム水溶液をpHが8.5になるまで添加、撹拌
し、ムU C((NHa ) * UO,(Coo )
a )スラリーをつくり、このスラリー1tt−とり、
P紙でe過し、AUCケーキを得た。このAtJCケー
キを洗浄することなく、120’Cの温度で約5時間乾
燥した。得られたAUCケーキは6重量嘔のNH,Ft
−含む。このAUC粉を実tIIA例1と同様な条件で
焙焼還元し、UO2粉末を得た。この湯會QUOt粉末
中の残存フッ素は19 ppmであった。
【図面の簡単な説明】
at図はムDU粉中のアンモニウム塩含有量と焙焼還元
後のUO,粉末中の残存フッ素量との関係を示すグラフ
図、第2図はムDU粉の焙焼還元温度とUO,粉末中の
残存フッ素量との関係を示すグラフ図である。 特許出願人 三菱原子燃料株式会社 代理人 白 川 義 直

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ill  六フフ化ウランから重ウラン酸アンモニウム
    ケーキまたは縦酸つラエルアンモニウムケー−?を経由
    しての二酸化ウラン粉末の製造法におtlて。 該重ウラン酸アンモニウムケーキまたは該炭酸ウラニル
    アンモニウムケーキに300°C以上で発熱トガス発生
    を伴って熱分解するアンモニウム塩を4〜9重量慢(乾
    量基準)含有させた伏線で乾燥し、次いでこれtsso
    〜7GG’Cの温度で水蒸気tIt1−含む還元ガス雰
    囲気において焙焼還元することを特徴とする二酸化ウラ
    ン粉末の製造法。 (2)  前記アンモニウム塩はフッ化アンモニウムで
    ある特許請求の範囲第1項に記載の二酸化ウラン粉末の
    製造法。 (3)前記アンモニウム塩は硝識アンモニウムである特
    許請求の範囲第1項に記載の二酸化ウラン粉末の製造法
JP13451681A 1981-08-27 1981-08-27 二酸化ウラン粉末の製造法 Granted JPS5836930A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01298026A (ja) * 1988-05-25 1989-12-01 Mitsubishi Metal Corp Uo↓2ペレットの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01298026A (ja) * 1988-05-25 1989-12-01 Mitsubishi Metal Corp Uo↓2ペレットの製造方法
EP0344396A2 (en) * 1988-05-25 1989-12-06 Mitsubishi Materials Corporation Uranium dioxide pellet production process

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