JPS6028768B2 - Process and equipment for producing uranium tetrafluoride - Google Patents

Process and equipment for producing uranium tetrafluoride

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JPS6028768B2
JPS6028768B2 JP51015521A JP1552176A JPS6028768B2 JP S6028768 B2 JPS6028768 B2 JP S6028768B2 JP 51015521 A JP51015521 A JP 51015521A JP 1552176 A JP1552176 A JP 1552176A JP S6028768 B2 JPS6028768 B2 JP S6028768B2
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JP
Japan
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hydrofluoric acid
reaction
tube
uranium
heat
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JP51015521A
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JPS51106699A (en
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ルーヴイエール ピエール
ドウ セントー ジーン ジヤツク
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JENERARU DO MACHEERU NIKUREEERU CO
Original Assignee
JENERARU DO MACHEERU NIKUREEERU CO
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Publication of JPS6028768B2 publication Critical patent/JPS6028768B2/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G43/00Compounds of uranium
    • C01G43/04Halides of uranium
    • C01G43/06Fluorides

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  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的に、現在工業的規模で用いられているウ
ラニウム金属の酸化物から弗化ウラニウムを製造する方
法における重要な改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention generally relates to significant improvements in the process of producing uranium fluoride from oxides of uranium metal currently used on an industrial scale.

該方法は195仏王6月18日に出願されたフランス特
許第1,107,592号明細書及び追加特許第72,
44び号と追加特許第74,259号の二つの特許明細
書中に開示されている。該方法に従って果たされるべき
目的は、ウラン鉄の鉱床から誘導される濃縮物を化学的
に処理することにより順次得られるU03又はU308
のようなウラニウム高酸化物を、四弗化ウランに変換す
ることにある。
The method is described in French Patent No. 1,107,592 filed June 18, 195 France and Patent of Addition No. 72,
No. 44 and Supplementary Patent No. 74,259. The object to be achieved according to the method is to obtain U03 or U308 which are obtained in turn by chemical treatment of concentrates derived from uranium iron ore deposits.
The goal is to convert high uranium oxides such as uranium to uranium tetrafluoride.

四弗化ウランは、金属、酸化物又は他の化合物の形の天
然ウラン又は濃縮ウランを基とする該燃料の製造にその
後用いられる中間生成物の構成要素である。該方法は二
つの連続する工程から成っている。
Uranium tetrafluoride is a component of intermediate products subsequently used in the production of such fuels based on natural or enriched uranium in the form of metals, oxides or other compounds. The method consists of two consecutive steps.

最初にU03又はU308のようなウラン高酸化物をU
02に環元し、そして次に同時的にU02を弗化して最
終生成物としてUF4を得る。最初の工程は、最高60
0o 〜70ぴ○台の温度において、分解アンモニアに
より生じる該高酸化物に対する作用によって遂行される
First, high uranium oxides such as U03 or U308 are
02 and then simultaneous fluorination of U02 to yield UF4 as the final product. The first process is up to 60
This is accomplished by action on the high oxides produced by decomposed ammonia at temperatures between 0° and 70°.

得られる二酸化ウランは次に界化水素酸と綾解されそし
て下記の等式により一般的方法で記載することのできる
反応過程が生じる。U02十4m→皿4十が20 図1は、フランス特許第1,107,592号の第2番
目の追加特許第74,259号明細書中に例えば記載れ
るように現在では標準的な実務となっている技術によっ
て前記二つの工程を連続的に遂行するための装置の概略
図である。
The resulting uranium dioxide is then decomposed with hydrochloric acid and a reaction process occurs which can be described in a general manner by the equation below. U02 14m→Plate 40 is 20 FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of an apparatus for performing the two steps sequentially according to the technology of the present invention.

この図において、U03又はU308のようなウランの
高酸化物の1種又は多種から実質的になる粒子は、0.
15%の炭素,25%のクロム及び20%のニッケルを
含み残部が鉄と小量の添加物及び不純物から例えばなる
鋼鉄のような耐熱性金属の管2中にホッパー1を通じて
連続的に導入される。
In this figure, particles consisting essentially of one or more high oxides of uranium, such as U03 or U308, are 0.
It is continuously introduced through a hopper 1 into a tube 2 of a refractory metal, such as steel, containing 15% carbon, 25% chromium and 20% nickel, the balance being iron and small amounts of additives and impurities. Ru.

この管2は、充填物を最大温度6000 〜700oo
の間に加熱する役割を果たす電気炉3により外部加熱さ
れる。アンモニアガスが4の位置において管2の基低中
に注入されそして該管の中で充填物と向流して上方向に
通過する。該アンモニアは最初、既に形成された二酸化
ウランの冷却に貢献する役目を演じそして次に、充填物
と接触してその温度が上昇するに従って漸次分解する。
形成される発生期の水素がウラン高酸化物をU02に還
元する。この最初の反応工程の全熱収支は負であり、こ
れは、炉3により熱を供給する必要があることを意味す
る。喉部8を通過し次に管2の底で放出される粒子はそ
のため実質的に二酸化ウランU02からなっている。
This tube 2 can hold the filling at a maximum temperature of 6000~700oo
External heating is performed by an electric furnace 3 which plays a role of heating during the heating process. Ammonia gas is injected into the base of the tube 2 at position 4 and passes upwardly therein countercurrently with the filling. The ammonia initially serves to contribute to the cooling of the uranium dioxide already formed and then gradually decomposes as its temperature increases in contact with the charge.
The nascent hydrogen that forms reduces the high uranium oxides to U02. The total heat balance of this first reaction step is negative, which means that heat has to be supplied by the furnace 3. The particles which pass through the throat 8 and are then discharged at the bottom of the tube 2 therefore essentially consist of uranium dioxide U02.

該粒子は通路10を通過してモネル(Monel,63
内至68%のNi及び少量のFe,Mn,Si及びCを
含み残部力むuからなるNi−Cu合金に関するInt
erMtio岬1,NickelCo,社の登録商標)
の管6中に侵入し、そこで、管7から導入されガス状で
向流状態で循環される発化水素酸と高温において接触さ
れる。
The particles pass through passage 10 into Monel (Monel, 63
Int on a Ni-Cu alloy consisting of up to 68% Ni and small amounts of Fe, Mn, Si and C with the remainder being
erMtio Misaki 1, a registered trademark of Nickel Co.)
, where it is brought into contact at high temperature with hydrohydric acid introduced from tube 7 and circulated countercurrently in gaseous form.

フランス特許第1,107,592号の前記第1及び第
2の追加特許明細書中に例えば記載されるように、管9
を通して窒素ガスのような中性ガスの注入がその中にな
される分離装置は、管2において導入または形成された
ガス状試薬と管5において導入または形成されたガス状
試薬とを混合する必要性を省略し、管5において導入ま
たは形成されたガス状試薬はオリフィス11を通って放
出される。
The tube 9
The separation device into which injection of a neutral gas, such as nitrogen gas, is made through is necessary to mix the gaseous reagent introduced or formed in tube 2 with the gaseous reagent introduced or formed in tube 5. , the gaseous reagent introduced or formed in the tube 5 is discharged through the orifice 11.

これらの条件下において、前記等式で表わされるような
U02の還元とUF4の形成との結合した反応は著じる
しく発熱性である。しかしながら、管2の出口における
充填物の温度が非常に低い時にこれが管5中に装入され
る場合があるので、該反応を開始させるために該充填物
を加熱する必要がある場合もある。この加熱操作は炉6
によって行なわれる。反応が一旦開始した場合には、注
入されるガス状のHFのグラム当り52別、カロリーに
相当する熱量が発生する。そのためU02充填物の急速
な加熱を来たしそして装入帯城下部の短距離の部分にお
いては反応条件を逸脱する結果を招来しがちである。温
度が約600午○を超えた場合、U02粒子の急速な密
度上昇を生じそして低い侵透性を有するUF4の表面層
が各粒子の周囲に形成され、それは該粒子の中心部にお
ける弗素化を実質的に妨げることが観察された。
Under these conditions, the combined reaction of reduction of U02 and formation of UF4, as represented by the above equation, is significantly exothermic. However, since it may be introduced into tube 5 when the temperature of the charge at the outlet of tube 2 is very low, it may be necessary to heat the charge to start the reaction. This heating operation is performed in the furnace 6.
It is carried out by Once the reaction starts, heat is generated equivalent to 52 calories per gram of gaseous HF injected. This results in rapid heating of the U02 charge and tends to result in deviations from reaction conditions in short sections of the lower part of the charging zone. If the temperature exceeds about 600 pm, this results in a rapid density increase of the U02 particles and a surface layer of UF4 with low permeability is formed around each particle, which prevents the fluorination in the center of the particle. It was observed that substantially no interference was observed.

これらの欠点を減少させるために、温度変化が箸じるし
い値で生じないことを確立するような方法で発生熱を管
5の管墜を通して除去できるような値に、管5の直径を
限定する必要があることが見し、出された。
In order to reduce these disadvantages, the diameter of the tube 5 is limited to a value such that the generated heat can be removed through the tube stub of the tube 5 in such a way that it is established that temperature changes do not occur with appreciable values. Saw what needed to be done and served.

この限定された直径は約25仇奴を超えることがほとん
ど許容されない。さらに、多量の生成熱を除去するため
に、反応を開始させるのに役立つ炉6に、反応の開始後
冷却用流水を通すコイル12のような冷却装置を装着す
る必要性も見し、出された。鞠中心部分は600℃附近
の温度に加熱されるが反面周縁部分は完全な反応のため
には低く過ぎる温度となり得るので、前記技術は、該管
の横断面における非常に著じるしい異差を防止すること
ができない。これらの欠点の部分的矯正策を提供するた
めに、実質的な高さを有する反応帯城を提供すること及
びフランス特許第1,107,592号の最初の追加特
許明細書中に記載されているように、単純な取出の場合
に必要とされる取出ゥオームに比較し箸じるしく長い取
出ウオーム13を提供することが必要である。このゥオ
ーム13は、管5により放出される各粒子を混合するこ
と及び管14を通じるガス状HFの向流様注入と炉15
による加熱とによって該各粒子の弗素化を完結すること
を可能にする。このようにしてなされた各種の改良にも
拘らず、UF4の約50k9/時間の製造率を超えるこ
とは可能ではなく、これは、急激に増大する需要を満た
すため、同一の装置を非常に多く設置することを必要と
なさしむであろう。
This limited diameter rarely allows more than about 25 mm. Furthermore, in order to remove a large amount of heat of formation, it was found necessary to equip the furnace 6, which serves to start the reaction, with a cooling device such as a coil 12 through which running water is passed for cooling after the start of the reaction. Ta. This technique does not allow for very significant differences in the cross-section of the tube, since the central part of the tube is heated to a temperature around 600°C, whereas the peripheral part can be at a temperature too low for complete reaction. cannot be prevented. In order to provide a partial remedy for these shortcomings, it has been proposed to provide a reaction band with a substantial height and as described in the first patent specification of French Patent No. 1,107,592. As such, it is necessary to provide a take-off worm 13 which is considerably longer than the take-off worm that would be required in the case of a simple take-out. This worm 13 is combined with the mixing of the particles emitted by tube 5 and the countercurrent-like injection of gaseous HF through tube 14 and furnace 15.
This makes it possible to complete the fluorination of each particle by heating. Despite the various improvements made in this way, it is not possible to exceed the production rate of approximately 50k9/hour for the UF4, which requires the production of very large quantities of the same equipment to meet the rapidly increasing demand. You will not need to install it.

内部冷却装置を装着した箸じるしく大きい直径の反応管
を設立る可能性が我々によって熟考されたが、しかし、
比較的高温において充填物の機械的作用に晒らされまた
特に弗化水素酸の激しい腐食作用に晒らされる導管中を
冷却流体を循環することは簸かしくまた危険であった。
The possibility of establishing a significantly larger diameter reaction tube fitted with an internal cooling system was contemplated by us, however,
Circulating cooling fluid through conduits which are exposed to the mechanical action of the fill at relatively high temperatures and, in particular, to the severe corrosive action of hydrofluoric acid, has been both cumbersome and dangerous.

漏出の潜在的な危険性の理由により、充分な複合安定性
のある装置がそのため計画された。これら全ての問題を
著じるしく単純な方法で解決するために、我々は反応制
御のために弗化水素酸それ自身の使用に依存するという
思いがけない概念を起想した。
Because of the potential risk of leakage, a device with sufficient composite stability was therefore planned. In order to solve all these problems in a significantly simpler way, we conceived the unexpected concept of relying on the use of hydrofluoric acid itself for reaction control.

化学工業においてはこの酸はほとんど水溶液の形で用い
られている。この酸を本発明におけるように無水の状態
で用いる場合には、該酸が液体状態で存在している貯蔵
槽からガスの形で分配するのが好ましいことが見し、出
されている。
In the chemical industry, this acid is mostly used in the form of an aqueous solution. It has been found and provided that when the acid is used in anhydrous form as in the present invention, it is preferable to dispense it in gaseous form from a reservoir in which the acid is present in liquid form.

前記貯蔵槽は該液体上にガス状HFの所望の圧力を得る
ように加熱されそして分配系に該ガスを通じる。弗化水
素酸は大気圧下で約20qoにおいて沸騰するので、こ
れは特別の困難を生じることはない。期待の目的を達成
するために、我々は、弗化水素酸を液体状態且つ非気体
状態で直接反応帯城において用いることを決心した。
The reservoir is heated to obtain the desired pressure of gaseous HF above the liquid and passes the gas to a distribution system. This does not pose any particular difficulties since hydrofluoric acid boils at about 20 qo at atmospheric pressure. To achieve the desired objective, we decided to use hydrofluoric acid in the liquid and non-gaseous state in a direct reaction zone.

遂に、弗化水素酸の非常に特徴的な性質を都合よく使用
すること、即ち低温においてその重合した状態で用いる
ことを達成した。実際、弗化水素酸を沸騰させた場合に
は、形成される蒸気は(HF)6の構造を有し、この蒸
気は温度の函数として徐々に解重合しそして約100℃
において完全に解重合する。
At last it has been achieved to advantageously use the very characteristic properties of hydrofluoric acid, namely in its polymerized state at low temperatures. In fact, when hydrofluoric acid is boiled, the vapor formed has the structure of (HF)6, which gradually depolymerizes as a function of temperature and at about 100 °C
Completely depolymerized in .

20午○附近におけるHFの蒸気はグラム当り約97小
カロリーの熱を吸収する。
HF vapor at around 20:00 o'clock absorbs about 97 calories per gram of heat.

そのため、液体状態から解重合したガス状態に移行させ
るためには、弗化水素酸にグララム当り約43の・カロ
リーの熱を供給する必要のあることが明らかである。こ
の数字は、ガス状のHFによるUQの全弗素化反応によ
って放出されるHFのグラム当り525小カロリーに匹
敵する。そのためガス状HFが液体状のHFによって置
き換えられる場合には、反応の収支は極〈僅かの発熱性
となるであろうことは明らかである。如くして該液体状
態のHFの温度を非常に簡単に制御すること及び最適条
件の反応割合及び効率において反応が行なわれるように
保証するための反応管中における所望の温度態様を確立
することが可能となろう。反応帯域の実際の中心部にお
いてHFの蒸発及び解重合を行うことが実務上可能であ
る点が証明されることを条件として、高率の伝熱効果が
得られそして温度変化は減小しよう。如くして反応管の
流れの断面積を非常に実質的な広さに増大させること及
び従って、従来技術により設置された装置に比較して著
じるしく増大した生産性を有する装置を提供することが
可能である。下記の例中に本発明の実施の一例が記載さ
れる。
It is therefore clear that approximately 43 calories per gram of heat needs to be supplied to the hydrofluoric acid in order to move it from the liquid state to the depolymerized gas state. This figure is comparable to 525 fewer calories per gram of HF released by the perfluorination reaction of UQ with gaseous HF. It is therefore clear that if gaseous HF is replaced by liquid HF, the balance of the reaction will be only slightly exothermic. It is thus possible to very easily control the temperature of the liquid HF and to establish the desired temperature regime in the reaction tube to ensure that the reaction takes place at optimal reaction rates and efficiencies. It will be possible. Provided that it proves practical to carry out the evaporation and depolymerization of HF in the actual center of the reaction zone, a high rate of heat transfer effect will be obtained and the temperature variation will be reduced. Thus, the flow cross-sectional area of the reaction tube is increased to a very substantial extent and thus an apparatus is provided which has significantly increased productivity compared to apparatus installed according to the prior art. Is possible. An example of the implementation of the invention is described in the example below.

しかしこれは本発明に限定を与えるためのものではない
。添付図面を参照するに、図2は本発明による方法を実
務上適用するための変更が加えられた炉を表わし、ここ
で、反応の最初の工程、即ちウラン高酸化物の還元によ
るU02の製造に関する部分は、識別可能な程度の変更
がなされていないので図面から省略されている。図3及
び図4は本発明の方法を利用することが可能な装置の詳
細を示すそれぞれ立面図及び平面図である。図中の最上
毅部に、U03及びU308のようなウランの高酸化物
の還元が行なわれる管16の下部端が示されており、次
に、該還元工程から得られ実質的に二酸化ウランに相当
する組成を有する粒子を通過させる接続部分17が示さ
れている。該接続部分には、管18から発し管16の下
部区域に注入されるガスを分離するための慣用の装置が
設けられている。このような装置はフランス特許第1,
107,592号の二つの追加特許明細書中に記載され
ている。還元‐弗表化管18は該接続部分のフランジに
慣用の方法で結合している。該管18において、管16
を通して供給される粒子は最初該接続部分を通過し、そ
して次に、約40物岬の外径を有する管18の内壁と約
150肋の内径を有する同心管19の外壁との間に環状
に分配される。該管19は下部端は開放しそして頂部は
好ましくは円錐形の漏れ防止キャップ20‘こよって閉
鎖されている。該管はモネル(Monel)のような材
料製であり、この金属は最高600ooまでの温度に耐
えまた水蒸気と混合した液体状又はガス状のHFにより
形成される腐食性雰囲気に対して耐えることが可能であ
る。
However, this is not intended to limit the invention. With reference to the accompanying drawings, FIG. 2 represents a modified furnace for the practical application of the method according to the invention, in which the first step of the reaction, namely the production of U02 by reduction of high uranium oxides, is shown. The relevant parts have not been appreciably modified and have therefore been omitted from the drawings. 3 and 4 are elevational and plan views, respectively, showing details of an apparatus in which the method of the invention can be utilized. At the top of the figure is shown the lower end of the tube 16 in which the reduction of high oxides of uranium such as U03 and U308 takes place, and then the resulting material from the reduction step is converted into substantially uranium dioxide. A connecting part 17 is shown through which particles with a corresponding composition can pass. The connecting part is provided with conventional devices for separating the gas injected from the pipe 18 into the lower region of the outlet pipe 16. Such a device was awarded the first French patent,
No. 107,592 in two additional patent specifications. A reduction-fluorination tube 18 is connected to the flange of the connection in a conventional manner. In the tube 18, the tube 16
The particles fed through first pass through the connection and then form an annular structure between the inner wall of tube 18, which has an outer diameter of about 40 mm, and the outer wall of concentric tube 19, which has an inner diameter of about 150 mm. distributed. The tube 19 is open at the lower end and closed at the top by a preferably conical leak-proof cap 20'. The tube is made of a material such as Monel, a metal that can withstand temperatures up to 600 oo and withstand corrosive atmospheres formed by liquid or gaseous HF mixed with water vapor. It is possible.

管18と管19は、約12び○の角度を保って設けられ
た、モネルの板状要素からなる三つの実質的に放射状に
位置する結合体21によって互いに結合されている。該
板状の結合要素は垂直方向に約50仇肋の距離にわたっ
て前記二つの管を熔接している。約80仇肋の長さ及び
10物吻の直径を有するシリンダー状のHF貯蔵器22
が管19の内部に、12000の角度を置いて設けられ
た、モネルの板状要素23からなる三つの放射状に位置
する結合体により同D円的に固定されており、該板状要
素は貯蔵器22と管19とを熔接している。最後に管2
4は外部貯蔵装置から得られる液体HFを貯蔵器22に
供給する役割を果たす。該炉が稼動する場合には、環状
に分配されて下方向に移動する充填物と向流的に流れて
上方向に通過するガス状弗化水素酸との間の反応は、グ
ラム当り52乳・カロリー程度の強力な熱を放出する。
これは充填物を5000 〜600qoの範囲の温度に
加熱する結果をもたらす。このようにして生成された熱
の大部分は頚射及び伝導により内管19と貯蔵器22中
の液体HFとに移動する。この熱はHFの蒸発、次に生
成した蒸気の解重合を連続的に生じ、該蒸気は管19内
でその下部端に下方向に移動し、次に管18と管19と
の間に形成されている空間中を上方向に通過して、下部
方向に移動する粒子充填物と反応する。管18の底部に
おいては、加熱炉26を有するゥオーム25と管27を
介するガス状HFの向流的な注入とからなる取出系は、
フランス特許第1,107,592号の最初の追加特許
明細書中に記載されるように、各粒子を混合しそして反
応を完結させる役割を果たす。上に記載したように、反
応の熱収支は液体HFの使用がなされた場合には極く僅
かに正である。結果として液体状態で導入されるHFの
部分が多すぎる場合には、熱損失を制限するために管1
8を断熱するだけでなく、比較的低能力の電気炉28の
ような慣用の手段によって該管を外部的に加熱すること
も必要になる。他の方法によって反応帯城の温度を保持
することが可能である。その方法は従って、管24を通
して導入される液体状態のHFの量と、管27を通して
導入されるガス状の量との割合を変化させることからな
る。この調整は当該技術分野の習熟者にとって公知の手
段によって、例えば、管18と管19との間の環状空間
内の温度を連続的に測定し、そして管24と管27との
間のHF流の分配を制御するための系にこれを作用させ
て参照値からの偏差を修正することによって、行うこと
ができる。分配装置が液体状態でHFを供給する場合に
は、該HFを蒸発させ解重合させるための加熱系は該分
配装置を管27に接続するための導管上に設けなければ
ならない点に留意すべきである。反応帯城における温度
が低温すぎるようになった場合には、管18における反
応の全熱収支を充分正にするような結果を伴なつて、こ
の方法において管24における液体HFの供給を減少し
管27におけるガス状HFの供給を増大させることが可
能である。これは結局、環状空間内で測定される温度を
上昇させる。反対に反対帯域内の温度が高温となり過ぎ
た場合には、調整装置は反対方向の作用を起こして管2
4における液体HFの流れを増大させ管27におけるガ
ス状HFの流えを減少させる。この調整方法によって、
優れた安定性の操作を得ることが可能でありまた製品の
品質に関する高度の均一性を得ることが可能である。
The tubes 18 and 19 are connected to each other by three substantially radially located connections 21 of Monel plate-like elements, which are arranged at an angle of about 12 degrees. The plate-shaped connecting element vertically welds the two tubes over a distance of about 50 ribs. A cylindrical HF reservoir 22 with a length of approximately 80 ribs and a diameter of 10 ribs.
are fixed circularly inside the tube 19 by three radially positioned combinations of Monel plate elements 23 placed at an angle of 12,000°, and the plate elements are used for storage. The vessel 22 and the tube 19 are welded together. Finally tube 2
4 serves to supply the reservoir 22 with liquid HF obtained from an external storage device. When the furnace is in operation, the reaction between the annularly distributed downwardly moving charge and the gaseous hydrofluoric acid flowing countercurrently and upwardly passes at 52 milk per gram.・Emits a powerful amount of heat equivalent to a calorie.
This results in heating the filling to a temperature in the range of 5000 to 600 qo. Most of the heat thus generated is transferred to the inner tube 19 and the liquid HF in the reservoir 22 by radiation and conduction. This heat successively causes the evaporation of the HF and then the depolymerization of the vapor produced, which moves downward in tube 19 to its lower end and then forms between tube 18 and tube 19. The particles pass upward through the space where they are formed and react with the particle packing moving downward. At the bottom of the tube 18, the extraction system consists of a worm 25 with a heating furnace 26 and a countercurrent injection of gaseous HF via the tube 27.
It serves to mix the particles and complete the reaction, as described in the first patent specification of French Patent No. 1,107,592. As mentioned above, the heat balance of the reaction is only slightly positive when liquid HF is used. If too much of the HF is introduced in liquid state as a result, tube 1 is
In addition to insulating the tube 8, it is also necessary to heat the tube externally by conventional means such as a relatively low capacity electric furnace 28. It is possible to maintain the temperature of the reaction zone by other methods. The method therefore consists of varying the proportion of the amount of HF in liquid state introduced through tube 24 and the amount introduced in gaseous form through tube 27. This adjustment is carried out by means known to those skilled in the art, for example, by continuously measuring the temperature in the annular space between tubes 18 and 19, and by continuously measuring the temperature in the annular space between tubes 24 and 27. This can be done by applying this to a system for controlling the distribution of , correcting deviations from the reference value. It should be noted that if the distribution device supplies HF in liquid state, a heating system for vaporizing and depolymerizing the HF must be provided on the conduit connecting the distribution device to pipe 27. It is. If the temperature in the reaction zone becomes too low, the supply of liquid HF in tube 24 can be reduced in this way, with the result that the total heat balance of the reaction in tube 18 is sufficiently positive. It is possible to increase the supply of gaseous HF in tube 27. This ultimately increases the temperature measured within the annular space. Conversely, if the temperature in the counter zone becomes too high, the regulating device will act in the opposite direction and reduce the temperature of the tube 2.
The flow of liquid HF in tube 27 is increased and the flow of gaseous HF in tube 27 is decreased. With this adjustment method,
It is possible to obtain excellent stability of operation and a high degree of uniformity in terms of product quality.

前記の炉は時間当り400k9のUF4を得る製造能力
、即ち、250伽の直径を有する従来の炉の能力の実質
的に8倍の能力、を有する。上に記載された例は本発明
利用の特別の一態様にすぎない。
Said furnace has a production capacity of 400 k9 of UF4 per hour, ie substantially eight times the capacity of a conventional furnace with a diameter of 250 mm. The example described above is only one particular embodiment of the use of the present invention.

反応帯城を冷却する目的のために液体の弗化水素酸を導
入することに関し、それによって、本発明の範囲を逸脱
することなく、該液体の酸を一つ又は多数の地軸こおい
て直接的に充填物との接触に導び〈ことが可能である。
Concerning the introduction of liquid hydrofluoric acid for the purpose of cooling the reaction zone, it is thereby possible, without departing from the scope of the invention, to introduce said liquid acid directly into one or more geothermal tubes. It is possible to bring the material into contact with the filling material.

この場合、同0円状の内管を省略することができ、軸部
区域則ち最も高温をもたらす区域に好ましくは向かう流
体弗化水素酸のジェットを確立し適当に分配されたスプ
リンクラー装置又は手段によって、該弗化水素酸を充填
物上に流動させることができる。その表面を液体の弗化
水素酸が移動するラッシッヒリングのような充填体で充
填された同じ円状の内管を用いることも可能である。
In this case, the circular inner tube can be omitted and a sprinkler device or means suitably distributed establishing a jet of fluid hydrofluoric acid preferably directed towards the shank area, i.e. the area producing the highest temperature. The hydrofluoric acid can be flowed over the packing. It is also possible to use the same circular inner tube filled with a packing such as a Raschig ring, over whose surface liquid hydrofluoric acid moves.

本発明の一般的な範囲から逸脱することなく、多くの代
替的な装置を案出することもできる。
Many alternative arrangements may be devised without departing from the general scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図1は従釆技術の方法を実施するために用いられる装置
の概念図を表わし図2、図3及び図4は本発明の方法を
実施することのできる装置のそれぞれ概念図、詳細を示
す立面図及び平面図を表わす。 図中符号1はホッパー、2は管、3は電気炉、4は位置
、5は管、6は炉、7は管、8は喉部、9は管、10は
通路、11はオリフィス、12はコイル、13はウオー
ム、14は管、15は炉、16は管、17は接続部分、
18は管、19は管、2川まキャップ、21は結合体、
22は貯蔵器、23は板状要素、24は管、25はウオ
ーム、26は炉、27は管、をそれぞれ表わす。FIG
.lFIG.3 FIG.2 FIG.4
FIG. 1 shows a conceptual diagram of the apparatus used to carry out the method of the subordinate technique, and FIGS. Represents a side view and a plan view. In the figure, 1 is a hopper, 2 is a tube, 3 is an electric furnace, 4 is a position, 5 is a tube, 6 is a furnace, 7 is a tube, 8 is a throat, 9 is a tube, 10 is a passage, 11 is an orifice, 12 is a coil, 13 is a worm, 14 is a tube, 15 is a furnace, 16 is a tube, 17 is a connecting part,
18 is a pipe, 19 is a pipe, 2 rivers and a cap, 21 is a combined body,
22 is a storage device, 23 is a plate element, 24 is a tube, 25 is a worm, 26 is a furnace, and 27 is a tube. FIG.
.. lFIG. 3 FIG. 2 FIG. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ガス状の弗化水素酸とウラン酸化物との間の反応に
よつて発生する熱からもたらされる温度上昇を、必要と
される弗化水素酸を蒸発させるため及び少なくとも一部
の蒸発分を解重合させるために該熱の少なくとも一部を
用いて制限し、該蒸発分を液体状態において反応帯域又
は該帯域の隣接域に導入することを特徴とする弗化水素
酸及び反応の際に実質的に二酸化物の形で存在するウラ
ン酸化物の反応による四弗化ウランの製造方法。 2 反応帯域又は該帯域の隣接域に液体状態で導入する
弗化水素酸の量を変化させて反応温度を調整し、必要な
補充分を気体状の弗化水素酸の形で導入する、前記特許
請求の範囲第1項記載の方法。 3 反応帯域により発生した熱によつて輻射及び/又は
伝導により加熱する貯蔵器中に液体弗化水素酸を導入し
、そのようにして伝達した熱の少なくとも一部を、蒸発
、次に該酸をウラン酸化物と反応させる前の該弗化水素
酸の少なくとも部分的な解重合により吸収する、前記特
許請求の範囲第1項又は第2項記載の方法。 4 弗化水素酸を液体状態において直接、1つ又は多数
の地点でウラン酸化物の充填物に導びく、前記特許請求
の範囲第1項又は第2項記載の方法。 5 熱及びHF及び/又はH_2Oによる腐食に対して
耐性のある材料の複数の垂直同心管を含み、該管は、二
酸化ウランを含む環状域及び液体弗化水素酸供給器を装
着した頂部開放型貯蔵器を設置する中心域を限定するよ
うに配置されており、該中心域は、該貯蔵器から発散す
る弗化水素酸蒸気が該環状域中に侵入しそして二酸化ウ
ラン充填物と向流してそこを上方向に通過するようにそ
の下部によつて該環状域と連結するように調整されてい
ることを特徴とする弗化水素酸及び反応の際に実質的に
二酸化物の形で存在するウラン酸化物の反応による四弗
化ウランの製造装置。
[Claims] 1. The temperature increase resulting from the heat generated by the reaction between gaseous hydrofluoric acid and uranium oxide is used to evaporate the required hydrofluoric acid and at least Hydrofluoric acid, characterized in that at least a portion of the heat is used to depolymerize some of the evaporated components, and the evaporated components are introduced in a liquid state into a reaction zone or an area adjacent to the zone. and a process for producing uranium tetrafluoride by reaction of uranium oxide present essentially in the form of dioxide during the reaction. 2. Adjusting the reaction temperature by varying the amount of hydrofluoric acid introduced in liquid state into the reaction zone or an area adjacent to said zone, and introducing the necessary replenishment in the form of gaseous hydrofluoric acid. A method according to claim 1. 3. Introducing liquid hydrofluoric acid into a reservoir heated by radiation and/or conduction by the heat generated by the reaction zone, and at least a portion of the heat so transferred being evaporated and then heated by the acid. 3. A method according to claim 1 or claim 2, wherein the hydrofluoric acid is absorbed by at least partial depolymerization of the hydrofluoric acid before reacting with uranium oxide. 4. Process according to claim 1 or 2, in which the hydrofluoric acid is introduced in liquid state directly into the uranium oxide charge at one or more points. 5 Containing a plurality of vertical concentric tubes of material resistant to heat and corrosion by HF and/or H_2O, the tubes being open-topped and equipped with an annular zone containing uranium dioxide and a supply of liquid hydrofluoric acid. The central region is arranged to define a central region in which a reservoir is located, the central region being such that hydrofluoric acid vapor emanating from the reservoir penetrates into the annular region and flows countercurrently with the uranium dioxide charge. hydrofluoric acid, which is arranged to connect with said annular region by its lower part so as to pass upward therethrough; Equipment for producing uranium tetrafluoride through the reaction of uranium oxide.
JP51015521A 1975-02-18 1976-02-17 Process and equipment for producing uranium tetrafluoride Expired JPS6028768B2 (en)

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FR7505574A FR2309474A1 (en) 1975-02-18 1975-02-18 Uranium tetra-fluoride prodn from oxide and hydrogen fluoride - with temp control by evapn and depolymerisation of liquid acid

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CA1096583A (en) 1981-03-03
DE2605346C2 (en) 1987-04-30
IT1055899B (en) 1982-01-11
ZA76638B (en) 1977-01-26

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