JPS61275131A - 六フツ化ウランを二酸化ウランに変換する方法 - Google Patents
六フツ化ウランを二酸化ウランに変換する方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業分野）
本発明は六フッ化ウランの変換により、原子炉燃料製造
に適した高活性、低Ｆ含量でかつ流動性のよいＵＯ！粉
末を乾式にて製造する方法に関する。
に適した高活性、低Ｆ含量でかつ流動性のよいＵＯ！粉
末を乾式にて製造する方法に関する。
（従来技術とその問題点）
六フッ化ウランを原子炉燃料用二酸化つ２ン粉末に変換
する方法には従来から湿式法と乾式法がある。
する方法には従来から湿式法と乾式法がある。
湿式法は製品二酸化ウラン粉末の活性度が高く、かつ残
留Ｆ量が少ない等のすぐれた利点を有するが、工程数が
多く複雑でかつ廃液発生量が多いなどの欠点を有する。
留Ｆ量が少ない等のすぐれた利点を有するが、工程数が
多く複雑でかつ廃液発生量が多いなどの欠点を有する。
一方、乾式法は一般的に製品二酸化ウラン粉末の活性度
が低く、かつ残留Ｆ量が多いなどの欠点があるが、工程
が単純で廃液発生量が少ないなどの利点を有するので、
上記欠点を克服しつつ近年多く採用される傾向にある。
が低く、かつ残留Ｆ量が多いなどの欠点があるが、工程
が単純で廃液発生量が少ないなどの利点を有するので、
上記欠点を克服しつつ近年多く採用される傾向にある。
上記乾式法には四−タリーキルンによる方法、流動層反
応装置による方法、火炎燃焼反応装置による方法などが
あるが、流動層反応装置による方法が流動性のきわめて
良好な製品二酸化ウランを生成するため、他の方法に比
べて、後続工程での粉末のハンドリングが容易で゛ある
という大きな利点をもっている。
応装置による方法、火炎燃焼反応装置による方法などが
あるが、流動層反応装置による方法が流動性のきわめて
良好な製品二酸化ウランを生成するため、他の方法に比
べて、後続工程での粉末のハンドリングが容易で゛ある
という大きな利点をもっている。
これに対し、湿式法はＵ Ｆ ａガスを気液反応で加水
分解してウラニルイオン含有液とし、これに試薬を加え
て沈殿物とした後、濾過、乾燥、ばい焼、還元の各工程
を経て二酸化ウラン粉末を得る方法である。湿式法の製
品二酸化ウラン粉末は活性度が高く、残留Ｆ量が少ない
等の利点を有するが、上述したように、工程数が多く複
雑でかつ廃液発生量が多いなどの欠点を有している。殊
に、濾過工程での負担が太き（、沈殿物のｒ適性、ｒ液
中へのウランロス等の問題が指摘されている。
分解してウラニルイオン含有液とし、これに試薬を加え
て沈殿物とした後、濾過、乾燥、ばい焼、還元の各工程
を経て二酸化ウラン粉末を得る方法である。湿式法の製
品二酸化ウラン粉末は活性度が高く、残留Ｆ量が少ない
等の利点を有するが、上述したように、工程数が多く複
雑でかつ廃液発生量が多いなどの欠点を有している。殊
に、濾過工程での負担が太き（、沈殿物のｒ適性、ｒ液
中へのウランロス等の問題が指摘されている。
湿式法ではＡＤＵ（重ウラン酸アンモニウム）法が最も
多く用いら孔ている。この方法は上記ウラニルイオン含
有液にアンモニア水溶液を添加して重ウラン酸アンモニ
ウムの沈殿物を得たのち、Ｆ渦、乾燥、ばい焼、還元の
各工程を経て二酸化ウラン粉末を得る方法である。湿式
法にはこの他に、ＡＵＣ（炭酸ウラニルアンモニウム）
法があり、ＵＦａを水で加水分解して得られたＵＯｚＦ
ｔ水溶液にアンモニアガスと同時に炭酸ガスを吹き込ん
で炭酸ウラニルアンモニウムの沈殿物を得たのち、濾過
、乾燥、ばい焼、還元の各工程を経て二酸化ウラン粉末
を得る方法である。
多く用いら孔ている。この方法は上記ウラニルイオン含
有液にアンモニア水溶液を添加して重ウラン酸アンモニ
ウムの沈殿物を得たのち、Ｆ渦、乾燥、ばい焼、還元の
各工程を経て二酸化ウラン粉末を得る方法である。湿式
法にはこの他に、ＡＵＣ（炭酸ウラニルアンモニウム）
法があり、ＵＦａを水で加水分解して得られたＵＯｚＦ
ｔ水溶液にアンモニアガスと同時に炭酸ガスを吹き込ん
で炭酸ウラニルアンモニウムの沈殿物を得たのち、濾過
、乾燥、ばい焼、還元の各工程を経て二酸化ウラン粉末
を得る方法である。
ＡＵ（、’法はＡＤＵ法に比べ得られる沈殿物の粒子径
が大きく、濾過が容易で、粉末の流動性が良好なために
、そのハンドリングが容易であるという大きな利点を有
するが、−過工程でのＰ液中のウランロスが多く、ウラ
ンの回収に大きな負担を要するという欠点がある。これ
に対してＡＤＵ法はＰ液中へのつ２ンロスは少ないが、
沈殿物の濾過性が悪く濾過工程での負担が大きい。また
、得られた粉末の流動性が悪（、粉末のハンドリングが
容易でないという欠点がある。
が大きく、濾過が容易で、粉末の流動性が良好なために
、そのハンドリングが容易であるという大きな利点を有
するが、−過工程でのＰ液中のウランロスが多く、ウラ
ンの回収に大きな負担を要するという欠点がある。これ
に対してＡＤＵ法はＰ液中へのつ２ンロスは少ないが、
沈殿物の濾過性が悪く濾過工程での負担が大きい。また
、得られた粉末の流動性が悪（、粉末のハンドリングが
容易でないという欠点がある。
乾式法の流動層反応装置による場合には上述したように
、流動性のきわめて良好な製品二酸化つ２ンを生成する
ため、他の方法に比べて後続工程での粉末のハンドリン
グが容易であるという利点を有するが、他の方法に比べ
て製品二酸化ウランの活性度が小さくなり、また残留Ｆ
量の低減化への負担が大きいという欠点があった。これ
は下記の（１）式によりＵ Ｆ ａガスと水蒸気の気相
反応によりＵＯｍＦｔを生成造粒することが活性度を低
下させること及びＵＯｍＦｔを水素ガスを用いて［７Ｑ
、に変換する際Ｋ Ｕ＝Ｆ４が生成し易いことによるも
のである。
、流動性のきわめて良好な製品二酸化つ２ンを生成する
ため、他の方法に比べて後続工程での粉末のハンドリン
グが容易であるという利点を有するが、他の方法に比べ
て製品二酸化ウランの活性度が小さくなり、また残留Ｆ
量の低減化への負担が大きいという欠点があった。これ
は下記の（１）式によりＵ Ｆ ａガスと水蒸気の気相
反応によりＵＯｍＦｔを生成造粒することが活性度を低
下させること及びＵＯｍＦｔを水素ガスを用いて［７Ｑ
、に変換する際Ｋ Ｕ＝Ｆ４が生成し易いことによるも
のである。
従来の乾式法、特に流動層反応装置による方法はそのほ
とんどが次の２段反応によるものである。
とんどが次の２段反応によるものである。
ＵＦＩ ＋２ＨＩＯ→ＵＯｔＦｍ＋４ＨＦ （１）・
ＵＦＩ ＋Ｈｔ →ＵＯｍ＋２ＨＦ （２
）この方法では上記（２）式において次の反応式による
逆反応により ＵＦ４が生成されやすい。
ＵＦＩ ＋Ｈｔ →ＵＯｍ＋２ＨＦ （２
）この方法では上記（２）式において次の反応式による
逆反応により ＵＦ４が生成されやすい。
ＵＯ＊＋４ＨＦ−＋ＵＦ４＋２ＨｔＯ（３）Ｕ Ｐ４の
生成は比較的低融点（約１０００℃）で焼結しやすい物
質であり、（２）のステップの操作温度範囲で焼結を開
始し、製品二酸化ウラン粉末中の残留Ｆ量を低減するた
めに重要な脱Ｆ反応を阻書する。このため、従来は（２
）のステップで水蒸気を過剰に加えて（３）の逆反応を
起りにくくする等の工夫が必要であった。その結果、操
作が繁雑になると共に過剰に加えられた水蒸気が廃液量
を増やすという問題を引き起していた。また、脱Ｆに時
間を要するために、二酸化ウラン粉末が高温に長時間さ
らされるので、その活性度が低下する傾向が強かった。
生成は比較的低融点（約１０００℃）で焼結しやすい物
質であり、（２）のステップの操作温度範囲で焼結を開
始し、製品二酸化ウラン粉末中の残留Ｆ量を低減するた
めに重要な脱Ｆ反応を阻書する。このため、従来は（２
）のステップで水蒸気を過剰に加えて（３）の逆反応を
起りにくくする等の工夫が必要であった。その結果、操
作が繁雑になると共に過剰に加えられた水蒸気が廃液量
を増やすという問題を引き起していた。また、脱Ｆに時
間を要するために、二酸化ウラン粉末が高温に長時間さ
らされるので、その活性度が低下する傾向が強かった。
流動層反応装置を用いる場合の他の欠点は、ＵＦｓから
ＵＯ＊Ｒを生成させる流動層の操作安定性に関するもの
である。
ＵＯ＊Ｒを生成させる流動層の操作安定性に関するもの
である。
すなわち、該流動層でＴｔｔ ＵＯｔＦｔ粒子が層を形
成するが、そこに吹込まれるＵＦｅガスは流動化ガスと
して流動層底部から導入される水蒸気と反応してＵＯ，
Ｆｔを生成し、すでに存在するＵＯ＊Ｆｍ粒子の表面上
に沈着する。その結果、多くのＵＯ。
成するが、そこに吹込まれるＵＦｅガスは流動化ガスと
して流動層底部から導入される水蒸気と反応してＵＯ，
Ｆｔを生成し、すでに存在するＵＯ＊Ｆｍ粒子の表面上
に沈着する。その結果、多くのＵＯ。
Ｆｔは粒成長を起こす。これに対して、一部のＵＯｔＦ
８粒子は粒子同志の衝突などにより摩損し、微粉化する
。流動層の平均粒子径はこれらのバランスで決まるが、
従来の流動層反応装置では粒成長の傾向が強く、安定な
流動層操作を維持するためには、新たな微粒子を流動層
中に供給するなどの工夫を必要とした“。その結果、装
置システムが複雑となり、操作も繁雑化するという欠点
が生じた。
８粒子は粒子同志の衝突などにより摩損し、微粉化する
。流動層の平均粒子径はこれらのバランスで決まるが、
従来の流動層反応装置では粒成長の傾向が強く、安定な
流動層操作を維持するためには、新たな微粒子を流動層
中に供給するなどの工夫を必要とした“。その結果、装
置システムが複雑となり、操作も繁雑化するという欠点
が生じた。
（発明の目的）
本発明はこのような背景のもとで上記の従来の湿式法お
よび乾式法の利点を生かしつつ、その欠点を改善し、工
程が簡単で廃液発生量が少なく。
よび乾式法の利点を生かしつつ、その欠点を改善し、工
程が簡単で廃液発生量が少なく。
かつ活性度が高く、残留Ｆ量が低く、さらに流動性が良
好で原子炉燃料用原料として好適な二酸化ウラン粉末を
、六フッ化ウランから乾式法により製造する方法を提供
するにある。
好で原子炉燃料用原料として好適な二酸化ウラン粉末を
、六フッ化ウランから乾式法により製造する方法を提供
するにある。
（発明の構成）
すなわち、本発明によれば、基本的構成として、（１１
（ａ） １４０℃以上に加熱した反応装置にＵＦ、ガ
スとアンモニア水溶液を吹込んで重クラ／酸アンモニウ
ムとするｊｌＥ１ステップ、 （−第１ステップからの重ウラン酸アンモニウムを水素
ガスおよび水蒸気にてＵ Ｏｔ に変換する第２ステッ
プ、 の組合せよりなる六フッ化ウランを二酸化ウランに変換
する方法、が得られる。
（ａ） １４０℃以上に加熱した反応装置にＵＦ、ガ
スとアンモニア水溶液を吹込んで重クラ／酸アンモニウ
ムとするｊｌＥ１ステップ、 （−第１ステップからの重ウラン酸アンモニウムを水素
ガスおよび水蒸気にてＵ Ｏｔ に変換する第２ステッ
プ、 の組合せよりなる六フッ化ウランを二酸化ウランに変換
する方法、が得られる。
本発明では上記基本的構成をペースとして次の（２）〜
（６）Ｋ示す工程の組合せも成立する。すなわち（２）
（ａ） １４０℃以上に加熱した反応装置にＵＦｅガ
スとアンモ−ニア水溶液を吹込んで重ウラン酸アンモニ
ウムとする第１ステップ、 （ｂｌ 第１ステップからの重ウラン酸アンモニウム
を水蒸気にてＵＯｓ および／またはＵ３Ｏ．に変換す
る第２ステップ、 （ｃ） 第２ステップからのＵ Ｏｓおよび／または
Ｕｓ’ｓを水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸気にてＵ
Ｏｔに変換する第３ステップ、 の組合せよりなる六フッ化ウランを二酸化ウランに変換
する方法。
（６）Ｋ示す工程の組合せも成立する。すなわち（２）
（ａ） １４０℃以上に加熱した反応装置にＵＦｅガ
スとアンモ−ニア水溶液を吹込んで重ウラン酸アンモニ
ウムとする第１ステップ、 （ｂｌ 第１ステップからの重ウラン酸アンモニウム
を水蒸気にてＵＯｓ および／またはＵ３Ｏ．に変換す
る第２ステップ、 （ｃ） 第２ステップからのＵ Ｏｓおよび／または
Ｕｓ’ｓを水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸気にてＵ
Ｏｔに変換する第３ステップ、 の組合せよりなる六フッ化ウランを二酸化ウランに変換
する方法。
（３１（ａ） １４０℃以上に加熱した反応装置ＫＵ
Ｆｓガスとアンモニア水溶液および炭酸ガスを吹込んで
重ウラン酸アンモニウムおよび炭酸ウラニルアンモニウ
ムとする第１ステップ、 （ｂｌ 第１ステップからの重ウラン酸アンモニウム
および炭酸ウラニルアンモニウムを水素ガスおよび水蒸
気にてＵ Ｏｔに変換する＊２ステップ、の組合せより
なる六フッ化ウランを二酸化つ２ンに変換する方法。
Ｆｓガスとアンモニア水溶液および炭酸ガスを吹込んで
重ウラン酸アンモニウムおよび炭酸ウラニルアンモニウ
ムとする第１ステップ、 （ｂｌ 第１ステップからの重ウラン酸アンモニウム
および炭酸ウラニルアンモニウムを水素ガスおよび水蒸
気にてＵ Ｏｔに変換する＊２ステップ、の組合せより
なる六フッ化ウランを二酸化つ２ンに変換する方法。
（４１（ａ） １４０℃以上に加熱した反応装置にＵ
ＦｓＦｅガスンモニア水溶液および炭酸ガスを吹込んで
重ウラン酸アンモニウムおよび炭酸ウラニルアンモニウ
ムとする第１ステップ、 （ｂｌ 第１ステップからの重ウラン酸アンモニウム
および炭酸ウラニルアンモニウムを水蒸気にてＵＯ声よ
び／またはＵ８０．に変換する第２ステップ、 （ｃ） ｌ１Ｅ２ステップからのＵ Ｏｓおよび／ま
たはＵ３０．を水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸気に
て ＵＯ！に変換する第３ステップ、 の組合せよりなる六フッ化ウランを二酸化ウランに変換
する方法。
ＦｓＦｅガスンモニア水溶液および炭酸ガスを吹込んで
重ウラン酸アンモニウムおよび炭酸ウラニルアンモニウ
ムとする第１ステップ、 （ｂｌ 第１ステップからの重ウラン酸アンモニウム
および炭酸ウラニルアンモニウムを水蒸気にてＵＯ声よ
び／またはＵ８０．に変換する第２ステップ、 （ｃ） ｌ１Ｅ２ステップからのＵ Ｏｓおよび／ま
たはＵ３０．を水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸気に
て ＵＯ！に変換する第３ステップ、 の組合せよりなる六フッ化ウランを二酸化ウランに変換
する方法。
（５）（ａ） １４０℃以上に加熱した反応装置にＵ
ＦｓＦｅガスンモニア水溶液とともに担体ガスを同時に
吹込んで重ウラン酸アンモニウムとする第１ステップ、 （ｂ）ｊ［１ステップからの重つ２ン酸アンモニウムを
水素ガスおよび水蒸気にてＵＯ，に変換する第２ステッ
プ、 の組合せよシなる六７）化ウランを二酸化ウランに変換
する方法。
ＦｓＦｅガスンモニア水溶液とともに担体ガスを同時に
吹込んで重ウラン酸アンモニウムとする第１ステップ、 （ｂ）ｊ［１ステップからの重つ２ン酸アンモニウムを
水素ガスおよび水蒸気にてＵＯ，に変換する第２ステッ
プ、 の組合せよシなる六７）化ウランを二酸化ウランに変換
する方法。
（６） （ａｔ １４０℃以上に加熱した反応装置
にＵＦａＦｅガスンモニア水溶液および炭酸ガスととも
に担体ガスを同時に吹込んで重ウラン酸アンモニウムお
よび炭酸ウラニルアンモニウムとする第１ステップ、 （ｂ）第１ステップからの重ウラン酸アンモニウムおよ
び炭酸ウラニルアンモニウムを水蒸気にてＵＯ。
にＵＦａＦｅガスンモニア水溶液および炭酸ガスととも
に担体ガスを同時に吹込んで重ウラン酸アンモニウムお
よび炭酸ウラニルアンモニウムとする第１ステップ、 （ｂ）第１ステップからの重ウラン酸アンモニウムおよ
び炭酸ウラニルアンモニウムを水蒸気にてＵＯ。
および／またはＵ３Ｏ８に変換する第２ステップ、（ｃ
ｌ 第２ステップからのＵ Ｏｓおよび／またはＵ
ｓ Ｏｓを水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸気にてＵ
Ｏｔ に変換する第３ステップ、の組合せよりなる六
フッ化ウランを二酸化ウランに変換する方法。
ｌ 第２ステップからのＵ Ｏｓおよび／またはＵ
ｓ Ｏｓを水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸気にてＵ
Ｏｔ に変換する第３ステップ、の組合せよりなる六
フッ化ウランを二酸化ウランに変換する方法。
本発明ではＵ Ｆｅガス、アンモニア水溶液、炭酸ガス
、水素ガス、水蒸気および担体ガスの吹込みに二流体ノ
ズルまたは複数組の二流体ノズルを使用するのが好適で
ある。
、水素ガス、水蒸気および担体ガスの吹込みに二流体ノ
ズルまたは複数組の二流体ノズルを使用するのが好適で
ある。
また、反応装置として流動層反応装置を使用するのが好
ましい。
ましい。
本発明方法で重要な点は第１ステップの重ウラン酸アン
モニウムを生成させる工程である。すなわち、ａ１反応
装置に原料ＵＦｓＦｅガスにアンモニア水溶液を反応物
として供給することにより、重ウラン酸アンモニウムα
作条件によってはＵＯｚ Ｆｌも含まれることもある、
）を直接得ることができる。
モニウムを生成させる工程である。すなわち、ａ１反応
装置に原料ＵＦｓＦｅガスにアンモニア水溶液を反応物
として供給することにより、重ウラン酸アンモニウムα
作条件によってはＵＯｚ Ｆｌも含まれることもある、
）を直接得ることができる。
装置の加熱＠度は反応生成物である重ウラン酸アンモニ
ウムを乾燥状態の粉末で得るために１４０℃以上にする
必要がある。従来はこれらの塩を湿式法として知られる
方法によって得ているが、水によるＵＦ・ガスの加水分
解、アンモニア水溶液等による沈殿、沈殿物の濾過、乾
燥という複雑な工程を経由しなければならず、同時に多
量の廃液が発生する。本発明方法ではこれらを一つのス
テップで実現でき、かつ廃液の発生量も最小限に抑える
ことができるのである。
ウムを乾燥状態の粉末で得るために１４０℃以上にする
必要がある。従来はこれらの塩を湿式法として知られる
方法によって得ているが、水によるＵＦ・ガスの加水分
解、アンモニア水溶液等による沈殿、沈殿物の濾過、乾
燥という複雑な工程を経由しなければならず、同時に多
量の廃液が発生する。本発明方法ではこれらを一つのス
テップで実現でき、かつ廃液の発生量も最小限に抑える
ことができるのである。
一方、従来の乾式法では、ＵＦａと水蒸気が気相反応を
起し、脱Ｆ速度が遅く、原子炉燃料用二酸化つ２ン粉末
の創造には適さないＵＯｔＰｚ粉末が生成する傾向が大
きかったのに対し、本発明方法では重ウラー７酸アンモ
ニウムを経由するために脱Ｆが容易で、かつ活性度の高
い原子炉燃料用二酸化ウラン粉末を得ることができる。
起し、脱Ｆ速度が遅く、原子炉燃料用二酸化つ２ン粉末
の創造には適さないＵＯｔＰｚ粉末が生成する傾向が大
きかったのに対し、本発明方法では重ウラー７酸アンモ
ニウムを経由するために脱Ｆが容易で、かつ活性度の高
い原子炉燃料用二酸化ウラン粉末を得ることができる。
これらの効果ならびに以後に述べる本発明の特徴は、第
１ステップにおいて反応物としてアンモニア水溶液およ
び炭酸ガスを用いる場合にも同様に％られ、前記のＡＵ
Ｃ法の欠点が解消される。
１ステップにおいて反応物としてアンモニア水溶液およ
び炭酸ガスを用いる場合にも同様に％られ、前記のＡＵ
Ｃ法の欠点が解消される。
本発明方法の更なる特徴は、反応装置として流動層反応
装置を用いることにより、高い活性度に加え、流動性も
きわめて良好な二酸化ウラン粉末が得られる点である。
装置を用いることにより、高い活性度に加え、流動性も
きわめて良好な二酸化ウラン粉末が得られる点である。
すなわち、従来流動層反応装置を用いると、活性度が低
く、脱Ｐ装置の遅いＵＯヨＦヨ粉末が生成しやすく、そ
９結果、流動性が良好であるという利点を生かしつつ、
原子炉燃料用二酸化ウラン粉末を製造することが困難で
あった。
く、脱Ｐ装置の遅いＵＯヨＦヨ粉末が生成しやすく、そ
９結果、流動性が良好であるという利点を生かしつつ、
原子炉燃料用二酸化ウラン粉末を製造することが困難で
あった。
しかしながら、本発明方法を用いると、前記のごとく重
ウラン酸アンモニウムが流動層反応装！で造粒されて生
成し、従来の欠点を改善することが可能となった。この
結果、活性度が高く、流動性がきわめて良好な二酸化ウ
ラン粉末を得ることができ、後続工程での粉末のハンド
リングが容易になり、更に原子炉燃料用ペレット製造に
際し、通常行なわれる造粒操作を省略できるという優れ
た効果をもたらす。
ウラン酸アンモニウムが流動層反応装！で造粒されて生
成し、従来の欠点を改善することが可能となった。この
結果、活性度が高く、流動性がきわめて良好な二酸化ウ
ラン粉末を得ることができ、後続工程での粉末のハンド
リングが容易になり、更に原子炉燃料用ペレット製造に
際し、通常行なわれる造粒操作を省略できるという優れ
た効果をもたらす。
また、第１ステップで得られた重ウラン酸アンモニウム
を一旦水蒸気のみでＵＯｓ／ＵｓＯａＫ変換した後、還
元してＵＯ，粉末を得ることによって、残留Ｆ量の低減
化が容易になる。これはＵＯｔＦ、の脱Ｆ還元時と同様
に、重つ２ン酸アンモニウム中に残留するＦ分の除去時
にＵＯｔを共存させないことで、脱Ｆ反応を阻害するＵ
Ｆ４の生成を抑えるためである。
を一旦水蒸気のみでＵＯｓ／ＵｓＯａＫ変換した後、還
元してＵＯ，粉末を得ることによって、残留Ｆ量の低減
化が容易になる。これはＵＯｔＦ、の脱Ｆ還元時と同様
に、重つ２ン酸アンモニウム中に残留するＦ分の除去時
にＵＯｔを共存させないことで、脱Ｆ反応を阻害するＵ
Ｆ４の生成を抑えるためである。
第１ステップの流動層反応装置において、流動層の粒子
径を好適な大きさくコントロールするには、ＵＦｓガス
およびアンモニア水溶液を噴霧する場合には二流体ノズ
ルの単独使用、またはＵＦｅおよびアンモニア水溶液を
それぞれ担体ガスにより噴霧する場合には二流体ノズル
の近接組合せとする方法が有効である。これはノズル出
口近傍でＵＰ＋ガスとアンモニア水溶液が反応してその
後の造粒の核となる微粒子を生成し、流動層を形成する
粒子の平均粒子径を下げる役目を果すためである。また
該ノズルを用いると、生成する粒子が微粒子の造粒体と
なるため、反応性の高い粒子となり、次のステップ以降
での反応が速やかに進むという利点が得られる。
径を好適な大きさくコントロールするには、ＵＦｓガス
およびアンモニア水溶液を噴霧する場合には二流体ノズ
ルの単独使用、またはＵＦｅおよびアンモニア水溶液を
それぞれ担体ガスにより噴霧する場合には二流体ノズル
の近接組合せとする方法が有効である。これはノズル出
口近傍でＵＰ＋ガスとアンモニア水溶液が反応してその
後の造粒の核となる微粒子を生成し、流動層を形成する
粒子の平均粒子径を下げる役目を果すためである。また
該ノズルを用いると、生成する粒子が微粒子の造粒体と
なるため、反応性の高い粒子となり、次のステップ以降
での反応が速やかに進むという利点が得られる。
次に、本発明を図面によって説明する。添付図面に示す
流動層反応装置は本発明の実施例において使用される装
置である。
流動層反応装置は本発明の実施例において使用される装
置である。
図において、六フッ化ウランは気化器１で気化され、第
１流動層反応装置２内のノズルにより、アンモニア水溶
液と共に装置２内に噴霧導入される。該ノズルにより噴
霧されたＵＦａガスは導管６を経由して別のノズルから
噴霧されるアンモニア水溶液の液滴と反応し、重ウラン
酸アンモニウムδ・ら成るスラリーの微小液滴を形成し
、すでに流動層を形成している粒子の表面に沈着し、蒸
発乾固して新たな微粒子を生成する。これらの粒子の一
部は粒子同志の衝突等により摩損し微粒子化する。流動
層の粒子径はこれらの過程によりコントロールされ、流
動層を形成する。なお、流動化ガスは前記ノズルおよび
ノズル周辺部から導入される空気によるものである。第
１流動層反応装置２の操作温度は１４０℃以下、好まし
くは粉の活性度、粒径コントロールの点で１５０−３０
０℃のｔ！囲である。
１流動層反応装置２内のノズルにより、アンモニア水溶
液と共に装置２内に噴霧導入される。該ノズルにより噴
霧されたＵＦａガスは導管６を経由して別のノズルから
噴霧されるアンモニア水溶液の液滴と反応し、重ウラン
酸アンモニウムδ・ら成るスラリーの微小液滴を形成し
、すでに流動層を形成している粒子の表面に沈着し、蒸
発乾固して新たな微粒子を生成する。これらの粒子の一
部は粒子同志の衝突等により摩損し微粒子化する。流動
層の粒子径はこれらの過程によりコントロールされ、流
動層を形成する。なお、流動化ガスは前記ノズルおよび
ノズル周辺部から導入される空気によるものである。第
１流動層反応装置２の操作温度は１４０℃以下、好まし
くは粉の活性度、粒径コントロールの点で１５０−３０
０℃のｔ！囲である。
次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、以
下の実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
下の実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
実施例
本発明による実施例及び従来法による比較例を示す。本
実施例は第４流動層反応装置Ｋ ＵＦ、ガスとアンモニ
ア水溶液を吹込んで生成させた重ウラン酸アンモニウム
をそのまま還元してＵへ粉末を得たケース（本発明（１
１）、同様に生成した重ウラン酸アンモニウムを一旦水
蒸気によりＵＯｓ／ＵｓＯｓ粉末とした後、還元により
ＵＯｔ粉末を得たケースＣ本発明（２））、な、らびＫ
ｔＩＥｌ流動層反応装置ＫＵＦＩガスとアンモニア水溶
液および炭酸ガスを吹込んで生成させ−た重ウラン酸ア
ンモニウムおよび炭酸ウラニルアンモニウムを一旦水蒸
気によりＵＯ８／ＵｓＯａ 粉末とした後、還元により
Ｕ０２粉末を得たケース（本発明（３））、である。比
較例はｇｌ流動層反応装置で生成させたＵＯ＊Ｆｇ粉末
をそのまま還元によりＵＯ８粉末としたケースである。
実施例は第４流動層反応装置Ｋ ＵＦ、ガスとアンモニ
ア水溶液を吹込んで生成させた重ウラン酸アンモニウム
をそのまま還元してＵへ粉末を得たケース（本発明（１
１）、同様に生成した重ウラン酸アンモニウムを一旦水
蒸気によりＵＯｓ／ＵｓＯｓ粉末とした後、還元により
ＵＯｔ粉末を得たケースＣ本発明（２））、な、らびＫ
ｔＩＥｌ流動層反応装置ＫＵＦＩガスとアンモニア水溶
液および炭酸ガスを吹込んで生成させ−た重ウラン酸ア
ンモニウムおよび炭酸ウラニルアンモニウムを一旦水蒸
気によりＵＯ８／ＵｓＯａ 粉末とした後、還元により
Ｕ０２粉末を得たケース（本発明（３））、である。比
較例はｇｌ流動層反応装置で生成させたＵＯ＊Ｆｇ粉末
をそのまま還元によりＵＯ８粉末としたケースである。
なお、本実施例で使用した流動層反応装置の反応部の徨
はいずれも８．３ ａｎであり、操作条件および得られ
たＵＯ１Ｏ１粉末性例は以下の通りである。すなわち雛
】表〜第３表は操作条件、Ｕ Ｏを粉末の物性は第４表
に示す。
はいずれも８．３ ａｎであり、操作条件および得られ
たＵＯ１Ｏ１粉末性例は以下の通りである。すなわち雛
】表〜第３表は操作条件、Ｕ Ｏを粉末の物性は第４表
に示す。
このように、本発明方法によって得られるＵＯｔ粉末は
、従来法のものに比べて、かさ密度および粒子径が小さ
くて比表面積が大きく、かつ活性度が高く、さらに、残
留Ｆ量が非常に少ないので、原子炉燃料用二酸化ウラン
ベレットの製造に好適なものである。
、従来法のものに比べて、かさ密度および粒子径が小さ
くて比表面積が大きく、かつ活性度が高く、さらに、残
留Ｆ量が非常に少ないので、原子炉燃料用二酸化ウラン
ベレットの製造に好適なものである。
（発明の効果）
本発明は以上の構成をとることによって、次の効果を示
す。
す。
（１） 従来の湿式法の欠点である工程の複雑さおよ
び廃液発生量の多さがともに大幅に改善され、更に従来
の乾式法では得るのが難しかった活性度が高くかつ残留
Ｆ量が少な（同時に流動性が極めて良好な原子炉燃料用
に好適な二酸化ウラン粉末を得ることができる。
び廃液発生量の多さがともに大幅に改善され、更に従来
の乾式法では得るのが難しかった活性度が高くかつ残留
Ｆ量が少な（同時に流動性が極めて良好な原子炉燃料用
に好適な二酸化ウラン粉末を得ることができる。
（２）後続工程での粉末のハンドリングが容易になると
共に、原子炉燃料用ペレットの製造に際して通常行われ
る造粒操作を省略でき、る。
共に、原子炉燃料用ペレットの製造に際して通常行われ
る造粒操作を省略でき、る。
添付図面は本発明の一実施例の実施に使用される装置系
統図である。 図において、 ｌ−一一一気化器 ２、３．４−−−一流勅層反応装置 ５−−−−製品受器 ６、７．８−−−一導 管 ９−一一一排気処理系
統図である。 図において、 ｌ−一一一気化器 ２、３．４−−−一流勅層反応装置 ５−−−−製品受器 ６、７．８−−−一導 管 ９−一一一排気処理系
Claims (8)
- （１）（ａ）１４０℃以上に加熱した反応装置にＵＦ＿
６ガスとアンモニア水溶液を吹込んで重ウラン酸アンモ
ニウムとする第１ステップ、 （ｂ）第１ステップからの重ウラン酸アンモニウムを水
素ガスおよび水蒸気にてＵＯ＿２に変換する第２ステッ
プ、 の組合せよりなる六フッ化ウランを二酸化ウランに変換
する方法、 - （２）（ａ）１４０℃以上に加熱した反応装置にＵＦ＿
６ガスとアンモニア水溶液を吹込んで重ウラン酸アンモ
ニウムとする第１ステップ、 （ｂ）第１ステップからの重ウラン酸アンモニウムを水
蒸気にてＵＯ＿３および／またはＵ＿３Ｏ＿８に変換す
る第２ステップ、 （ｃ）第２ステップからのＵＯ＿３および／またはＵ＿
３Ｏ＿８を水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸気にてＵ
Ｏ＿２に変換する第３ステップ、 の組合せよりなる六フッ化ウランを二酸化ウランに変換
する方法、 - （３）（ａ）１４０℃以上に加熱した反応装置にＵＦ＿
６ガスとアンモニア水溶液および炭酸ガスを吹込んで重
ウラン酸アンモニウムおよび炭酸ウラニルアンモニウム
とする第１ステップ、 （ｂ）第１ステップからの重ウラン酸アンモニウムおよ
び炭酸ウラニルアンモニウムを水素ガスおよび水蒸気に
てＵＯ＿２に変換する第２ステップ、の組合せよりなる
六フッ化ウランを二酸化ウランに変換する方法、 - （４）（ａ）１４０℃以上に加熱した反応装置にＵＦ＿
６ガスとアンモニア水溶液および炭酸ガスを吹込んで重
ウラン酸アンモニウムおよび炭酸ウラニルアンモニウム
をする第１ステップ、 （ｂ）第１ステップからの重ウラン酸アンモニウムおよ
び炭酸ウラニルアンモニウムを水蒸気にてＵＯ＿３およ
び／またはＵ＿３Ｏ＿８に変換する第２ステップ、 （ｃ）第２ステップからのＵＯ＿３および／またはＵ＿
３Ｏ＿８を水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸気にてＵ
Ｏ＿２に変換する第３ステップ、 の組合せよりなる六７ッ化ウランを二酸化ウランに変換
する方法、 - （５）（ａ）１４０℃以上に加熱した反応装置にＵＦ＿
６ガスとアンモニア水溶液とともに担体ガスを同時に吹
込んで重ウラン酸アンモニウムとする第１ステップ、 （ｂ）第１ステップからの重ウラン酸アンモニウムを水
素ガスおよび水蒸気にてＵＯ＿２に変換する第２ステッ
プ、 の組合せよりなる六フッ化ウランを二酸化ウランに変換
する方法、 - （６）（ａ）１４０℃以上に加熱した反応装置にＵＦ＿
６ガスとアンモニア水溶液および炭酸ガスとともに担体
ガスを同時に吹込んで重ウラン酸アンモニウムおよび炭
酸ウラニルアンモニウムとする第１ステップ、（ｂ）第
１ステップからの重ウラン酸アンモニウムおよび炭酸ウ
ラニルアンモニウムを水蒸気にてＵＯ＿３および／また
はＵ＿３Ｏ＿８に変換する第２ステップ、 （ｃ）第２ステップからのＵＯ＿３および／またはＵ＿
３Ｏ＿８を水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸気にてＵ
Ｏ＿２に変換する第３ステップ、 の組合せよりなる六フッ化ウランを二酸化ウランに変換
する方法。 - （７）前記ＵＦ＿６ガス、アンモニア水溶液、炭酸ガス
。 水素ガス、水蒸気、および担体ガスの吹込みを二流体ノ
ズルまたは複数個の二流体ノズルを用いて行う特許請求
の範囲（１）〜（６）のいずれか一項に記載の方法。 - （８）前記反応装置は流動層反応装置である特許請求の
範囲（１）〜（６）のいずれか一項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11627085A JPS61275131A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 六フツ化ウランを二酸化ウランに変換する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11627085A JPS61275131A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 六フツ化ウランを二酸化ウランに変換する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61275131A true JPS61275131A (ja) | 1986-12-05 |
Family
ID=14682918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11627085A Pending JPS61275131A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 六フツ化ウランを二酸化ウランに変換する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61275131A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008074641A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Mitsubishi Materials Corp | 二酸化ウラン粉末の製造方法及び該方法により得られた二酸化ウラン粉末を用いた二酸化ウラン焼結ペレットの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53149195A (en) * | 1977-06-01 | 1978-12-26 | Reaktor Brennelement Union | Method of producing uranium dioxide |
| JPS6021816A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-04 | Hitachi Ltd | 二酸化ウランの製造方法 |
-
1985
- 1985-05-29 JP JP11627085A patent/JPS61275131A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53149195A (en) * | 1977-06-01 | 1978-12-26 | Reaktor Brennelement Union | Method of producing uranium dioxide |
| JPS6021816A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-04 | Hitachi Ltd | 二酸化ウランの製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008074641A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Mitsubishi Materials Corp | 二酸化ウラン粉末の製造方法及び該方法により得られた二酸化ウラン粉末を用いた二酸化ウラン焼結ペレットの製造方法 |
| JP4666649B2 (ja) * | 2006-09-19 | 2011-04-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 二酸化ウラン粉末の製造方法及び該方法により得られた二酸化ウラン粉末を用いた二酸化ウラン焼結ペレットの製造方法 |
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