NO844657L - Fremgangsmaate for fremstilling av pulverformige metalloksyder fra vandige opploesninger eller faste blandinger av metallnitrater - Google Patents
Fremgangsmaate for fremstilling av pulverformige metalloksyder fra vandige opploesninger eller faste blandinger av metallnitraterInfo
- Publication number
- NO844657L NO844657L NO844657A NO844657A NO844657L NO 844657 L NO844657 L NO 844657L NO 844657 A NO844657 A NO 844657A NO 844657 A NO844657 A NO 844657A NO 844657 L NO844657 L NO 844657L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- nitrate
- specific surface
- surface area
- oxide
- calcination
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract 2
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 title 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 title 1
- 229910002007 uranyl nitrate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 35
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 19
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 25
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 125000005289 uranyl group Chemical group 0.000 claims description 13
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims description 11
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 9
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 9
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 5
- 150000003671 uranium compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 claims 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium atom Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 claims 1
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910000439 uranium oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 8
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910003452 thorium oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- VGBPIHVLVSGJGR-UHFFFAOYSA-N thorium(4+);tetranitrate Chemical compound [Th+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VGBPIHVLVSGJGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- SHZGCJCMOBCMKK-KGJVWPDLSA-N beta-L-fucose Chemical compound C[C@@H]1O[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-KGJVWPDLSA-N 0.000 abstract description 5
- ZQPKENGPMDNVKK-UHFFFAOYSA-N nitric acid;plutonium Chemical compound [Pu].O[N+]([O-])=O ZQPKENGPMDNVKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- JCMLRUNDSXARRW-UHFFFAOYSA-N trioxouranium Chemical compound O=[U](=O)=O JCMLRUNDSXARRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 94
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 15
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);uranium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[U+4] OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 6
- VEMKTZHHVJILDY-PMACEKPBSA-N (5-benzylfuran-3-yl)methyl (1r,3s)-2,2-dimethyl-3-(2-methylprop-1-enyl)cyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CC1(C)[C@@H](C=C(C)C)[C@H]1C(=O)OCC1=COC(CC=2C=CC=CC=2)=C1 VEMKTZHHVJILDY-PMACEKPBSA-N 0.000 description 5
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 5
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 229940077390 uranyl nitrate hexahydrate Drugs 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FQOYGOOGNAEFLM-UHFFFAOYSA-K [OH-].[OH-].[OH-].[U+3] Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[U+3] FQOYGOOGNAEFLM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000019463 artificial additive Nutrition 0.000 description 1
- -1 by itself Chemical compound 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- ZAASRHQPRFFWCS-UHFFFAOYSA-P diazanium;oxygen(2-);uranium Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[U].[U] ZAASRHQPRFFWCS-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006353 environmental stress Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N lead nitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[Pb]O[N+]([O-])=O RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- SANRKQGLYCLAFE-UHFFFAOYSA-H uranium hexafluoride Chemical compound F[U](F)(F)(F)(F)F SANRKQGLYCLAFE-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- MZFRHHGRNOIMLW-UHFFFAOYSA-J uranium(4+);tetrafluoride Chemical compound F[U](F)(F)F MZFRHHGRNOIMLW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G56/00—Compounds of transuranic elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G56/00—Compounds of transuranic elements
- C01G56/004—Compounds of plutonium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G43/00—Compounds of uranium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G43/00—Compounds of uranium
- C01G43/01—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G43/00—Compounds of uranium
- C01G43/01—Oxides; Hydroxides
- C01G43/025—Uranium dioxide
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/42—Selection of substances for use as reactor fuel
- G21C3/58—Solid reactor fuel Pellets made of fissile material
- G21C3/62—Ceramic fuel
- G21C3/623—Oxide fuels
-
- 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
-
- 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
- C01P2006/80—Compositional purity
-
- 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
- C01P2006/80—Compositional purity
- C01P2006/82—Compositional purity water content
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av pulverformige metalliske oksyder med på forhånd bestemt reaktivitet, justert når det gjelder spesifikt overflateareal ved termisk behandling av tilsvarende nitrater, i form av en vandig oppløsning eller et fast materiale bestående av uranylnitratet i seg selv eller i blanding med minst en av torium nitrat, seriumnitrat og plutoniumnitrat. I denne sammenheng skal uttrykket "metalliske oksyder" forstås som en angivelse av uranoksyd, UO3, i seg selv, eller uranoksyd UO3i blanding med minst toriumoksyd TI1O2»seriumoksyd CeC>2 eller plutoniumoksyd P0uC>2 •
Uttrykket "på forhånd bestemt reaktivitet" er ment å bety det mest hensiktsmessige spesifikke overflateareal som metalliske oksyder er ønsket å ha for å maksimalisere evnen for reaktsjoner efter denitrering, slik som termiske omdanning av UO3til t^Og, stabile oksyder som tillater forlenget lagring før efterfølgende reduksjon eller direkte reduksjon av UO3til U02#fulgt av hydrofluorisering med fluss-syre eller sogar fremstilling av uran-oksydpulvere eller blandet oksydpulvere med en kjeramisk kvalitet for omdanning til kjernebrennstoff ved pressing til pellets og sintring.
Når UO3i seg selv direkte reduseres til UO2, fulgt av hydrofluorering av UO2til UF^, er reaktiviteten for UO2korrelativt bundet til det spesifikke overflateareal og til pokrøsiteten av UO3som oppstår fra denitrering. Det er ønskelig at kapasiteten for den direkte reaksjon av UO3til UO2og for hydrofluoreringen av UO2til UF4justeres efter behov under denitreringen av hydratisert uranylnitrat ved fremstilling av uraniumoksyd UO3med et spesifikt overflateareal og en porøsitet som er tilpasset hver teknikk.
Uansett når UO3termisk omdannes til med henblikk på
å tilveiebringe et stabilt oksyd som ikke rehydratiseres under lagring før reaksjon til U02, gjennomføres denne omdanning med en sterk reduksjon av det spesifikke overf lateareal for utgangsproduktet i en slik grad at for å oppnå et urandioksyd med en tilstrekkelig reaktivitet, dvs. et utviklet spesifikt overflateareal, ofte er nødvendig å omdanne U^Og til ammoniumdiuranat som derefter dekomponeres til UO3som har et stort spesifikt overflateareal og som, efter reduksjon, gir et urandioksyd med tilstrekkelig reaktivitet.
Når det gjelder fremstilling av metalliske oksydpulvere med keramisk kvalitet, ment for fremstilling av kjerne-brensel, blir metalliske oksyder slik som urandioksyd UO2alene eller i blanding med minst en av toriumoksyd ThC^, seriumoksyd CeC>2 og plutoniumoksyd PuC^, er det kjent at sintring av slike pulvere i en reduserende atmosfære muliggjør at dét kan oppnås pellets med høy densitet, forutsatt at det benyttes pulvere med stort spesifikt overflateareal og at det gjennomføres en prosedyre med op-timal sintring for hver verdi av det spesifikke overflateareal ("Treatise on inorganic chemistry", Paul Pascal, vol. XV, side 300 til 304, utgave 1961).
Blandede kjernebrennstoffer fremstilles generelt ved kopresipitering, slik som ved hydrolysering av blandede oppløsninger av nitrater av tungmetaller og termisk dekomponering av disse, men i henhold til en variant kan de fremstilles ved å blande egnede oksyder idet hvert oksyd tidligere er oppnådd alene ved utfelling og termisk dekomponering.
Idag gir de eneste prosesser kjent for å oppnå UO2alene eller i blanding med minst en av toriumoksyd, seriumoksyd og plutoniumoksyd, med henblikk på uran, mellomprodukter bestående av UO3eller en blanding av UO3og l^Og, der det spesifikke overflateareal er meget lavt, kun sjelden mer enn 1 m2/g, eller meget stort, f.eks. i størrelsesorden 10 til 30 -m2/g. Disse prosesser går noen ganger gjennom kjemiske tilsetningstrinn som muliggjør at man kommer til det spesifikke overflateareal som brukeren ønsker, f.eks. fra 1 til 15 m2/g. Imidlertid er dette tilsetningstrinn kilden til hovedproblemer som gir seg utslag av en økning i omkostningene, en komplisering av prosessen og fremfor alt omgivelsesbelastninger.
Uansett når urantrioksyd UO3fremstilles ved termiske nitrering av hydratisert uranylnitrat, ved reaksjonen
U02(N03) 2>6H2° uo3+ 2N02+°2+ 6H20'
er det kjent at UO3som oppnås generelt har et lavt spesifikt overfalteareal.
Tallrike prosesser for å oppnå uraniumtrioksyd ved detri-nering er allerede beskrevet i den relevante litteratur. Således gir publikasjonen "Uranium Production Technology" av Charles D. Harrington og Archie E. Ruehle, New York, utgave 1959, side 181 til 191, flere prosesser for termisk denitrering av uranylnitratheksahydrat.
En første prosess av den diskontinuerlige type består i termisk behandling av en konsentret oppløsning av uranylnitranheksahydrat og, under omrøring, å holde for-brenningsgassene ved kontrollert temperatur på 621°C i en og en halv time for derefter å holde disse gasser ved en temperatur av 510°C i fem timer og til slutt avkjøling av det pulverformige produkt som oppnås over en periode på ca. 30 minutter.
Imidlertid lider slik forfatteren selv innrømmer, denne prosess av spesielle mangler som begrenser utviklingen av den. Således består det pulverformige produkt som oppnås av en blanding av UO3og U30g idet dette andre oksyd dannes på veggene i reaktoren som er oppvarmet til en høy-ere temperatur enn temperaturen i det indre av reaktoren. Hvis videre denitreringstemperaturen er for høy kan dette føre til en kakedannelse av blandingen av de tidligere nevnte oksyder mens oksydblandingen viser denitreringstemperaturen er for lav fremdeles inneholder uranylnitrat og vann. I de mest gunstige tilfeller, dvs. når det pulverformige produkt som oppnås er UO3og som derefter reduseres til UO2, har tilslutt det sistnevnte dårlig reaktivitet med henblikk på fluss-syre og dette anses av forfatteren selv som en konsekvens av det lave spesifikke overflateareal for det oppnådde urantrioksyd, nemlig 0,73 m2/g.
For å forbedre reaktivteten for urandioksyd antyder forfatteren bruken av visse kunstige tilsetninger slik som innføring av svovelsyre til uranylnitratoppløsningen som underkastes termisk denitrering. Imidlertid har disse kunstgrep begrenset effektivitet fordi UO3som fremstilles ikke har et spesifikt overflateareal utover 2m /g.
En yderligere prosess av kjent type består i termisk dekomponering av uranylnitratheksahydrat ved innføring av en vandig oppløsning inneholdende denne forbindelse til et sjikt av pulverformig urantrioksyd som har vært holdt ved denitreringstemperaturen og underkastet omrøring. Oppløst uranylnitrat dekomponeres termisk i en reaktor hvis bunn er elektrisk oppvarmet ved direkte kontakt mellom uranylnitratoppløsning og varm pulverformig UO3som fyller beholderen i reaktoren hvorved denitreringsmediet holdes ved en temperatur fra 510 til 538°C. Den kontinuerlige om-røring av det pulverformige sjikt sikres ved å utstyre de-nitreringsreaktoren med en røreinnretning med en horisontal akse og hvis armer i T-form opprettholder om-røringen i sjiktet. Efterhvert som den dannes trekkes UO3av fra reaktoren mens gassavløp fanges og behandles.
Selv om denne prosess tilveiebringer den fordel at den er kjent, lider den under mangler på samme måte som de som er nevnt når det gjelder de ovenfornevnte diskontinuerlige prosesser for denitrering av uranylnitratheksahydrat. Således kan det pulverformige produkt som oppnås være en blanding av UO3og ^Og som det andre oksyd kan dannes på de overhetede vegger i reaaktoren. Hvis videre denitreringstemperaturen ikke kontrolleres korrekt kan dette forårsake tilkaking av uranoksydblandingen hvis den er for høy, eller gi en uranoksydblanding som fremdeles inneholder uranylnitrat og vann hvis temperaturen er for lav. Hvis tilslutt det pulverformige produkt som oppnås ved denne prosess er redusert til urandioksyd har dette oksydet også reaktivitet med henblikk på fluss-syre i det efterfølgende fluoreringstrinn, og slik fagmannen i denne teknikk er kjente henger den dårlige reaktivitet sammen med det"lave spesifikke overflateareal på mindre enn lm<2>/g.
Det er også kjent termisk å denitrere uranylnitranheksahydrat i et hvirvels jikt. En slik prosess er beskrevet i "The Theermal denitration of uranyl nitrate in a fluidised bed reactor" av den australske atomenergikom-misjonen, datert juli 1974 (ISDBN 0-642-00645-8), sidene 1 til 18. Denne prosess består i finoppmaling av en kon-sentrert oppløsning av uranylnitrat i et hvirvelsjikt (ved bruk av luft eller damp) av urantrioksyd som holdes ved en temperatur på ca. 270°C. Det UO3som fremstilles ved den termiske denitrering utvikles på granulære partikler av UO3som til å begynne med er tilstede i hvirvelsjiktet, eller danner sogar nye granulære partikler som i sin tur bringes til fluiditerende tilstand. Imidlertid gir urantrioksydet som fremstilles ved denne prosess og som så underkastes reduksjon, urandioksyd med dårlig reaktivitet under den efterfølgende fluorering. Denne dårlige reaktivitet synes nok en gang å være en konsekvens av det lave spesifikke overflateareal for de UO3som fremstilles under den termiske denitrering, idet dette areal holdes under lm<2>/g.
For derved å øke reaktiviteten av UO3som fremstilles ved termisk denitrering av uranylnitrat i et hvirvelsjikt ved antyde opphavsmennene til denne prosess også innføring av sulfatjoner til uranylnitratoppløsningen som behandles, som den relevante litteratur allerede har antydet, men re-sultatene som oppnås viser at i dette tilfelle overskrider det spesifikke BET overflateareal for fremstilt OU3ikke 1,5 m<2>/g.
Således fører alle de kjente prosesser som har vært beskrevet i den relevante litteratur for fremstilling av urantrioksyd ved termisk dinitrering av uranylnitrat, til fremstilling av UO3med et lavt spesifikt overflateareal som ikke overskrider 2m ry/g og som ved reduksjon gir urandioksyd med dårlig reaktivitet i efterfølgende fluoreringstrinn.
På tross av dette dårlige reaktivitetet har denne prosess imidlertid funnet en vanlig industriell utvikling da den termiske denitrering er en grei prosess som fører til fremstilling av OU3uten at det dannes avløp som foruren-ser omgivelsene.
Når det er ønskelig å tilveiebringe urandioksyd med god reaktivitet med henblikk på fluss-syre, eller med god sintringskapasitet, er det kjent å behandle vandig uranyl-nitratoppløsning med ammoniakk med et henblikk på å felle ut ammonium i uranat som derefter termisk dekomponeres til UO3med et stort spesifikt overf lateareal som kan ligge mellom 10 og 30 m ry/g.
Uansett hvor interessant en slik prosess er, lider den imidlertid av de mangler at den forbruker salpetersyre og ammuniakk og også produserer flytende avløp av ammoniumnitrat som ikke kan benyttes umiddelbart.
Fra disse to typer prosesser der den ene fører til fremstilling av urantrioksyd med lavt spesifikt overflateareal og derav følgende dårlig rreaktivitet, og den andre gir uranene trioksyd med for høyt spesifikt areal men på be-kostning av dannelse av omgivelsesbelastninger, ble det foreslått en prosess for termisk denitrering ved tilset-ning av en stor mengde ammoniumnitrat til det metalliske nitrat.
Således beskriver BE-PS 891.819 en omdanningsprosess ved termisk dekomponering av konsentrerte metalliske nitrater for fremstilling a metalliske oksydpulvere ferdig for fortetning ved sintring, hvorved prosessen bestod av termisk dekomponering ved en temperatur fra 300 til 8090°C av blandinger avnitrater avtunge metall- og ammoniumnitrat .
Selv om tilsetningen av ammoniumnitrat fører til dannelse av pulveret med god kjeramisk kvalitet uten at det krever et utfellingstrinn, lider en slik prosess av den hoved-mangel på den ene side at den forbruker en stor mengde ammoniakk og på den andre side at den forårsaker en etydellig økning i volumet av gassavløp som må behandles, noe som resulterer i en svinnende interesse for en slik prosess, og spesielt som et resultat av de risiki som involveres ved termisk dekomponering av ammoniumnitrat.
På tross av de ovenfor nevnte mangler har forskningen vært fortsatt og det er nu funnet å perfeksjonert en prosess for fremstilling ved termisk denitrering av pulverformig metalliske oksyder, med på forhånd bestemt reaktivitet og som justeres efter ønske alt efter det spesifikke overflateareal som lett kan oppnås innen område 0,1 til 100m /g uten å måtte ty til hjelpekjemikalier.
I henhold til oppfinnelsen består fremgangsmåten for fremstilling av pulverformige metalloksyder av på forhånd be stemt reaktivitet og som justeres via det spesifikke overflateareal, av termisk behandling av tilsvarende nitrater i form av en vandig oppløsning eller et fast materiale bestående av hydratisert uranylnitrat selv eller i blanding med minst en av toriumnitrat, seriumnitrat og plutonium-nitat, og denne fremgngsmåte karakteriseres ved at den består av de følgende to behandlingstrinn: a) et første trinn som i det vesentlige betår av ufullstendig dehydratisering av hydratiserte
uranylnitrat,
b) det andre trinn i det vesentlige bestående av dekomponering av produkter som oppstår fra det
første trinn ved kalsinering under kontrollert damptrykk.
En gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for termisk dekomponering av tungmetaller i fast form eller i vandig oppløsning med henblikk på direkte fremstiolling a pulveret med keramisk kvalitet, og med ek-sakt og justert spesifikt overflateareal, hvorved disse pulvere er klare for direkte omdanning til kjernebrenn-stoffpellets inneholdende metalliske oksyder i blanding.
En yderligere gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe UO3med et spesifikt overflateareal som er tilpasset efter behov, i prosesser for fremstilling av uranhek-safluorid bestående av reduksjon av urantrioksyd til urandioksyd, fluorering av urandioksyd med fluss-syre og påvirkning av fluor på urantetrafluorid for å oppnå det ønskede heksafluorid, og i fremgangsmåte for fremstilling av urandioksydpulvere med keramisk kvalitet som er ment for fremstilling for kjernebrennstoff.
Yderligere en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling avet metall-oksydpulver med et spesifikt overflateareal valgt innen
område 0,1 til 100 m<2>/g.
Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for fremstilling av keramiske pellets med god mekanisk motstandsevne der fordelingen av metalloksydet er enhetlig.
Yderligere en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte som kan anvendes på produkter av et kjernebrennstoffbehandlingsanlegg for fremstilling av blandede brennstoffpellets.
Uttrykket "metalliske nitrater" brukes her for å angi uranylnitrat selv eller i blandinger med minst en av toriumnitrat, seriumnitrat og plutoniumnitrat. Når denitrering fører til fremstilling av metalliske oksyder skal det som ovenfor nevnt være klart at dette betyr urantrioksyd alene eller urantrioksyd i blanding av minst en av toriumoksyd, seriumoksyd og plutoniumoksyd.
Videre bestemmer det spesifikke overflateareal for metall-oksydpulveret som fremstilles ved den termiske denitrering, reaktiviteten til pulveret med henblikk på efterfølg-ende fysiske eller kjemiske omdanninger.
Da den termiske denitrering av toriumnitrat, seriumnitrat og plutoniumnitrat gir de stabile former av de tilsvarende oksyder mens den termiske denitrering av uranylnitrat gir UO3i ustabil form, avhenger reaktiviteten for UO3alene eller i blanding, i det vesentlige av det spesifikke overflateareal for UO3alene.
Derfor tar derfor fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen sikte på å kontrollere det spesifikke overflateareal for UO3alene og som et resultat reaktiviteten for pulveret inneholdende UO3alene eller i blanding med minst en av toriumoksyd, seriumoksyd og pletoniumoksyd.
Ifølge foreliggende oppfinnelse blir det første såkalte dehydratiseringstrinn gjennomført ved oppvarming av væske eller fast medium til en maksimal temperatur generelt innen område 160 til 300°C og fortrinnsvis i område 180 til 270°C. Dehydratisering gjennomføres fortrinnsvis inntil det oppnås et fast mellomprodukt som har et maksimalt vanninnhold på 10 vekt-% av uranforbindelsen, og der uranforbindelsen har en maksimal denitreringsgrad på 50%, hvorveddet faste mellomprodukt fortrinnsvis har et maksimalt restinnhold av vann på 5 vekt-% av uranforbindelsen og uranforbindelsen har en maksimal denitreringsgrad på 30%.
Det første dehydratiseringstrinn kan fordelaktig gjennom-føres under redusert trykk, men å gjenomføre dehydrati-seringen under et trykk lik eller større enn atmosførisk trykk, dvs. ca. 1 bar, forringer ikke resultatenes gode kvalitet.
Den faste fase som oppnås under det første trinn underkastes så det andre trinn ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, et trinn som består i kalsinering av. det faste materiale ved maksimal temperatur som generelt ligger innen område ca. 260 til 600°C og fortrinnsvis 300 til 550°C.
Dette kasineringstrinn for de faste materialer gjennom-føres gjennom kontrollert damptrykk som generelt høyst er lik 1 bar.
Når det er ønskelig å oppnå et denitrertprodukt med et spesifikt overflatearteal på minst 15m /g blir det kontrollerte damptrykk som legges på under kalsineringen holdt ved 75 mm Hg. Når det er ønskelig å oppnå et denitrert produkt med et spesifikt overflateareal på minst ca. 5 m /g vi det kontrollerte damptrykk som legges på under kalsineringen høyst være likt 200 mm Hg.
Når fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen benyttes for å fremstille UO^alene med et spesifikt overflateareal på høyst 5 m/g blir denitreringstrinnet fortrinnsvis gjennom-ført under et kontrollert damptrykk på minst lik 110 mm Hg.
Når imidlertid fremgangmsåten ifølge oppfinnelsen benyttes for å fremstille UO3alene med et spesifikt overflateareal fra 5 til 15 m /g gjennomføres denitreringstrinnet fortrinnsvis under et damptrykk fra 35 til 200 mm Hg.
Dette andre kalsineringstrinn kan gjennomføres under et totalt trykk fortrinnsvis mindre enn eller lik atmosfærisk trykk men kan også gjennomføres under et totaltrykk over atmosførisk trykk.
Dampen som kreves under kalsineringstrinnet kan generelt blåses inn alene eller eventuelt i nærvær av en bærergass slik som luft, nitrogen eller CO2, eller blandinger av disse.
Imidlertid er det mulig at dampen som kreves i kalsineringstrinnet oppnås in situ ved celledannelse, eventuelt i nærvær av en spylegass.
Hvert trinn ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan ut-føres kontinuerlig eller dikontinuerlig.
Efter at UO3er redusert til U02f. eks. ved hjelp av hydrogen har oksydet som derved reduseres en meget høy reaktivitet med henblikk på fluss-syre som benyttes i det efterfølgende fluoreringstrinn, og videre meget god sintringskapasiteet.
Fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen gjennomføres generelt i reaktorer kjent type slik som platereaktorer, rørovner for sirkulering av produkt, faste eller hvirvelsjikt, rotasjonsovner, som kan benyttes alene eller i forbindelse med hverandre.
Hvis prosessen ifølge oppfinnelsen gjennomføres påkontinu-erlig eller diskontinuerlig måte blir de gassformige avløp evakuert efterhvert som de dannes derefter behandlet på i og for seg kjente måter med henblikk på regenerering av HNOgog tilbakeføring for oppslutning av uranholdige konsentrater eller reduksjon av disse katalytisk på den måte som er beskrevet i FR-PS 2.370.695 og som består i omdanning av nitrogenoksydene som dannes til nitrogen og damp, der varmen som dannes benyttes for omdanning av uranylnitrat til urantrioksyd.
Oppfinnelsen vil forstås bedre under henvisning til de ledsagende illustrerende eksempler.
EKSEMPEL 1
Dette eksempel viser for en blanding av faste mellomprodukter som oppnås i det første trinn, virkningen av damp-trykket på det spesifikke overflateareal av det urantrioksyd som oppnås i det ndre trinn med ufullstendig dehydratisering og kalsinering av hydratisert uranylhydrat ved gjennomføring fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.
For dette formål ble 1186 g heksahydratiserte uranylnitratflak innført i et laboratoriepilotanlegg bestående av en reaktor utstyrt med en plate med et overflateareal på 0,1 m og et røreverk og oppvarmet ved en varmeoverfør-ingsvæske som sirkulerte i en dobbeltkappe.
Reaktoren er forbundet med en innretning for å muliggjøre at trykket kan reduseres, en innretning som i seg selv er utstyrt med en trykkontrollinnretning.
De heksahydratiserte uranylnitratflak innføres i reaktoren som er forvarmet til 5.0°C. Efter at så trykket er redusert til 25 mm Hg blir temperaturen gradvis hevet til 270°C i løpet av 50 minuter. Den holdes så der i 50 minutter.
Med et utgangsmateriale bestående av 1186 g flak, oppnås det 845 g av et partielt dehydratisert mellomprodukt som har følgende karakteristika:
Fem prøver, hver på 16 g, taes fra de 845 g mellomprodukt for så å underkaste mellomproduktet i henhold til prøvene 1 til 5, kalsineringstrinnet ved en gitt temperatur men under variabelt damptrykk som kontrolleres i hvert tilfelle.
Varigheten av kalsineringen holdes konstant i hver prøve og varer i 40 minutter.
Dampen som er tilstede i kalsineringskammeret dannes in situ ved innsprøyting a flytende vann i konstant hastighet til en strøm av luft som også har konstant hastighet, .. for derved å muliggjøre nøyaktig kontrollerte damptrykk i kammeret.
Fem prøver gjennomføres for å dekke et stort område damptrykk, fra så og si 0 til 160 mm Hg.
Driftsbetingelsene og karakteristika for de oppnådde produkter er gitt i den følgende tabell I:
Det skal bemerkes at ved å justere karakteristika for mellomproduktet innen det anefalte sammensetningsområde i det første trinn oppnås det et urantrihydroksyd avhengig av det partielle damptrykk som legges på i kalsineringstrinnet, som har et spesifikt oveflateareal som korrelativt er bundet til verdien av partialdamptrykket.
EKSEMPEL 2
Dette eksempel viser anvendelse av fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for fremstilling av blandinger av oksyder av tunge metaller med høyt spesifikt overflateareal, inneholdende UO3og en eller annen av toriumdioksyd, seriumdioksyd som oppnås ved samtidig behandling av tilsarende hydratiserte metalliske nitrater.
For dette formål fremstilles det blandinger nitrat fra de ovenfor nevnte metaller og som har følgende sammen-setninger: Prøve 6: Heksahydratisert uranylnitrat alene;
Prøve 7: Blandinger av heksahydratisert uranylnitrat og tetrahydratisert toriumnitrat i andeler slik at
vektfordelet U/Th er lik 3.
Prøve 8: Blandinger av heksahydratisert uranylnitrat og tetrahydratisert seriumnitrat i andeler slik at fordelet U/Ce er lik 3.
I et første trinn blir nitratene anbragt i et skip i form av et 15 mm tykt sjikt. Behandlingskammeret blir lagt under redusert trykk som holdes ved 25 mm Hg ved hjelp av en kontrollinnretning. Nitratene oppvarmes gradvis til en temperatur av 250°C i et tidsrom på 50 minutter og holdes så ved denne temperatur i 40 minutter.
I et andre trinn legges atmosfæriske trykk på behandlingskammeret som spyles med en strøm av tørr luft for så å opprette et autogent damptrykk som fremdeles er under 35mm Hg.
Mellomproduktene oppvarmes så til maksimaltemperatur på 500°C og holdes der i 40 minutter.
Ved slutten av de to trinn gjenvinnes pulveret bestående av UO3eller blandinger UO3- TH02<->og UO3- Ci<0>2-
Driftsbetingelsene og karakteristika for de oppnådde produkter er gitt i den følgende tabell II. Således synes det som om at når fremgangsmåten ifølge opp-finnelen anvendes på behandling avnitrater av tunge metaller alene, uranylnitrat, eller i blanding, og når be-tingelene for behandling uranylnitratvelges for å opnå UO3med et gitt spesifikt overf lateareal (slik som et høyt overflateareal som i dette eksempel), disse samme beting-elser anvendes på blandinger av nitrater, oppnås det blandinger av oksyder med tilsvarende spesifikke overflateareal (dvs. stort i det foreliggende tilfelle).
EKSEMPEL 3 (i henhold til figuren)
Dette eksempel viser anvendelse av oppfinnelsens fremgangsmåte på en industriell prosess som fører til fremstilling av pellets av UO2fra en vandig uranylnitratopp-løsning som er behandlet ved oppfinnelsens fremgangsmåte.
For dette formål blir en vandig uranylnitratoppløsning med en urankonsentrasjon på 300 g/l anbragt i en lagringssone A. Denne oppløsning tilføres langs L-^til en fordamper under vakuum B med henblikk på konsentrasjon av væsken inntil det oppnås smeltet heksahydratisert uranylnitrat i krystallisasjonsvannet derav.
Efter å ha forlatt fordamperen B strømmer smeltet uranylnitrat langs L2til en kjøletrommel C som sikrer størkning av det heksahydratiserte uranylnitrat for å danne flak.
Faststoffene S3som således oppnås innføres til en plate-reaktor D som arbeider under et redusert trykk på 25 mm Hg og ved en temperatur som gradvis heves fra 50 til 230°C i et tidsrom av 45 minutter og holdes ved denne maksimale temperatur i 35 minutter. Et fast mellomprodukt S4oppnås inneholdende 3,6 vekt-% vann og med en denitreringsgrad på 12%.
Mellomproduktet S4innføres så til en denitreringsreaktor E som dreier seg med en omdreiningshastighet på 50 om- dreininger pr. minutt, senkes i et kjølebad ved en temperatur av 360°C, en reaktor hvori det anvendes et redusert trykk på 25 mm Hg. Derefter gjennomføres denitreringen i nærvær av damp fra mediet, der trykket høyst er lik 25 mm Hg. Det oppnås urantrioksyd hvis spesifikke BET overflateareal er 27 m<2>/g.
Dette UO3med et stort spesifikt overflateareal, antydet ved S5, dekomponeres så termisk ved 600°C til ^Og i sonen F i nærvær av en gass-strøm av 13% luft og 87% nitrogen. .Oksydet UgOg som oppnås Sg underkastes oppmaling ved G med henblikk på å oppnå et pulverformig produkt med en granulometri 100% mindre enn 15 mikron.
Det oppmalte oksyd U-jOg, Sy, reduseres så til UO2i sonen H ved bruk av rent hydrogen og en temperatur på 600°C. Oksydet UO2som oppnås, Sg, stabiliseres så il ved å underkaste den en meget lett irrig oksydering, UO2omdannet til UO2 09' vec^ kontakt med en oksyderende gass-formig blanding av kjent type ved en temperatur av 40°C.
Det stabiliserte oksyd U02fQ9's9som^ar et spesifikt overflateareal på 8 m<2>/g, pelletiseres ved J.
Efter kompress jon til 3000 bar er pellets densiteten 5,9.
Disse UO209pellets, S-^g, sintres ved K ved å holde dem ved en temperatur av 1700°C i 4 timer i enhydrogenstrøm.
De sintrede pellets S-^fra sintringssonen K har en densitet på 10,7 i sintret tilstand.
Claims (9)
1.
Fremgangsmåte for fremstilling av pulverformige metalloksyder med på forhånd bestemt reaktivitet, regulert via den spesifikke overflate, ment for senere omdanninger, ved termisk behandling i to etapper av de tilsvarende nitrater i form av en vandig oppløsning eller et fast materiale omfattende hydratisert uranylnitrat, alene eller i blanding med minst ett nitrat av torium, serium og plutonium, der det første trinn prinsipielt består i ufullstendig dehydratisering av dehydratiserte uranylnitrat, karakterisert ved at det andre trinn hovedsakelig består i å dekomponere produktet som oppnås fra det første trinn ved kalsinering under kontrollert vanndamptrykk.
2.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at det første trinn, kalt dehydratisering av uranylnitrat, gjenomføres inntil man oppnår et fast mellomprodukt med et restinnhold av vann på høyst 10 vekt-% av uranforbindelsen og der denitreringsgraden ikke overskrider 50%.
3.
Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert v ed at restinnholdet av vann er høyst 5 vekt-% og denitreringsgraden ikke overskrider 30%.
4.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at trinnet med ufullstendig dehydratisering skjer ved en maksimaltemperatur generelt innen område 160 til 300°C og fortrinnsvis mellom 180 og 270oC.
5.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at kalsineringstrinnet gjennomføres ved en maksimaltemperatur generelt innen område 260 til 600°C og fortrinnsvis mellom 300 og 550°C.
6.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at kalsineringstrinnet gjennomføres ved et kontrollert vanndamptrykk på høyst lik 1 bar.
7 .
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at kalsineringstrinnet gjennomføres under et kontrollert vanndamptrykk på høyst lik 75 mm for å oppnå et denitrert produkt med et spesifikt overflateareal påminst lik 15m<2> /g.
8.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av krvene 1 til 6, karakterisert ved at kalsineringen gjennomføres under et kontrollert vanndamptrykk på høyst 200 mm Hg for å oppnå et denitrert produkt med et spesifikt overflateareal på minst lik 5 m /g.
9.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at kalsineringen gjennomføres ved et kontrollert vanndamptrykk på minst lik 110 mm Hg for, når det gjelder uran alene, å oppnå et denitrert produkt med et spesifikt overflateareal på høyst lik 5 m2/g.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8319173A FR2555566B1 (fr) | 1983-11-25 | 1983-11-25 | Procede de preparation d'oxydes metalliques pulverulents a partir de solutions aqueuses ou de melanges solides de nitrates metalliques |
CN85103081A CN85103081B (zh) | 1983-11-25 | 1985-04-23 | 生产金属氧化物的控制脱硝工艺 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO844657L true NO844657L (no) | 1985-05-28 |
Family
ID=25741582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO844657A NO844657L (no) | 1983-11-25 | 1984-11-22 | Fremgangsmaate for fremstilling av pulverformige metalloksyder fra vandige opploesninger eller faste blandinger av metallnitrater |
Country Status (21)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4687601A (no) |
EP (1) | EP0143726B1 (no) |
JP (1) | JPS60200830A (no) |
KR (1) | KR850003876A (no) |
CN (1) | CN85103081B (no) |
AT (1) | ATE76629T1 (no) |
AU (1) | AU573141B2 (no) |
BR (1) | BR8405976A (no) |
CA (1) | CA1264920A (no) |
DD (1) | DD232479A5 (no) |
DE (1) | DE3485751D1 (no) |
DK (1) | DK549384A (no) |
ES (1) | ES8607187A1 (no) |
FI (1) | FI844611L (no) |
FR (1) | FR2555566B1 (no) |
IL (1) | IL73609A (no) |
MA (1) | MA20277A1 (no) |
NO (1) | NO844657L (no) |
PL (1) | PL144338B1 (no) |
YU (1) | YU193884A (no) |
ZA (1) | ZA849118B (no) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2596384B1 (fr) * | 1986-03-25 | 1989-06-30 | Comurhex | Procede d'obtention d'oxydes mixtes frittes solubles dans l'acide nitrique a partir de solutions de nitrates |
US4871479A (en) * | 1986-03-25 | 1989-10-03 | Comurhex Societe Pour La Conversion De L'uranium En Metal Et Hexafluorure | Process for producing sintered mixed oxides which are soluble in nitric acid from solutions of nitrates |
JPH01126591A (ja) * | 1987-11-12 | 1989-05-18 | Japan Atom Energy Res Inst | 添加物を使わない大結晶粒径uo↓2燃料の製造方法 |
DE3805063A1 (de) * | 1988-02-18 | 1989-08-31 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren zur herstellung von kernbrennstoff-mischoxiden aus einer nitrat-loesung |
JPH0699154B2 (ja) * | 1988-05-25 | 1994-12-07 | 三菱マテリアル株式会社 | Uo▲下2▼ペレットの製造方法 |
US5098677A (en) * | 1991-04-05 | 1992-03-24 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Actinide metal processing |
JP2660147B2 (ja) * | 1993-07-09 | 1997-10-08 | 日本原子力研究所 | ワンス・スルー型原子炉燃料化合物 |
FR2721014B1 (fr) * | 1994-06-13 | 1996-07-26 | Comurhex | Procédé d'obtention de trioxyde d'uranium par dénitration thermique directe de nitrate d'uranyle. |
FR2738076B1 (fr) * | 1995-08-25 | 1997-09-26 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication de pastilles de combustible nucleaire a base d'oxyde mixte (u, pu)o2 avec addition d'un produit organique soufre |
FR2742254B1 (fr) * | 1995-12-12 | 1998-02-13 | Comurhex | Procede d'obtention d'un melange d'oxydes metalliques pulverulents, appartenant a la filiere nucleaire, a partir de leurs nitrates |
FR2827072B1 (fr) * | 2001-07-04 | 2005-12-02 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un materiau combustible nucleaire composite constitue d'amas d'(u,pu)o2 disperses dans une matrice de uo2 |
CN100431969C (zh) * | 2006-11-09 | 2008-11-12 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种纳米金属氧化物的制备方法 |
FR3037331B1 (fr) | 2015-06-12 | 2019-09-13 | Orano Cycle | Installation, procede de denitration thermique, utilisation d'une telle installation et produit obtenu par un tel procede |
CN106629854B (zh) * | 2016-10-20 | 2017-12-15 | 核工业理化工程研究院 | 微波加热硝酸铀酰溶液生产三氧化铀的方法 |
CN107162060A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-09-15 | 中核四0四有限公司 | 一种硝酸铀酰气流式雾化干燥热解脱硝制备uo3工艺 |
CN108083315B (zh) * | 2018-02-08 | 2020-05-08 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种片状表面结构的球状二氧化钍纳米材料的制备方法以及由此得到的球状二氧化钍颗粒 |
CN111620361A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-04 | 西安交通大学 | 一种二氧化钍纳米材料的制备方法 |
CN113447614B (zh) * | 2021-06-21 | 2022-08-09 | 中国原子能科学研究院 | 放射性废液煅烧过程中脱硝率测量方法 |
CN113800551A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-17 | 福建省长汀金龙稀土有限公司 | 一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3355393A (en) | 1965-09-14 | 1967-11-28 | Minnesota Mining & Mfg | Small spherical nuclear fuel particles and processes of making same |
FR2088170B1 (no) * | 1970-05-25 | 1975-01-10 | Commissariat Energie Atomique | |
US3761547A (en) * | 1970-07-17 | 1973-09-25 | Gen Electric | Process for controlling surface area of ceramic powders |
FR2370695A1 (fr) * | 1976-11-16 | 1978-06-09 | Comurhex | Amelioration au procede de transformation du nitrate d'uranyle en oxyde d'uranium |
JPS54121442A (en) * | 1978-03-13 | 1979-09-20 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Microwave heating device for radioactive material |
US4397778A (en) * | 1981-01-09 | 1983-08-09 | Lloyd Milton H | Coprocessed nuclear fuels containing (U, Pu) values as oxides, carbides or carbonitrides |
US4409157A (en) * | 1981-01-21 | 1983-10-11 | Haas Paul A | Method for improved decomposition of metal nitrate solutions |
FR2526006A1 (fr) * | 1982-04-30 | 1983-11-04 | Comurhex | Procede d'obtention de uo3 de grande surface specifique a partir de nitrate d'uranyle hydrate |
AU2268383A (en) * | 1982-11-30 | 1984-06-18 | Comurhex | Method for obtaining UO3 of high reactivity by thermal decom-position in solid form of hydrated uranyl nitrate |
FR2536737B1 (fr) | 1982-11-30 | 1985-12-13 | Comurhex | Procede d'obtention de uo3 de grande reactivite par decomposition thermique sous forme solide de nitrate d'uranyle hydrate |
-
1983
- 1983-11-25 FR FR8319173A patent/FR2555566B1/fr not_active Expired
-
1984
- 1984-11-19 YU YU01938/84A patent/YU193884A/xx unknown
- 1984-11-19 ES ES537757A patent/ES8607187A1/es not_active Expired
- 1984-11-20 DK DK549384A patent/DK549384A/da not_active Application Discontinuation
- 1984-11-20 MA MA20501A patent/MA20277A1/fr unknown
- 1984-11-21 JP JP59246956A patent/JPS60200830A/ja active Granted
- 1984-11-21 US US06/674,174 patent/US4687601A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-22 DE DE8484420195T patent/DE3485751D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1984-11-22 ZA ZA849118A patent/ZA849118B/xx unknown
- 1984-11-22 EP EP84420195A patent/EP0143726B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-22 CA CA000468423A patent/CA1264920A/fr not_active Expired - Fee Related
- 1984-11-22 AT AT84420195T patent/ATE76629T1/de not_active IP Right Cessation
- 1984-11-22 NO NO844657A patent/NO844657L/no unknown
- 1984-11-23 DD DD84269840A patent/DD232479A5/de unknown
- 1984-11-23 FI FI844611A patent/FI844611L/fi not_active Application Discontinuation
- 1984-11-23 BR BR8405976A patent/BR8405976A/pt unknown
- 1984-11-23 AU AU35846/84A patent/AU573141B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-11-23 PL PL1984250562A patent/PL144338B1/pl unknown
- 1984-11-23 KR KR1019840007351A patent/KR850003876A/ko not_active Application Discontinuation
- 1984-11-23 IL IL73609A patent/IL73609A/xx unknown
-
1985
- 1985-04-23 CN CN85103081A patent/CN85103081B/zh not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS629534B2 (no) | 1987-02-28 |
YU193884A (en) | 1987-10-31 |
DD232479A5 (de) | 1986-01-29 |
DK549384A (da) | 1985-05-26 |
ZA849118B (en) | 1985-07-31 |
PL250562A1 (en) | 1985-06-04 |
CA1264920A (fr) | 1990-01-30 |
AU3584684A (en) | 1985-05-30 |
IL73609A (en) | 1987-12-31 |
FR2555566B1 (fr) | 1989-02-17 |
FR2555566A1 (fr) | 1985-05-31 |
KR850003876A (ko) | 1985-06-29 |
EP0143726A1 (fr) | 1985-06-05 |
CN85103081B (zh) | 1987-07-22 |
AU573141B2 (en) | 1988-05-26 |
US4687601A (en) | 1987-08-18 |
CN85103081A (zh) | 1986-10-22 |
FI844611L (fi) | 1985-05-26 |
ES537757A0 (es) | 1986-05-16 |
JPS60200830A (ja) | 1985-10-11 |
BR8405976A (pt) | 1985-09-17 |
DE3485751D1 (de) | 1992-07-02 |
MA20277A1 (fr) | 1985-07-01 |
DK549384D0 (da) | 1984-11-20 |
ATE76629T1 (de) | 1992-06-15 |
FI844611A0 (fi) | 1984-11-23 |
EP0143726B1 (fr) | 1992-05-27 |
ES8607187A1 (es) | 1986-05-16 |
PL144338B1 (en) | 1988-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO844657L (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av pulverformige metalloksyder fra vandige opploesninger eller faste blandinger av metallnitrater | |
US2906598A (en) | Preparation of high density uo2 | |
US4871479A (en) | Process for producing sintered mixed oxides which are soluble in nitric acid from solutions of nitrates | |
US6110437A (en) | Method for preparing a mixture of powdered metal oxides from nitrates thereof in the nuclear industry | |
KR20080096390A (ko) | 2 단계 건식 이산화우라늄 생성 처리방법 | |
NO153267B (no) | Styringsanordning for en jernbaneskinne-slipeinnretning | |
US3725293A (en) | Conversion of fuel-metal nitrate solutions to oxides | |
Lerch et al. | Nuclear fuel conversion and fabrication chemistry | |
US4234550A (en) | Method for treating a particulate nuclear fuel material | |
US3260575A (en) | Single-step process for preparation of uranium dioxide from uranium hexafluoride | |
Haas | A comparison of processes for the conversion of uranyl nitrate into ceramic-grade UO2 | |
US3477830A (en) | Production of sinterable uranium dioxide | |
US3046090A (en) | Production of uranium monocarbide | |
US6235252B1 (en) | Method for recovering nitrate ions as nitric acid from nuclear industry effluents | |
US3860691A (en) | Actinide mononitride microspheres and process | |
KR930012042B1 (ko) | 비-휘발성 불순물로 부터 몰리브덴 또는 텅스텐을 분리하는 방법 | |
CA1197069A (en) | Method for preparing a sinterable uranium dioxide powder | |
US3879520A (en) | Method for dissolving ceramic beryllia | |
Manna et al. | Comparative study on the properties of UO2 produced by direct reduction of ADU and reduction of calcined product of ADU | |
NO843015L (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av uo3 med hoey reaktivitet ved termisk dekomponering i fast form av hydratisert uranyl nitrat | |
Lee et al. | Ammonium uranate hydrate wet reconversion process for the production of nuclear-grade UO2 powder from uranyl nitrate hexahydrate solution | |
Kanellakopulos et al. | The oxidation of uranium tetrachloride | |
US3069228A (en) | Method of dehydrating uranium tetrafluoride | |
CA1109663A (en) | Method for treating a particulate nuclear fuel material | |
US3150924A (en) | Pretreatment of uranium dioxide to promote its conversion to uranium tetrafluoride |