RU2356841C2 - Method of fluorinating oxides of actinide elements to hexafluorides and device to this end - Google Patents

Method of fluorinating oxides of actinide elements to hexafluorides and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2356841C2
RU2356841C2 RU2006145238/15A RU2006145238A RU2356841C2 RU 2356841 C2 RU2356841 C2 RU 2356841C2 RU 2006145238/15 A RU2006145238/15 A RU 2006145238/15A RU 2006145238 A RU2006145238 A RU 2006145238A RU 2356841 C2 RU2356841 C2 RU 2356841C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxides
melt
actinide elements
fluorinating
hexafluorides
Prior art date
Application number
RU2006145238/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006145238A (en
Inventor
Владимир Викторович Бондин (RU)
Владимир Викторович Бондин
Сергей Иванович Бычков (RU)
Сергей Иванович Бычков
Игорь Геннадьевич Ефремов (RU)
Игорь Геннадьевич Ефремов
Константин Григорьевич Кудинов (RU)
Константин Григорьевич Кудинов
Борис Михайлович Лапшин (RU)
Борис Михайлович Лапшин
Юрий Александрович Ревенко (RU)
Юрий Александрович Ревенко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат"
Priority to RU2006145238/15A priority Critical patent/RU2356841C2/en
Publication of RU2006145238A publication Critical patent/RU2006145238A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2356841C2 publication Critical patent/RU2356841C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention relates to inorganic chemistry, particularly to methods of fluorinating oxides of actinide elements and can be used in the atomic industry in nuclear reprocessing, as well as in the technology of separating isotopes. The method of fluorinating oxides of actinide elements to hexafluorides involves melting oxides of actinide elements in fluorine layers, passing gaseous fluorinating agent through the melt and oxidation with subsequent removal of gaseous hexafluorides from the reaction zone with constant circulation of the melt from the processing zone to the melting zone. The fluorinating process is carried out in a foam-liquid layer. The fluorinating agent used is tetrafluoromethane mixed with oxygen. Removal of actinide elements in form of hexafluorides into the gas phase from molten fluorine salts in the zone of their treatment with reaction gases can be partial or complete. The device for fluorinating oxides of actinide elements to hexafluorides has a unit for input of fluorine salts and oxides of actinide elements, a reactor for melting the oxides in a melt of fluorine salts and a reactor for treating the obtained melt with gases, a device for inlet of gases, and a liquid phase baffle plate.
EFFECT: reactor for melting and the reactor for treating the melt are in the same housing and are separated by a partition wall on the communicating vessels principle.
3 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Заявляемое изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам получения соединений актинидных элементов, и может быть использовано в атомной промышленности при переработке облученного ядерного топлива, а также в технологии разделения изотопов.The claimed invention relates to inorganic chemistry, in particular to methods for producing compounds of actinide elements, and can be used in the nuclear industry in the processing of irradiated nuclear fuel, as well as in isotope separation technology.

Известны способы фторирования оксидов актинидных элементов путем использования элементарного фтора (см. Б.В.Громов, Б.Н.Судариков, Э.Г Раков и др. Химическая технология облученного ядерного горючего, Атомиздат, М., 1971 г., стр.324-330), при осуществлении которых прямое фторирование оксидов актинидных элементов проводят в реакторах с кипящим слоем инертных теплопроводных частиц, чаще всего оксида алюминия. Недостатками известных способов является то, что, применяя их, трудно обеспечить режим устойчивой работы из-за образования оксифторида урана (UO2F2) и тетрафторида урана (UF4). Кроме того, продукты фторирования актинидных элементов склонны к адсорбции на инертных теплопроводных частицах, что также снижает эффективность процесса фторирования. Использование инертных теплопроводных частиц усложняет процесс утилизации отходов и, в определенной мере, увеличивает объем отходов, подлежащих к захоронению. Проведение процесса в аппаратах кипящего слоя требует довольно тонкого дробления исходного сырья при строгом контроле тонины дробления.Known methods for fluoridation of oxides of actinide elements by using elemental fluorine (see B.V. Gromov, B.N. Sudarikov, E.G. Rakov and others. Chemical technology of irradiated nuclear fuel, Atomizdat, M., 1971, p. 324 -330), in which the direct fluorination of oxides of actinide elements is carried out in reactors with a fluidized bed of inert heat-conducting particles, most often aluminum oxide. The disadvantages of the known methods is that, using them, it is difficult to ensure a stable operation due to the formation of uranium oxyfluoride (UO 2 F 2 ) and uranium tetrafluoride (UF 4 ). In addition, the fluorination products of actinide elements are prone to adsorption on inert heat-conducting particles, which also reduces the efficiency of the fluorination process. The use of inert heat-conducting particles complicates the process of waste disposal and, to a certain extent, increases the volume of waste to be disposed of. The process in the fluidized bed apparatus requires a fairly fine crushing of the feedstock with strict control of the crushing fineness.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленного способу в группе изобретений по совокупности признаков является способ фторирования оксидов актинидных элементов, в котором процесс производят в расплаве фтористых солей (см. Б.В.Громов, Б.Н.Судариков, Э.Г Раков и др. Химическая технология облученного ядерного горючего, Атомиздат, М., 1971 г., стр.313-324), который был выбран заявителем как прототип. Процесс проводят при барботировании расплава фторирующими агентами, причем с целью снижения расхода элементарного фтора актинидные элементы переводят сначала в оксифториды или тетрафториды обработкой фтористым водородом в отдельном аппарате, а затем в другом аппарате элементарным фтором, который служит как в качестве фторирующего агента, так и в качестве окислителя.The closest method of the same purpose to the claimed method in the group of inventions according to the totality of features is the method of fluorination of oxides of actinide elements, in which the process is carried out in a melt of fluoride salts (see B.V. Gromov, B.N. Sudarikov, E.G. Rakov and other chemical technology of irradiated nuclear fuel, Atomizdat, M., 1971, pp. 313-324), which was selected by the applicant as a prototype. The process is carried out by bubbling the melt with fluorinating agents, and in order to reduce the consumption of elemental fluorine, actinide elements are first converted to oxyfluorides or tetrafluorides by treatment with hydrogen fluoride in a separate apparatus, and then in another apparatus by elemental fluorine, which serves both as a fluorinating agent and as oxidizing agent.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что известный способ имеет сложную технологическую схему. В свою очередь сложность технологической схемы определена необходимостью использования двух барботажных процессов с разными фторирующими агентами и, соответственно, газоочистных систем. Кроме того, при осуществлении барботажного процесса наблюдаются сравнительно низкие скорости химических реакций фторирования, а элементарный фтор (фторирующий агент) имеет высокую стоимость, обладает высокой агрессивностью и экологической опасностью.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that the known method has a complex technological scheme. In turn, the complexity of the technological scheme is determined by the need to use two bubbling processes with different fluorinating agents and, accordingly, gas treatment systems. In addition, during the bubbling process, relatively low rates of chemical fluorination reactions are observed, and elemental fluorine (fluorinating agent) is of high cost, has high aggressiveness and environmental hazard.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству в группе изобретений по совокупности признаков является устройство для фторирования оксидов актинидных элементов, включающее двухкорпусной агрегат, один из корпусов которого предназначен для приготовления расплава оксидов актинидных элементов и низших фторидов актинидных элементов в расплаве фтористых солей при обработке исходных соединений актинидных элементов фтористым водородом с последующим фторированием из полученного расплава актинидов при воздействии на расплав элементарного фтора во втором корпусе (см. Б.В.Громов, Б.Н.Судариков, Э.Г Раков и др. Химическая технология облученного ядерного горючего, Атомиздат, М., 1971 г., стр.316, принято за прототип).The closest device of the same purpose to the claimed device in the group of inventions according to the totality of features is a device for fluorination of oxides of actinide elements, including a double-shell unit, one of the cases of which is designed to prepare a melt of oxides of actinide elements and lower fluorides of actinide elements in a melt of fluoride salts in the processing of the initial compounds of actinide elements with hydrogen fluoride followed by fluorination from the resulting melt of actinides under the influence of and on the melt of elemental fluorine in the second building (see B.V. Gromov, B.N. Sudarikov, E.G. Rakov, et al. Chemical technology of irradiated nuclear fuel, Atomizdat, Moscow, 1971, p. 316, accepted for the prototype).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство не обеспечивает необходимой производительности процесса. Это обусловлено тем, что первый корпус имеет в верхней части устройство ввода фтористых солей и соединений актинидных элементов для последующего их расплавления и обработки газообразным фтористым водородом в реакционной зоне. В нижней части реакционной зоны имеются устройства для ввода фтористого водорода в качестве газообразного фторирующего реагента и вывода расплава фторидов актинидных компонентов во фтористых солях во второй корпус. В верхней части выполнен газоход для отвода газов. Второй корпус содержит камеру фторирования, в нижнюю часть которой поступает расплав фторидов актинидных элементов во фтористых солях из первого корпуса; устройство для подачи в нижнюю часть камеры фторирования элементарного фтора; устройство вывода расплава фтористых солей с верхнего уровня расплава камеры фторирования, газоход для отвода газообразных продуктов.For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known device adopted as a prototype, the known device does not provide the necessary process performance. This is due to the fact that the first housing has in the upper part an input device for fluoride salts and compounds of actinide elements for their subsequent melting and treatment with gaseous hydrogen fluoride in the reaction zone. In the lower part of the reaction zone, there are devices for introducing hydrogen fluoride as a gaseous fluorinating reagent and outputting a fluoride melt of actinide components in fluoride salts into a second housing. In the upper part there is a gas duct for venting gases. The second body contains a fluorination chamber, the lower part of which receives a fluoride melt of actinide elements in fluoride salts from the first body; a device for feeding into the lower part of the fluorination chamber of elemental fluorine; a device for outputting the fluoride salt melt from the upper level of the melt of the fluorination chamber, a gas duct for removing gaseous products.

Целью настоящего изобретения является осуществить фторирование оксидов актинидных элементов более технологичными способами.The aim of the present invention is to carry out the fluorination of oxides of actinide elements by more technological methods.

Единый технический результат для данной группы изобретений - повышение скорости фторирования и исключение элементарного фтора из технологического процесса.A single technical result for this group of inventions is an increase in the fluorination rate and the elimination of elemental fluorine from the process.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту способ достигается тем, что в известном способе, включающем расплавление оксидов актинидных элементов во фтористых солях при барботировании расплава газообразными фторированными агентами, обработку расплава окислителями и последующее удаление газообразных гексафторидов из зоны реакции, согласно изобретению обработку расплава окислителями проводят дополнительно с использованием четырехфтористого углерода при постоянной циркуляции расплава из зоны обработки в зону расплавления.The specified single technical result in the implementation of the group of inventions on the object of the method is achieved by the fact that in the known method, including the melting of oxides of actinide elements in fluoride salts by sparging the melt with gaseous fluorinated agents, the treatment of the melt with oxidizing agents and the subsequent removal of gaseous hexafluorides from the reaction zone, according to the invention, melt processing oxidizing agents are additionally carried out using carbon tetrafluoride with constant circulation of the melt and melt processing zone to zone.

Учитывая специфические условия эксплуатации, удаление актинидных элементов в виде гексафторидов в газовую фазу из расплава фтористых солей в зоне их обработки реакционными газами может быть частичным или полным.Given the specific operating conditions, the removal of actinide elements in the form of hexafluorides into the gas phase from the molten fluoride salts in the zone of their treatment with reaction gases can be partial or complete.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту устройство достигается тем, что в известном устройстве для фторирования актинидных элементов, содержащем узел загрузки фтористых солей и соединений актинидных элементов, реакторы для расплавления и для обработки расплава актинидных элементов, а также устройства для ввода газов и вывода отработанных газов (газоход), согласно изобретению реактор для расплавления и реактор для обработки расплава размещены в едином корпусе с разделением их перегородкой по принципу сообщающихся сосудов по жидкой фазе.The specified single technical result in the implementation of the group of inventions on the object of the device is achieved by the fact that in the known device for fluorination of actinide elements, containing a site for loading fluoride salts and compounds of actinide elements, reactors for melting and for processing the melt of actinide elements, as well as devices for introducing gases and exhaust gas outlet (flue), according to the invention, the reactor for melting and the reactor for processing the melt are placed in a single housing with separation of their partitions oh according to the principle of communicating vessels in the liquid phase.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий и поиск по патентным научно - техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной группы изобретений как для объекта - способа, так и для объекта - устройства, позволил установить, что заявителем не было обнаружено аналогов как для способа, так и для устройства заявленной группы, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам как способа, так и устройства заявленной группы изобретений.The analysis of the prior art by the applicant, including the search by patent scientific and technical sources of information and the identification of sources containing information about analogues of the claimed group of inventions for both the object - method and object - device, made it possible to establish that the applicant did not find analogues as for the method and for the device of the claimed group, characterized by features identical to all the essential features of both the method and the device of the claimed group of inventions.

Для проверки соответствия каждого объекта заявленной группы изобретений критерию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений по имеющимся у него источникам информации и не выявил признаков, совпадающих с отличительными от выбранных прототипов признаками для каждого объекта заявленной группы изобретений.To verify the compliance of each object of the claimed group of inventions with the criterion of "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions according to the sources of information available to him and did not reveal any signs that coincide with the distinctive signs for each object of the claimed group of inventions.

Использование четырехфтористого углерода резко снижает коррозионную агрессивность и повышает экологическую безопасность процесса. Совмещение процессов растворения и фторирования до гексафторидов за одну стадию в одном аппарате существенно упрощает технологическую схему, исключает необходимость двух независимых систем газоудаления и, соответственно, газоочистки. Проведение процесса фторирования в пеножидкостном слое существенно увеличивает скорости химических реакций и полноту отгонки гексафторидов ввиду значительного увеличения поверхности взаимодействия в системе газ-жидкость. В едином корпусе объединены операции расплавления и обработки газовыми фторирующими агентами с организацией двух потоков расплава (восходящего и нисходящего). Восходящий поток организуется за счет интенсивного барботажа расплава (вплоть до образования пенно-жидкостного слоя) газовыми фторирующими агентами, а нисходящий поток циркулирующим расплавом фтористых солей через перегородку, разделяющую восходящий и нисходящий потоки. Расплавление актинидных соединений проводится в нисходящем потоке, а фторирование в восходящем потоке. При этом возможно проведение процесса отгонки гексафторидов в восходящем потоке как полностью, так и частично с поддержанием высоких концентраций фторируемых форм актинидных элементов во всем объеме фторирующего пространства за счет возможного возвращения расплава в зону обработки фторирующими газами. При этом за счет поддержания сравнительно высокой концентрации фторидов актинидных элементов во всем объеме фторирующего пространства поддерживается оптимальная скорость реакций образования гексафторидов и максимальная концентрация гексафторидов актинидных элементов в отходящих газах при оптимальном расходе фторирующих газов.The use of carbon tetrafluoride dramatically reduces the corrosiveness and increases the environmental safety of the process. Combining the processes of dissolution and fluorination to hexafluorides in one stage in one apparatus significantly simplifies the technological scheme, eliminates the need for two independent gas removal systems and, accordingly, gas purification. Carrying out the fluorination process in the foam-liquid layer significantly increases the rates of chemical reactions and the completeness of the distillation of hexafluorides due to a significant increase in the interaction surface in the gas-liquid system. In a single building, the operations of melting and processing with gas fluorinating agents are combined with the organization of two melt flows (ascending and descending). The upward flow is organized due to the intense bubbling of the melt (up to the formation of a foam-liquid layer) by gas fluorinating agents, and the downward flow by the circulating melt of fluoride salts through the partition separating the upward and downward flows. Actinide compounds are melted in a downward flow, and fluorination in an upward flow. In this case, it is possible to carry out the process of distillation of hexafluorides in the upward flow both fully and partially, while maintaining high concentrations of fluorinated forms of actinide elements in the entire volume of the fluorinating space due to the possible return of the melt to the treatment zone with fluorinating gases. At the same time, by maintaining a relatively high concentration of actinide element fluorides in the entire volume of the fluorinating space, the optimum rate of formation reactions of hexafluorides and the maximum concentration of actinide element hexafluorides in the exhaust gases are maintained at an optimal flow rate of fluorinating gases.

В качестве фторирующего газа используют четырехфтористый углерод, а в качестве окислительного газа - кислород. При этом на примере оксидов урана протекают реакции:Carbon tetrafluoride is used as the fluorinating gas, and oxygen is used as the oxidizing gas. In this case, for example, uranium oxides proceed reactions:

2UO2+3CF42→2UF6+3СО2 2UO 2 + 3CF 4 + O 2 → 2UF 6 + 3CO 2

2U3O8+9CF4+O2→6UF6+9СО2 2U 3 O 8 + 9CF 4 + O 2 → 6UF 6 + 9CO 2

2UF4+CF42→2UF6+CO2 2UF 4 + CF 4 + O 2 → 2UF 6 + CO 2

2UO2+CF4+O2→2UO2F2+СО2 2UO 2 + CF 4 + O 2 → 2UO 2 F 2 + CO 2

UO2F2+CF4→UF6+CO2 UO 2 F 2 + CF 4 → UF 6 + CO 2

2UO2+CF2=2UO3 2UO 2 + CF 2 = 2UO 3

2UO3+3CF4=2UF6+3CO2 2UO 3 + 3CF 4 = 2UF 6 + 3CO 2

Использование в качестве фторирующего агента четырехфтористого углерода, а в качестве окислителя кислорода снижает коррозионную и экологическую агрессивность реакционной среды. Проведение процесса фторирования в пеножидкостном слое и совмещение процесса фторирования и плавления исходного сырья для получения гексафторидов актинидных элементов в расплаве циркулирующих фтористых солей позволяет не только повысить эффективность и производительность процесса, но и снизить энергетические затраты. В предлагаемом способе и устройстве организован лишь один поток отходящих газов, легко поддающийся переработке. Кроме того, фторированные углеводороды в предлагаемом способе регенерируются при последующих операциях превращения гексафторидов актинидных элементов в оксиды при обработке их углеродом по реакции:The use of carbon tetrafluoride as a fluorinating agent and oxygen as an oxidizing agent reduces the corrosive and environmental aggressiveness of the reaction medium. The process of fluorination in the foam-liquid layer and the combination of the process of fluorination and melting of the feedstock to obtain actinide element hexafluorides in the melt of circulating fluoride salts can not only increase the efficiency and productivity of the process, but also reduce energy costs. In the proposed method and device organized only one stream of exhaust gases that can be easily processed. In addition, fluorinated hydrocarbons in the proposed method are regenerated during subsequent operations of the conversion of actinide element hexafluorides to oxides when they are treated with carbon by the reaction:

2UF6+3С+2O2=2UO2+3CF4 2UF 6 + 3C + 2O 2 = 2UO 2 + 3CF 4

ПРИМЕРEXAMPLE

50 кг порошкообразного диоксида урана дозировали в циркулирующий расплав эквимолярной смеси фторидов натрия и циркония со скоростью 8 кг/ч. Одновременно через фурмы подавали смесь газообразных четырехфтористого углерода и кислорода при молярном соотношении 3:1 с расходом 7 нм3/ч. В течение эксперимента поддерживали температуру реакционной смеси 600°С. Газовую фазу направляли сначала в вихревой скруббер-холодильник, а затем в сорбционную колонну с порошкообразным фторидом натрия. В результате получили 65 кг гексафторида урана, слитого из скруббера и 0,1 кг в виде привеса к сорбенту. Остаточное количество урана в расплаве фтористых солей составило менее 1·10-4%. Газовая фаза после сорбционной очистки дополнительно очищалась от углекислоты и после корректирования состава использовалась для дальнейшего фторирования.50 kg of powdered uranium dioxide were dosed into a circulating melt of an equimolar mixture of sodium fluorides and zirconium at a rate of 8 kg / h. At the same time, a mixture of gaseous carbon tetrafluoride and oxygen was supplied through tuyeres at a molar ratio of 3: 1 with a flow rate of 7 nm 3 / h. During the experiment, the temperature of the reaction mixture was maintained at 600 ° C. The gas phase was sent first to a vortex scrubber-refrigerator, and then to a sorption column with powdered sodium fluoride. The result was 65 kg of uranium hexafluoride discharged from the scrubber and 0.1 kg as a weight gain to the sorbent. The residual amount of uranium in the melt of fluoride salts was less than 1 · 10 -4 %. After sorption purification, the gas phase was further purified from carbon dioxide and, after adjusting the composition, was used for further fluorination.

Предлагаемое устройство для фторирования актинидных элементов иллюстрируется чертежом.The proposed device for fluorination of actinide elements is illustrated in the drawing.

Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1, разделенного перегородкой 2 на два сообщающихся сосуда с образованием нисходящего 3 и восходящего 4 потока циркулирующего расплава фтористых солей. Восходящий поток расплава фтористых солей образуется за счет подачи в нижнюю его часть через фурмы 5 газообразных фторирующих агентов. Организация барботажа обеспечивает подъем газожидкостного потока, разделение его на газовый и жидкостной потоки в расширителе 6 (газоотделительная камера). Жидкостной поток переливается через верхнюю часть перегородки 2 в нисходящий поток 3 и далее по перетоку 7 в подфурменное пространство 8 с организацией циркуляции. Газовый поток отделяется от газового пространства загрузочной зоны и удаляется в газоход 10. Подачу исходных актинидных соединений проводят в зону нисходящего потока через штуцер 11. Удаление отработанного расплава фтористых солей проводят через штуцер 12. Стабилизацию температурного процесса проводят с помощью нагревателя 13. Для исключения попадания газовой фазы в загрузочную зону устройство имеет перегородку 9, погруженную в нижней части в расплав.The proposed device consists of a housing 1, separated by a partition 2 into two communicating vessels with the formation of a descending 3 and ascending 4 flow of a circulating melt of fluoride salts. An upward flow of molten fluoride salts is formed by supplying gaseous fluorinating agents to its lower part via tuyeres 5. The organization of the bubbling ensures the rise of the gas-liquid flow, its separation into gas and liquid flows in the expander 6 (gas separation chamber). The liquid stream is poured through the upper part of the partition 2 into the downward flow 3 and then through the overflow 7 to the tuyere space 8 with the organization of circulation. The gas stream is separated from the gas space of the loading zone and removed into the gas duct 10. The feed of the actinide compounds is carried out in the downward flow zone through the nozzle 11. Removal of the spent fluoride salt melt is carried out through the nozzle 12. Stabilization of the temperature process is carried out using a heater 13. To prevent gas phase in the boot zone, the device has a partition 9, immersed in the lower part of the melt.

Работа устройства для фторирования актинидных элементов осуществляется следующим образом. Расплав фтористых солей заливают в нагретый аппарат в зону загрузки через штуцер 11 до расчетного уровня при поддержании рабочей температуры нагревателем 13 и продувают его через фурмы 5 в период запуска газообразным кислородом (или сжатым воздухом) до достижения устойчивой циркуляции расплава вокруг перегородки 2. После достижения устойчивой циркуляции расплава в нисходящую зону через штуцер 11 подают с расчетной скоростью оксиды актинидов и одновременно в нижнюю часть восходящего канала через фурмы 5 фторирующие газы.The operation of the device for fluorination of actinide elements is as follows. The molten fluoride salts are poured into the heated apparatus into the loading zone through the nozzle 11 to the calculated level while maintaining the working temperature by the heater 13 and blown through the lances 5 during the start-up period with gaseous oxygen (or compressed air) until a stable circulation of the melt around the partition 2 is reached. the circulation of the melt into the downward zone through the nozzle 11 serves with an estimated speed of actinide oxides and simultaneously in the lower part of the ascending channel through the tuyeres 5 fluorinating gases.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, так как один из заявленных объектов группы - устройство предназначено для осуществления другого заявленного объекта группы - способа фторирования оксидов актинидных элементов.The claimed group of inventions meets the requirement of unity of invention, since the group of diverse inventions forms a single inventive concept, since one of the claimed objects of the group - the device is designed to implement another claimed object of the group - the method of fluorination of oxides of actinide elements.

Таким образом, изложенные сведения показывают, что при использовании заявленной группы изобретений выполнена следующая совокупность условий:Thus, the above information shows that when using the claimed group of inventions, the following set of conditions is fulfilled:

- средство, воплощающее заявленный способ и устройство для его осуществления при его применении, предназначено для использования в промышленности, а именно в атомной промышленности при переработке облученного ядерного топлива, а также в технологии разделения изотопов.- a tool embodying the claimed method and device for its implementation in its application, is intended for use in industry, namely in the nuclear industry in the processing of irradiated nuclear fuel, as well as in isotope separation technology.

- для заявленной группы изобретений в том виде, как оно охарактеризовано в независимых пунктах изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;- for the claimed group of inventions, as described in the independent claims of the claims, the possibility of implementation using the means and methods described in the application is confirmed;

- заявленное изобретение при его осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно: повысить скорость фторирования и исключить элементарный фтор из технологического процесса, что упрощает схему и делает способ получения гексафторидов актинидных элементов более технологичным и экономичным.- the claimed invention in its implementation is able to achieve the technical result perceived by the applicant, namely: to increase the fluorination rate and to exclude elemental fluorine from the process, which simplifies the scheme and makes the method of producing actinide element hexafluorides more technological and economical.

Claims (3)

1. Способ фторирования оксидов актинидных элементов до гексафторидов, характеризующийся тем, что он включает расплавление оксидов актинидных элементов во фтористых солях, бабротирование расплава газообразным фторирующим агентом и окислителем с последующим удалением газообразных гексафторидов из зоны реакции при постоянной циркуляции расплава из зоны обработки в зону расплавления, при этом процесс фторирования осуществляют в пеножидкостном слое, а в качестве фторирующего агента используют четырехфтористый углерод в смеси с кислородом.1. The method of fluorination of oxides of actinide elements to hexafluorides, characterized in that it involves the melting of oxides of actinide elements in fluoride salts, babrotation of the melt with a gaseous fluorinating agent and an oxidizing agent, followed by removal of gaseous hexafluorides from the reaction zone with constant circulation of the melt from the treatment zone to the melting zone, wherein the fluorination process is carried out in a foam-liquid layer, and carbon tetrafluoride mixed with oxygen is used as a fluorinating agent th. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление актинидных элементов в виде гексафторидов в газовую фазу из расплава фтористых солей в зоне их обработки реакционными газами может быть частичным или полным.2. The method according to claim 1, characterized in that the removal of actinide elements in the form of hexafluorides into the gas phase from the molten fluoride salts in the zone of their treatment with reaction gases can be partial or complete. 3. Устройство фторирования оксидов актинидных элементов до гексафторидов, характеризующееся тем, что оно содержит узел загрузки фтористых солей и оксидов актинидных элементов, реактор для расплавления оксидов в расплаве фтористых солей и реактор для обработки полученного расплава газами, устройства ввода газов, отбойник жидкой фазы, при этом реактор для расплавления и реактор для обработки расплава размещены в едином корпусе с разделением их перегородкой по принципу сообщающихся сосудов. 3. A device for fluorinating oxides of actinide elements to hexafluorides, characterized in that it contains a unit for loading fluoride salts and oxides of actinide elements, a reactor for melting oxides in a melt of fluoride salts and a reactor for treating the obtained melt with gases, a gas inlet device, a liquid phase chipper, this reactor for melting and the reactor for processing the melt are placed in a single housing with separation by a partition on the principle of communicating vessels.
RU2006145238/15A 2006-12-19 2006-12-19 Method of fluorinating oxides of actinide elements to hexafluorides and device to this end RU2356841C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006145238/15A RU2356841C2 (en) 2006-12-19 2006-12-19 Method of fluorinating oxides of actinide elements to hexafluorides and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006145238/15A RU2356841C2 (en) 2006-12-19 2006-12-19 Method of fluorinating oxides of actinide elements to hexafluorides and device to this end

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006145238A RU2006145238A (en) 2008-06-27
RU2356841C2 true RU2356841C2 (en) 2009-05-27

Family

ID=39679598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006145238/15A RU2356841C2 (en) 2006-12-19 2006-12-19 Method of fluorinating oxides of actinide elements to hexafluorides and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2356841C2 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГАЛКИН Н.П. Химия и технология фтористых соединений урана. - М.: Госатомиздат, 1961, с.103-115, 131, 150-153. *
ГРОМОВ Б.В. и др. Химическая технология облученного ядерного горючего. - М.: Атомиздат, 1971, с 313-330. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006145238A (en) 2008-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5717149A (en) Method for producing halogenated products from metal halide feeds
CN103111242B (en) Make the stabilized method and system of volatility radionuclide in high temperature denitrification process
RU2262982C2 (en) Method and device for conducting reaction in liquid medium at liberation of gas
RU2125019C1 (en) Method of treatment of dissociated zircon
SE439915B (en) SET TO SUBDIVATE CATODE WASTE MATERIALS OF COAL CONTAINING CRYOLITE, ALUMINUM FLUORIDE, CALCIUM FLUORIDE AND SODIUM FLUORIDE
KR20080082639A (en) Emission control system utilizing chlorine dioxide and hydrogen peroxide
EP1509926B1 (en) New recovery process
JPH0351000B2 (en)
RU2356841C2 (en) Method of fluorinating oxides of actinide elements to hexafluorides and device to this end
JPS63198899A (en) Method of processing radioactive waste liquor
RU2546981C1 (en) Method of treating irradiated reactor graphite
Shatalov et al. Gas-fluoride technology for processing spent oxide fuel
RU2179761C2 (en) Method for regenerating ion nitrates in the form of nitric acid from nuclear-industry effluents
RU2394770C2 (en) Method of producing hexafluorides of actinide elements and device for realising said method
US3429669A (en) Method of processing nuclear fuel by selective cif fluorination with separation of uf6 and puf4
JPS6155079B2 (en)
RU2126362C1 (en) Method of recovery of anhydrous hydrogen fluoride from depleted uranium hexafluoride
JP2002255558A (en) Method for converting fluoride into oxide
RU2093469C1 (en) Method of preparing saturated fluorides
WO2005077496A1 (en) Method and apparatus for treating gas containing fluorine-containing compounds
JP7391764B2 (en) Active metal processing method and active metal processing equipment
JP4300473B2 (en) Method and apparatus for reprocessing spent nuclear fuel
US5389123A (en) Method for continuously recovering metals using a dual zone chemical reactor
RU2275705C2 (en) Method for recovering heavy-metal fluorides
JP7110012B2 (en) ACTIVE METAL TREATMENT APPARATUS AND ACTIVE METAL TREATMENT METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
MZ4A Patent is void

Effective date: 20200819