RU2484020C1 - Method of producing uranium tetrafluoride - Google Patents
Method of producing uranium tetrafluoride Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484020C1 RU2484020C1 RU2011145780/05A RU2011145780A RU2484020C1 RU 2484020 C1 RU2484020 C1 RU 2484020C1 RU 2011145780/05 A RU2011145780/05 A RU 2011145780/05A RU 2011145780 A RU2011145780 A RU 2011145780A RU 2484020 C1 RU2484020 C1 RU 2484020C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen fluoride
- temperature region
- uranium
- tetrafluoride
- low
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения тетрафторида урана, а именно к способам получения тетрафторида урана на переделе гидрофторирования диоксида урана, и может быть использовано в производстве гексафторида урана или металлического урана.The invention relates to methods for producing uranium tetrafluoride, and in particular to methods for producing uranium tetrafluoride in the process of hydrofluorination of uranium dioxide, and can be used in the production of uranium hexafluoride or metallic uranium.
Известно (Ч.Харрингтон, А.Рюэле. Технология производства урана. Госатомиздат, М. 1961, с.224) получение тетрафторида урана взаимодействием диоксида урана с газообразным фторидом водорода по реакции:It is known (C. Harrington, A. Ruele. Uranium production technology. Gosatomizdat, M. 1961, p. 224) obtaining uranium tetrafluoride by the interaction of uranium dioxide with gaseous hydrogen fluoride by the reaction:
В источнике информации (В.Б.Шевченко, Б.Н.Судариков. Технология урана. Госатомиздат. М., 1961, сс. 264-266) описан способ гидрофторирования диоксида урана в шнековых аппаратах - прототип. Температура реакционного пространства на входе твердого поддерживается на уровне 290-340°С, на выходе 540-590°С. Безводный фторид водорода поступает на фторирование в зону выгрузки тетрафторида урана и движется противотоком твердой фазе; по мере продвижения газовой фазы к зоне загрузки диоксида урана она обогащается парами воды. Отходящие газы, содержащие пары воды, направляют на конденсацию. Избыток безводного фторида водорода в процессе превышает 200%. Содержание тетрафторида урана в полученном продукте (в пересчете на уран), т.е. выход тетрафторида урана, составляет 95-96%. Недостатком способа является большой избыток дорогостоящего безводного фторида водорода.The source of information (VB Shevchenko, BN Sudarikov. Uranium technology. Gosatomizdat. M., 1961, pp. 264-266) describes a method for hydrofluorination of uranium dioxide in auger apparatuses - a prototype. The temperature of the reaction space at the solid inlet is maintained at a level of 290-340 ° C, at the outlet 540-590 ° C. Anhydrous hydrogen fluoride is supplied to fluorination in the discharge zone of uranium tetrafluoride and moves countercurrent to the solid phase; as the gas phase moves to the loading zone of uranium dioxide, it is enriched with water vapor. Waste gases containing water vapor are sent for condensation. The excess of anhydrous hydrogen fluoride in the process exceeds 200%. The content of uranium tetrafluoride in the obtained product (in terms of uranium), i.e. the yield of uranium tetrafluoride is 95-96%. The disadvantage of this method is a large excess of expensive anhydrous hydrogen fluoride.
Задачей изобретения является расширение арсенала способов получения тетрафторида урана, снижение расхода безводного фторида водорода.The objective of the invention is to expand the arsenal of methods for producing uranium tetrafluoride, reducing the consumption of anhydrous hydrogen fluoride.
Дополнительной задачей является получение тетрафторида урана с выходом не менее 96%, т.к. тетрафторид именно такого качества обычно используют для получения гексафторида урана фторированием тетрафторида элементарным фтором.An additional task is to obtain uranium tetrafluoride with a yield of at least 96%, because tetrafluoride of precisely this quality is usually used to produce uranium hexafluoride by fluorination of tetrafluoride with elemental fluorine.
Поставленную задачу решают тем, что в способе получения тетрафторида урана гидрофторированием диоксида урана, включающем противоточное взаимодействие твердой фазы с фторидом водорода, находящимся в газовой фазе, при движении твердой фазы через низкотемпературную и высокотемпературную области при подаче в высокотемпературную область в зону выгрузки тетрафторида урана безводного фторида водорода, в низкотемпературную область совместно с газовой фазой, выходящей из высокотемпературной области, подают переведенную в газообразное состояние (газифицированную) плавиковую кислоту, имеющую концентрацию фторида водорода не менее 35 мас.%, при этом поддерживают суммарный расход HF в высоко- и низкотемпературной областях, равный стехиометрическому расходу HF в реакции гидрофторирования диоксида урана до тетрафторида урана.The problem is solved by the fact that in the method for producing uranium tetrafluoride by hydrofluorination of uranium dioxide, which includes countercurrent interaction of the solid phase with hydrogen fluoride in the gas phase, the solid phase moves through the low-temperature and high-temperature regions when anhydrous fluoride uranium tetrafluoride is fed to the high-temperature region in the discharge zone hydrogen, in the low-temperature region, together with the gas phase exiting the high-temperature region, is fed converted to gaseous oyanie (gasified) hydrofluoric acid having a concentration of hydrogen fluoride of at least 35 wt.% while maintaining the total consumption of HF in high and low temperature areas, is equal to the stoichiometric flow rate in HF hydrofluorination reactions uranium dioxide to uranium tetrafluoride.
В рамках суммарного расхода HF, равного стехиометрическому, массовое соотношение газифицированной плавиковой кислоты, подаваемой в низкотемпературную область, в пересчете на HF и безводного фторида водорода, подаваемого в высокотемпературную область, поддерживают равным (0,2-1,1):1.Within the total stoichiometric HF consumption, the mass ratio of gasified hydrofluoric acid supplied to the low-temperature region, calculated as HF and anhydrous hydrogen fluoride supplied to the high-temperature region, is maintained equal to (0.2-1.1): 1.
Повышают температуру взаимодействия по ходу движения твердой фазы в низкотемпературной области от 150 до 350°С, а в высокотемпературной области - от 350 до 415°С.The temperature of interaction is increased along the movement of the solid phase in the low-temperature region from 150 to 350 ° C, and in the high-temperature region - from 350 to 415 ° C.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Гидрофторирование диоксида урана провели в двух последовательно соединенных шнековых реакторах. Реакторы имеют электрический обогрев. В первый реактор (низкотемпературную область) поступает твердая фаза в виде диоксида урана и противотоком ей газообразная фаза, содержащая газифицированную плавиковую кислоту, объединенную с отходящими из второго реактора (высокотемпературной области) газами; во второй реактор поступает твердая фаза из первого реактора, содержащая оксиды, оксифториды и тетрафторид урана, и противотоком ей безводный фторид водорода, подаваемый в зону выгрузки продукта - тетрафторида урана.Hydrofluorination of uranium dioxide was carried out in two series-connected screw reactors. The reactors are electrically heated. A solid phase in the form of uranium dioxide enters the first reactor (low temperature region) and a gaseous phase containing a gasified hydrofluoric acid combined with the gases leaving the second reactor (high temperature region); the second phase receives the solid phase from the first reactor containing uranium oxides, oxyfluorides and tetrafluoride, and anhydrous hydrogen fluoride countercurrent to it is supplied to the product discharge zone - uranium tetrafluoride.
Газифицированную плавиковую кислоту получают нагреванием до температуры кипения и полного испарения HF и H2O.Gasified hydrofluoric acid is obtained by heating to the boiling point and complete evaporation of HF and H 2 O.
В опытах 1-6 использовали плавиковую кислоту, содержащую 40% HF, а в опыте 7 - 35% HF. Стехиометрический расход 100%-ной HF составляет 0,296 кг на 1 кг UO2. В рамках практически стехиометрического (0,29 кг) расхода HF меняли соотношения HF, поставляемого для процесса в виде безводного фторида водорода и в виде плавиковой кислоты.In experiments 1-6, hydrofluoric acid containing 40% HF was used, and in experiment 7, 35% HF was used. The stoichiometric flow rate of 100% HF is 0.296 kg per 1 kg of UO 2 . Within the framework of an almost stoichiometric (0.29 kg) flow rate of HF, the ratio of HF supplied for the process in the form of anhydrous hydrogen fluoride and in the form of hydrofluoric acid was changed.
Условия проведения опытов приведены в таблице 1, а результаты опытов - в таблице 2.The conditions of the experiments are shown in table 1, and the results of the experiments are in table 2.
Из данных таблиц 1 и 2 видно, что в процессе гидрофторирования часть газообразного безводного фторида водорода может быть заменена на газифицированную плавиковую кислоту при соблюдении суммарного стехиометрического расхода HF. При этом выход тетрафторида урана не менее 96% достигается в опытах 1-4 и 7, при соотношении (в пределах стехиометрии по HF) безводного фторида водорода и плавиковой кислоты в пересчете на HF 1:(0,2-1,1), при концентрации HF в плавиковой кислоте 35 и 40 мас.%. Как оказалось, дополнительная вода (вода, содержащаяся в плавиковой кислоте, дополнительная к той воде, которая образуется по реакции гидрофторирования) при заявляемых соотношениях плавиковой кислоты и безводного фторида водорода не препятствует получению продукта с выходом не менее 96% (таблица 2). При этом замена дорогого безводного фторида водорода более дешевой плавиковой кислотой способствует удешевлению процесса. При замене большего, чем вытекает из заявленного соотношения, количества безводного фторида водорода плавиковой кислотой (опыты 5 и 6) выход получаемого тетрафторида урана становится менее 96% (увеличивается содержание в продукте UO2F2 и UO2).From the data of tables 1 and 2 it can be seen that during the hydrofluorination process, part of the gaseous anhydrous hydrogen fluoride can be replaced by gasified hydrofluoric acid, subject to the total stoichiometric flow rate of HF. The yield of uranium tetrafluoride at least 96% is achieved in experiments 1-4 and 7, with the ratio (within the stoichiometry according to HF) of anhydrous hydrogen fluoride and hydrofluoric acid in terms of HF 1: (0.2-1.1), at HF concentrations in hydrofluoric acid 35 and 40 wt.%. As it turned out, additional water (water contained in hydrofluoric acid, additional to the water that is formed by the hydrofluorination reaction) with the claimed ratios of hydrofluoric acid and anhydrous hydrogen fluoride does not prevent the product from being obtained in a yield of at least 96% (table 2). At the same time, replacing expensive anhydrous hydrogen fluoride with cheaper hydrofluoric acid helps to reduce the cost of the process. When replacing a larger amount of anhydrous hydrogen fluoride with hydrofluoric acid (tests 5 and 6), the yield of the obtained uranium tetrafluoride becomes less than 96% (the content of UO 2 F 2 and UO 2 in the product increases).
Таким образом, при замещении до 52 мас.% безводного фторида водорода плавиковой кислотой (т.е. при использовании до 52 мас.% HF в виде плавиковой кислоты) на операции гидрофторирования диоксида урана получается кондиционный тетрафторид урана.Thus, substituting up to 52% by weight of anhydrous hydrogen fluoride with hydrofluoric acid (i.e. when using up to 52% by weight of HF as hydrofluoric acid), conditional uranium tetrafluoride is obtained during the hydrofluorination of uranium dioxide.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011145780/05A RU2484020C1 (en) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | Method of producing uranium tetrafluoride |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011145780/05A RU2484020C1 (en) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | Method of producing uranium tetrafluoride |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2484020C1 true RU2484020C1 (en) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011145780/05A RU2484020C1 (en) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | Method of producing uranium tetrafluoride |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2484020C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542286C1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Method of uranium tetrafluoride purification |
RU2569399C2 (en) * | 2013-11-07 | 2015-11-27 | Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Method of producing uranium tetrafluoride |
RU2601477C1 (en) * | 2015-09-09 | 2016-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Method of producing uranium tetrafluoride |
RU2625871C1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-07-19 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Method for uranium tetrafluoride production |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001039209A2 (en) * | 1999-11-27 | 2001-05-31 | British Nuclear Fuels Plc | A method of separating uranium from irradiated nuclear fuel |
RU2355641C1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-05-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Method of uranium hexafluoride production |
RU2396212C2 (en) * | 2008-07-24 | 2010-08-10 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Method of obtaining uranium tetrafluoride |
RU2397145C1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-08-20 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) | Method of producing uranium tetrafluoride |
-
2011
- 2011-11-10 RU RU2011145780/05A patent/RU2484020C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001039209A2 (en) * | 1999-11-27 | 2001-05-31 | British Nuclear Fuels Plc | A method of separating uranium from irradiated nuclear fuel |
RU2355641C1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-05-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Method of uranium hexafluoride production |
RU2396212C2 (en) * | 2008-07-24 | 2010-08-10 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Method of obtaining uranium tetrafluoride |
RU2397145C1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-08-20 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) | Method of producing uranium tetrafluoride |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542286C1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Method of uranium tetrafluoride purification |
RU2569399C2 (en) * | 2013-11-07 | 2015-11-27 | Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Method of producing uranium tetrafluoride |
RU2601477C1 (en) * | 2015-09-09 | 2016-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Method of producing uranium tetrafluoride |
RU2625871C1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-07-19 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") | Method for uranium tetrafluoride production |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2484020C1 (en) | Method of producing uranium tetrafluoride | |
US4091081A (en) | Preparation of nitrogen trifluoride | |
US9352966B2 (en) | Method for producing imide salt | |
US10442698B2 (en) | Production of a hexafluorophosphate salt and of phosphorous pentafluoride | |
JP7086997B2 (en) | Rare earth metal fluoride manufacturing method | |
RU2430877C1 (en) | Method of producing iodine heptafluoride | |
JP5341425B2 (en) | Method for producing fluoride gas | |
RU2526075C2 (en) | Method of treating zirconium dioxide-based material with ammonium bifluoride | |
JP3727797B2 (en) | Method for producing nitrogen trifluoride | |
JP5444453B2 (en) | Method for producing bis (fluorosulfonyl) imide | |
KR101229593B1 (en) | Isotope concentration method | |
RU2412908C1 (en) | Method of obtaining uranium oxides and silicon tetrafluoride from depleted uranium tetrafluoride | |
JP5043836B2 (en) | Method for recycling zirconium tetrafluoride to form zirconia | |
KR100961587B1 (en) | Process for synthesis of halogenated nitrogen | |
CN107001060B (en) | Method for producing salt systems containing beryllium fluoride | |
US2756125A (en) | Production of uranium hexafluoride | |
Kapustin et al. | Stability of hydrogen fluoride under water-gas-reaction conditions | |
RU2601477C1 (en) | Method of producing uranium tetrafluoride | |
US3341306A (en) | Preparation of difluoroamine | |
JP2010116282A (en) | Method for producing germanium tetrafluoride | |
US3320035A (en) | Nitrogen compound synthesis | |
RU2494964C1 (en) | Method of obtaining beryllium fluoride | |
CN107709229A (en) | The manufacture method of iodine pentafluoride | |
RU2594012C1 (en) | Method of converting uranium hexafluoride to uranium tetrafluoride and anhydrous hydrogen fluoride | |
EP2292556A1 (en) | Method for manufacturing oxygen-containing halogenated fluoride |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161111 |