RU2568729C1 - Method of preparing anion-deficient uranyl nitrate solutions - Google Patents

Method of preparing anion-deficient uranyl nitrate solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2568729C1
RU2568729C1 RU2014141350/05A RU2014141350A RU2568729C1 RU 2568729 C1 RU2568729 C1 RU 2568729C1 RU 2014141350/05 A RU2014141350/05 A RU 2014141350/05A RU 2014141350 A RU2014141350 A RU 2014141350A RU 2568729 C1 RU2568729 C1 RU 2568729C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
uranium
solution
nitric acid
moles
density
Prior art date
Application number
RU2014141350/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Константинович Лысенко
Дмитрий Валерьевич Марушкин
Тимур Алданович Миреев
Ирина Валентиновна Хмелевская
Леся Григорьевна Чумак
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ")
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 "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ")
Priority to RU2014141350/05A priority Critical patent/RU2568729C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2568729C1 publication Critical patent/RU2568729C1/en

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method includes mixing uranium oxide with water with liquid to solid ratio of 0.1-0.15, adding nitric acid to the obtained pulp while stirring constantly, said nitric acid being added in droplets with molar ratio of the nitrate ion to metal in the solution of 1.6-1.95, filtering the obtained solution and adjusting the density of the solution first, and then pH of the solution at temperature not higher than 12°C by adding urotropin.
EFFECT: efficient production of anion-deficient metastable uranyl nitrate solutions with given characteristics.
5 cl, 4 ex

Description

Изобретение относится к приготовлению анион-дефицитных метастабильных растворов нитрата уранила и может быть использовано в химической технологии, в частности, при импрегнировании урана в пористые графитовые заготовки с целью получения уран-графитовых тепловыделяющих элементов (твэл) или при получении микросфер золь-гель методом.The invention relates to the preparation of anion-deficient metastable solutions of uranyl nitrate and can be used in chemical technology, in particular, when impregnating uranium into porous graphite billets in order to obtain uranium-graphite fuel elements (fuel elements) or when producing microspheres using the sol-gel method.

Известен способ приготовления анион-дефицитных растворов растворением оксидов урана в водном растворе нитрата тория (патент США №3838062, МПК С01G 43/00, НКИ США 252/301.1R, опубл. 24.09.1974). Полученные подобным образом растворы при добавлении к ним уротропина и мочевины могут быть использованы для производства микросферического керамического топлива золь-гель методом. Однако этот способ пригоден лишь для приготовления смешанных растворов урана и тория при получении смешанного UO2-ThO2 - топлива.A known method of preparing anion-deficient solutions by dissolving uranium oxides in an aqueous solution of thorium nitrate (US patent No. 3838062, IPC C01G 43/00, NCI 252 / 301.1R, publ. 09.24.1974). The solutions obtained in this way with the addition of urotropine and urea can be used for the production of microspherical ceramic fuel by the sol-gel method. However, this method is only suitable for the preparation of mixed solutions of uranium and thorium in the preparation of mixed UO 2 —ThO 2 fuel.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, включающий растворение оксидов урана путем их контактирования с азотной кислотой и водой и фильтрование. В соответствии с известным способом анион-дефицитные растворы уранилнитрата готовят растворением оксидов урана ниже чем UO3 и выше чем UO2 в разбавленной азотной кислоте, количество которой определяют в расчете на получение в растворе молярного отношения нитрат-иона к урану, равного 1,5 (патент США №4051060, С01G 43/00, НКИ США 252/301.1R, опубл. 27.09.1977).The closest in technical essence to the proposed invention is a method comprising dissolving uranium oxides by contacting them with nitric acid and water and filtering. In accordance with the known method, anion-deficient solutions of uranyl nitrate are prepared by dissolving uranium oxides lower than UO 3 and higher than UO 2 in dilute nitric acid, the amount of which is calculated with the expectation of obtaining a molar ratio of nitrate ion to uranium equal to 1.5 ( US patent No. 4051060, C01G 43/00, NCI US 252 / 301.1R, publ. 09/27/1977).

Недостатком этого способа является невозможность получения метастабильного анион-дефицитного раствора с заданными характеристиками по молярному отношению нитрат-иона к урану и водородному показателю (pH). Так, например, при расчетном отношении нитрат-иона к урану, равном 1,5, полученные по этому способу растворы имеют разброс в пределах 1,4÷1,8, что значительно усложняет приготовление метастабильных растворов, так как для их приготовления требуются анион-дефицитные растворы со строго заданным значением концентрации урана и отношения к нему нитрат-иона при добавлении к нему уротропина. Кроме того, расчетное количество кислоты, которое берут на этапе растворения, оценивается приблизительно и не учитывает значение кислородного коэффициента растворяемого оксида урана.The disadvantage of this method is the impossibility of obtaining a metastable anion-deficient solution with predetermined characteristics in terms of the molar ratio of nitrate ion to uranium and pH (pH). So, for example, with a calculated ratio of nitrate ion to uranium equal to 1.5, the solutions obtained by this method have a range of 1.4 ÷ 1.8, which greatly complicates the preparation of metastable solutions, since their preparation requires anion scarce solutions with a strictly specified value of the concentration of uranium and the ratio of the nitrate ion to it when urotropine is added to it. In addition, the estimated amount of acid that is taken at the dissolution stage is estimated approximately and does not take into account the oxygen coefficient of the soluble uranium oxide.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является получение анион-дефицитных метастабильных растворов нитрата уранила с заданными характеристиками по концентрации урана, отношению к нему нитрат-иона ( N O 3 / U

Figure 00000001
) и водородному показателю (pH) раствора.The problem to which this invention is directed, is to obtain anion-deficient metastable solutions of uranyl nitrate with predetermined characteristics according to the concentration of uranium, the ratio of nitrate ion to it ( N O 3 - / U
Figure 00000001
) and the pH value of the solution.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в способе приготовления анион-дефицитных растворов нитрата уранила, включающем растворение оксидов урана путем их контактирования с азотной кислотой и водой и фильтрование, согласно изобретению предварительно смешивают оксид урана с водой в соотношении жидкого к твердому 0,1÷0,15, а растворение осуществляют при постоянном перемешивании пульпы путем подачи в нее азотной кислоты, которую вводят по каплям при мольном отношении нитрат-иона к металлу в растворе 1,6÷4,95, при этом количество молей азотной кислоты на моль урана рассчитывают по формуле:The task and technical result are achieved by the fact that in the method of preparing anion-deficient solutions of uranyl nitrate, including dissolving uranium oxides by contacting them with nitric acid and water and filtering, according to the invention, uranium oxide is preliminarily mixed with water in a liquid to solid ratio of 0.1 ÷ 0.15, and the dissolution is carried out with constant stirring of the pulp by feeding in it nitric acid, which is introduced dropwise with a molar ratio of nitrate ion to metal in the solution of 1.6 ÷ 4.95, while lichestvo moles of nitric acid per mole of uranium calculated by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

Nu - количество молей урана;N u is the number of moles of uranium;

Кo - кислородный коэффициент (O/U);To o is the oxygen coefficient (O / U);

К - мольное отношение нитрат-иона к урану,K is the molar ratio of nitrate ion to uranium,

после фильтрования полученный раствор сначала корректируют по плотности, а затем корректируют по водородному показателю при температуре не более 12°C путем добавления уротропина.after filtration, the resulting solution is first adjusted for density, and then adjusted for hydrogen at a temperature of not more than 12 ° C by adding urotropine.

Оптимальная скорость подачи азотной кислоты составляет 400÷500 мл/час.The optimal feed rate of nitric acid is 400 ÷ 500 ml / hour.

Растворение оксидов урана и фильтрацию раствора осуществляют при температуре 40÷75°C.The dissolution of uranium oxides and the filtration of the solution is carried out at a temperature of 40 ÷ 75 ° C.

Корректировку раствора по плотности осуществляют путем добавления воды по формуле:The density adjustment of the solution is carried out by adding water according to the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

γ - плотность раствора без добавления уротропина, г/см3.γ is the density of the solution without the addition of urotropine, g / cm 3 .

Корректировку pH полученного раствора проводят добавлением уротропина, который добавляют при температуре 5÷12°C, при этом количество молей уротропина (N) на моль урана определяют по формуле:The pH adjustment of the resulting solution is carried out by adding urotropin, which is added at a temperature of 5 ÷ 12 ° C, while the number of moles of urotropin (N) per mole of uranium is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

Nu - количество молей урана;N u is the number of moles of uranium;

pH* - водородный показатель раствора после растворения оксида урана и корректировки раствора по плотности добавлением воды.pH * is the pH of the solution after dissolving the uranium oxide and adjusting the density of the solution by adding water.

Оптимальный диапазон скорости подачи в пульпу азотной кислоты, который составляет 400÷500 мл/час обусловлен тем, что при большей скорости за счет большой экзотермичности реакции растворения оксида урана происходит локальный, неконтролируемый разогрев пульпы до температур 80-100°C, приводящий к частичному удалению азотной кислоты и воды, что в конечном итоге отрицательно сказывается на получении раствора с заданными характеристиками. Уменьшение скорости подачи менее 400 мл/час представляется нецелесообразным из-за снижения скорости растворения и увеличения продолжительности процесса растворения.The optimal range of the rate of nitric acid supply to the pulp, which is 400 ÷ 500 ml / h, is due to the fact that at a higher speed due to the large exothermicity of the uranium oxide dissolution reaction, a local, uncontrolled heating of the pulp to temperatures of 80-100 ° C occurs, leading to partial removal nitric acid and water, which ultimately negatively affects the receipt of a solution with specified characteristics. A decrease in the feed rate of less than 400 ml / h seems to be impractical due to a decrease in the dissolution rate and an increase in the duration of the dissolution process.

Диапазон дефицитного отношения нитрат-иона к урану в растворе (1,6÷1.95) обусловлен тем, что с увеличением дефицита азотной кислоты ( N O 3 / U 1,6

Figure 00000005
) затрудняется растворение оксидов урана, а снижение дефицита ( N O 3 / U 1,95
Figure 00000006
) приводит к получению очень кислых растворов (pH≥-1,0), что делает затруднительным их корректировку по pH и использование для получения метастабильных растворов, пригодных для импрегнирования урана и применения в золь-гель процессе.The range of the deficit ratio of nitrate ion to uranium in solution (1.6 ÷ 1.95) is due to the fact that with an increase in the deficit of nitric acid ( N O 3 - / U 1,6
Figure 00000005
) the dissolution of uranium oxides is difficult, and the deficit is reduced ( N O 3 - / U 1.95
Figure 00000006
) leads to the production of very acidic solutions (pH≥-1.0), which makes it difficult to adjust them to pH and use to obtain metastable solutions suitable for impregnation of uranium and use in the sol-gel process.

Оптимальный температурный диапазон растворения оксидов урана и фильтрации раствора, равный 40÷75°C, обусловлен тем, что с увеличением температуры выше 75°C происходит частичное удаление азотной кислоты и воды, а с уменьшением температуры ниже 40°C происходит кристаллизация образовавшегося нитрата уранила.The optimum temperature range for dissolving uranium oxides and filtering the solution, equal to 40 ÷ 75 ° C, is due to the fact that with an increase in temperature above 75 ° C, partial removal of nitric acid and water occurs, and with a decrease in temperature below 40 ° C, the formed uranyl nitrate crystallizes.

Растворение диоксида (UO2) и закиси-окиси (U3O8) урана протекает по следующим уравнениям:The dissolution of dioxide (UO 2 ) and nitrous oxide (U 3 O 8 ) of uranium proceeds according to the following equations:

Figure 00000007
Figure 00000007

Количество молей азотной кислоты на моль урана, которое берут для растворения оксидов урана, зависит от кислородного коэффициента оксида (O/U) и заданного мольного отношения нитрат-иона к урану. Это количество рассчитывают по формуле (1).The number of moles of nitric acid per mole of uranium, which is taken to dissolve the uranium oxides, depends on the oxygen coefficient of the oxide (O / U) and the given molar ratio of nitrate ion to uranium. This amount is calculated by the formula (1).

Диапазон отношения твердого (оксид урана) к жидкому (вода) в пульпе (Т:Ж), равный 0,1÷1,15, обусловлен тем, что снижение воды в пульпе (Т:Ж≤0,1) приводит к увеличению вязкости и ухудшению ее перемешивания, а увеличение воды в пульпе (Т:Ж≥0,15) приводит к ее разубоживанию и уменьшению скорости растворения.The range of the ratio of solid (uranium oxide) to liquid (water) in the pulp (T: G), equal to 0.1 ÷ 1.15, due to the fact that a decrease in water in the pulp (T: W≤0.1) leads to an increase in viscosity and the deterioration of its mixing, and an increase in water in the pulp (T: W≥0.15) leads to its dilution and a decrease in the rate of dissolution.

Предложенный авторами способ был опробован при приготовлении анион-дефицитных метастабильных растворов для импрегнирования урана в пористые графитовые заготовки.The method proposed by the authors was tested in the preparation of anion-deficient metastable solutions for the impregnation of uranium into porous graphite blanks.

Пример 1.Example 1

Для приготовления раствора нитрата уранила с отношением нитрат-иона к урану ( N O 3 / U

Figure 00000001
), равным 1,6, брали 350 г диоксида урана (UO2) и смешивали с 50 мл воды до получения однородной пульпы (Т:Ж=0,143). 370 мл воды смешивали с 230 мл азотной кислоты с удельным весом 1,352 г/см3 (2,2 моля HNO3 на моль урана) и по каплям при перемешивании со скоростью 450 мл/час подавали в пульпу. Количество молей азотной кислоты (2,2 моля) на моль урана рассчитывали по формуле (1). Полученную смесь нагревали до 60-70°C. После окончания подачи кислоты (1,5 час) раствор выдерживали при этой температуре в течение 0,5 часа и затем проводили его фильтрование при 40-60°C. Полученный раствор имел плотность при 40°C 1,69 г/см3 (32,0 мас.% урана) и рН=1,99. Добавлением воды раствор корректировали по плотности (1,53 г/см3) и концентрации урана (28 мас.%) по формуле (2). Количество молей уротропина на моль урана определяли по формуле (3), и для рН=1,9 охлажденного до 5°C раствора оно составило 0,85 молей уротропина на моль урана. После добавления уротропина получили анион-дефицитный метастабильный раствор нитрата уранила с pH=3,5 и концентрацией урана 27,1%.To prepare a solution of uranyl nitrate with a ratio of nitrate ion to uranium ( N O 3 - / U
Figure 00000001
), equal to 1.6, took 350 g of uranium dioxide (UO 2 ) and mixed with 50 ml of water to obtain a homogeneous pulp (T: W = 0.143). 370 ml of water was mixed with 230 ml of nitric acid with a specific gravity of 1.352 g / cm 3 (2.2 mol of HNO 3 per mole of uranium) and was added dropwise with stirring at a rate of 450 ml / hour to the pulp. The number of moles of nitric acid (2.2 mol) per mole of uranium was calculated by the formula (1). The resulting mixture was heated to 60-70 ° C. After completion of the acid supply (1.5 hours), the solution was kept at this temperature for 0.5 hours and then it was filtered at 40-60 ° C. The resulting solution had a density at 40 ° C of 1.69 g / cm 3 (32.0 wt.% Of uranium) and pH = 1.99. By adding water, the solution was adjusted for density (1.53 g / cm 3 ) and uranium concentration (28 wt.%) According to formula (2). The number of moles of urotropine per mole of uranium was determined by the formula (3), and for pH = 1.9 of a solution cooled to 5 ° C it was 0.85 moles of urotropine per mole of uranium. After the addition of urotropine, an anion-deficient metastable solution of uranyl nitrate with a pH of 3.5 and a uranium concentration of 27.1% was obtained.

Пример 2.Example 2

Для приготовления раствора нитрата уранила с отношением N O 3 / U = 1,95

Figure 00000008
брали 400 г закиси-окиси урана (U3O8) и смешивали с 60 мл воды до получения однородной пульпы (Т:Ж=0,15). 300 мл воды смешивали с 290 мл азотной кислоты (2,1 моля HNO3 на моль урана) и по каплям при перемешивании со скоростью 500 мл/час подавали в пульпу. Количество молей азотной кислоты (2,1 моля на моль урана) рассчитывали по формуле (1). Полученную смесь нагревали до 40-60°C. Полученный раствор после фильтрации имел плотность при 40°C 1,69 г/см3 (32,3 мас.% урана) и рН=0,5. Добавлением воды корректировали раствор по плотности (1,60 г/см3) и концентрации урана (29,7 мас.%) по формуле (2). Количество молей уротропина на моль урана определяли по формуле (3), и для рН=0 охлажденного до 5°C раствора оно составило 1,5 молей уротропина на моль урана. После добавления уротропина получили анион-дефицитный метастабильный раствор нитрата уранила с рН=2,8 и концентрацией урана 25,1 мас.%.To prepare a solution of uranyl nitrate with the ratio N O 3 - / U = 1.95
Figure 00000008
400 g of uranium oxide (U 3 O 8 ) were taken and mixed with 60 ml of water until a homogeneous pulp was obtained (T: W = 0.15). 300 ml of water was mixed with 290 ml of nitric acid (2.1 mol of HNO 3 per mole of uranium) and was added dropwise with stirring at a speed of 500 ml / hour to the pulp. The number of moles of nitric acid (2.1 moles per mole of uranium) was calculated by the formula (1). The resulting mixture was heated to 40-60 ° C. The resulting solution after filtration had a density at 40 ° C of 1.69 g / cm 3 (32.3 wt.% Uranium) and pH = 0.5. By adding water, the solution was adjusted according to density (1.60 g / cm 3 ) and uranium concentration (29.7 wt.%) According to formula (2). The number of moles of urotropin per mole of uranium was determined by formula (3), and for pH = 0 of a solution cooled to 5 ° C, it was 1.5 moles of urotropine per mole of uranium. After the addition of urotropine, an anion-deficient metastable solution of uranyl nitrate with a pH of 2.8 and a uranium concentration of 25.1 wt.% Was obtained.

Пример 3.Example 3

Для приготовления раствора нитрата уранила с отношением N O 3 / U = 1,88

Figure 00000009
использовали 350 г диоксида урана, который смешивали с 40 мл воды до получения однородной пульпы (Т:Ж=0,11). 420 мл воды смешивали с 260 мл азотной кислоты (2,48 моля HNO3 на моль урана) и по каплям при перемешивании со скоростью 450 мл/час в течение 1,25 часа подавали в пульпу. Количество молей азотной кислоты (2,45 моля) на моль урана рассчитывали по формуле (1). Полученную смесь нагревали до 60-75°C. Полученный раствор имел плотность при 40°C 1,63 г/см3 (30,5 мас.% урана) и рН=0,8. Добавлением воды раствор корректировали по плотности (1,5 г/см3) и концентрации урана (27 мас.%) по формуле (2). Количество молей уротропина на моль урана определяли по формуле (3), и для рН=0,6 охлажденного до 5°C раствора оно составило 1,3 молей уротропина на моль урана. После добавления уротропина получили анион-дефицитный метастабильный раствор нитрата уранила с рН=2,5 и концентрацией урана 25,3 мас.%.To prepare a solution of uranyl nitrate with the ratio N O 3 - / U = 1.88
Figure 00000009
used 350 g of uranium dioxide, which was mixed with 40 ml of water to obtain a homogeneous pulp (T: W = 0.11). 420 ml of water was mixed with 260 ml of nitric acid (2.48 mol of HNO 3 per mole of uranium) and was added dropwise with stirring at a speed of 450 ml / hour for 1.25 hours into the pulp. The number of moles of nitric acid (2.45 mol) per mole of uranium was calculated by the formula (1). The resulting mixture was heated to 60-75 ° C. The resulting solution had a density at 40 ° C. of 1.63 g / cm 3 (30.5 wt.% Uranium) and pH = 0.8. By adding water, the solution was adjusted for density (1.5 g / cm 3 ) and uranium concentration (27 wt.%) According to formula (2). The number of moles of urotropine per mole of uranium was determined by formula (3), and for pH = 0.6 of a solution cooled to 5 ° C, it was 1.3 moles of urotropine per mole of uranium. After the addition of urotropine, an anion-deficient metastable solution of uranyl nitrate with a pH of 2.5 and a uranium concentration of 25.3 wt.% Was obtained.

Пример 4.Example 4

Для приготовления раствора нитрата уранила с отношением N O 3 / U = 1,6

Figure 00000010
брали 400 г закиси-окиси урана (U3O8) и смешивали с 50 мл воды до получения однородной пульпы (Т:Ж=0,125). 300 мл воды смешивали с 250 мл азотной кислоты (1,8 моля HNO3 на моль урана) и по каплям при перемешивании со скоростью 500 мл/час подавали в пульпу. Количество молей азотной кислоты (1,8 моля) на моль урана рассчитывали по формуле (1). Полученную смесь нагревали до 50-70°C. Полученный раствор имел плотность при 40°C 1,75 г/см3 (33,7 мас.% урана) и рН=1,5. Добавлением воды раствор корректировали по плотности (1,63 г/см3) и концентрации урана (30,6 мас.%) по формуле (2). Количество молей уротропина на моль урана определяли по формуле (3), и для рН=0 охлажденного до 10°C раствора оно составило 1,0 молей уротропина на моль урана. После добавления уротропина получили анион-дефицитный метастабильный раствор нитрата уранила с рН=3,8 и концентрацией урана 28,3 мас.%.To prepare a solution of uranyl nitrate with the ratio N O 3 - / U = 1,6
Figure 00000010
400 g of uranium oxide-uranium oxide (U 3 O 8 ) were taken and mixed with 50 ml of water until a homogeneous pulp was obtained (T: W = 0.125). 300 ml of water was mixed with 250 ml of nitric acid (1.8 mol of HNO 3 per mole of uranium) and was added dropwise with stirring at a speed of 500 ml / hour to the pulp. The number of moles of nitric acid (1.8 mol) per mole of uranium was calculated by the formula (1). The resulting mixture was heated to 50-70 ° C. The resulting solution had a density at 40 ° C of 1.75 g / cm 3 (33.7 wt.% Of uranium) and pH = 1.5. By adding water, the solution was adjusted for density (1.63 g / cm 3 ) and uranium concentration (30.6 wt.%) According to formula (2). The number of moles of urotropine per mole of uranium was determined by formula (3), and for pH = 0 of a solution cooled to 10 ° C, it was 1.0 moles of urotropine per mole of uranium. After the addition of urotropine, an anion-deficient metastable solution of uranyl nitrate was obtained with a pH of 3.8 and a uranium concentration of 28.3 wt.%.

Технические преимущества предложенного авторами способа по сравнению с прототипом (патент США №4051060, C01G 43/00, НКИ США 252/301.1R, опубл. 27.09.1977) заключаются в получении метастабильного анион-дефицитного раствора с заданными характеристиками по плотности, молярному отношению нитрат-иона к урану и водородному показателю (pH). Кроме того, сокращается и упрощается технологический процесс приготовления раствора, т.к. исключается трудоемкая операция анализа раствора на содержание урана и нитрат-иона, получаемый раствор приобретает свойство метастабильности - устойчивости при определенной (не менее 12°C) температуре. Такой раствор можно использовать при импрегнировании урана в пористые, например графитовые, заготовки при получении уран-графитовых тепловыделяющих элементов.The technical advantages of the method proposed by the authors in comparison with the prototype (US patent No. 4051060, C01G 43/00, NCI US 252 / 301.1R, publ. 09/27/1977) consist in obtaining a metastable anion-deficient solution with predetermined characteristics in density, molar ratio of nitrate ion to uranium and pH (pH). In addition, the technological process of preparing the solution is reduced and simplified, because the laborious operation of analyzing the solution for the content of uranium and nitrate ion is excluded, the resulting solution acquires the property of metastability - stability at a certain temperature (at least 12 ° C). Such a solution can be used in the impregnation of uranium into porous, for example graphite, billets upon receipt of uranium-graphite fuel elements.

Claims (5)

1. Способ приготовления анион-дефицитных растворов нитрата уранила, включающий растворение оксидов урана путем их контактирования с азотной кислотой и водой и фильтрование, отличающийся тем, что предварительно смешивают оксид урана с водой в соотношении жидкого к твердому 0,1÷0,15, растворение осуществляют путем подачи в пульпу при ее перемешивании азотной кислоты, которую вводят по каплям при мольном отношении нитрат-иона к металлу в растворе 1,6÷1,95, при этом количество молей азотной кислоты на моль урана рассчитывают по формуле
n=Nu(2-0,7Ко+К),
где
Nu - количество молей урана;
Ко - кислородный коэффициент (O/U);
К - мольное отношение нитрат-иона к урану,
после фильтрования полученный раствор сначала корректируют по плотности, а затем корректируют по водородному показателю при температуре не более 12°C путем добавления уротропина.
1. A method of preparing anion-deficient solutions of uranyl nitrate, including dissolving uranium oxides by contacting them with nitric acid and water and filtering, characterized in that the uranium oxide is mixed with water in a ratio of liquid to solid 0.1 ÷ 0.15, dissolution carried out by feeding into the pulp with stirring nitric acid, which is introduced dropwise at a molar ratio of nitrate ion to metal in a solution of 1.6 ÷ 1.95, while the number of moles of nitric acid per mole of uranium is calculated by the formula
n = N u (2-0.7K o + K),
Where
N u is the number of moles of uranium;
To about - oxygen coefficient (O / U);
K is the molar ratio of nitrate ion to uranium,
after filtration, the resulting solution is first adjusted for density, and then adjusted for hydrogen at a temperature of not more than 12 ° C by adding urotropine.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что азотную кислоту вводят по каплям со скоростью 400÷500 мл/ч.2. The method according to p. 1, characterized in that the nitric acid is administered dropwise at a rate of 400 ÷ 500 ml / h 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что растворение оксидов урана и фильтрацию раствора осуществляют при температуре 40÷75°C.3. The method according to p. 1, characterized in that the dissolution of uranium oxides and filtering the solution is carried out at a temperature of 40 ÷ 75 ° C. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор корректируют по плотности путем добавления воды, при этом концентрацию урана в растворе доводят до требуемой по формуле
Cu=27(γ-0,5) мас.%,
где
γ - плотность раствора без добавления уротропина, г/см3.
4. The method according to p. 1, characterized in that the solution is adjusted for density by adding water, while the concentration of uranium in the solution is adjusted to the required formula
Cu = 27 (γ-0.5) wt.%,
Where
γ is the density of the solution without the addition of urotropine, g / cm 3 .
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уротропин добавляют при температуре 5÷12°C, при этом количество молей уротропина на моль урана определяют по формуле
N=1,5 Nu-0,35pH*,
где
Nu - количество молей урана;
pH* - водородный показатель раствора после растворения оксида урана и корректировки раствора по плотности добавлением воды.
5. The method according to p. 1, characterized in that urotropin is added at a temperature of 5 ÷ 12 ° C, while the number of moles of urotropin per mole of uranium is determined by the formula
N = 1.5 N u -0.35pH *,
Where
N u is the number of moles of uranium;
pH * is the pH of the solution after dissolving the uranium oxide and adjusting the density of the solution by adding water.
RU2014141350/05A 2014-10-15 2014-10-15 Method of preparing anion-deficient uranyl nitrate solutions RU2568729C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014141350/05A RU2568729C1 (en) 2014-10-15 2014-10-15 Method of preparing anion-deficient uranyl nitrate solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014141350/05A RU2568729C1 (en) 2014-10-15 2014-10-15 Method of preparing anion-deficient uranyl nitrate solutions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2568729C1 true RU2568729C1 (en) 2015-11-20

Family

ID=54598122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014141350/05A RU2568729C1 (en) 2014-10-15 2014-10-15 Method of preparing anion-deficient uranyl nitrate solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2568729C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3838062A (en) * 1971-01-15 1974-09-24 Reactor Centrum Nederland Method for the preparation of concentrated anion-deficient salt solutions
US4051060A (en) * 1970-01-16 1977-09-27 Reactor Centrum Nederland Method for the preparation of concentrated nitrate-deficient salt solutions
RU2446493C2 (en) * 2009-08-31 2012-03-27 Российская Федерация в лице Государственной корпорации по атомной энергии "Росатом" (госзаказчик) Method of producing actinide nitrates
RU2503732C1 (en) * 2012-07-10 2014-01-10 Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" Method of processing natural-origin uranium-bearing ore

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4051060A (en) * 1970-01-16 1977-09-27 Reactor Centrum Nederland Method for the preparation of concentrated nitrate-deficient salt solutions
US3838062A (en) * 1971-01-15 1974-09-24 Reactor Centrum Nederland Method for the preparation of concentrated anion-deficient salt solutions
RU2446493C2 (en) * 2009-08-31 2012-03-27 Российская Федерация в лице Государственной корпорации по атомной энергии "Росатом" (госзаказчик) Method of producing actinide nitrates
RU2503732C1 (en) * 2012-07-10 2014-01-10 Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" Method of processing natural-origin uranium-bearing ore

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10252340B2 (en) Method for preparing metal powder
DE4115172C2 (en) Process for the preparation of powder from stabilized zirconium oxide and use of the process
JP2019511633A (en) Preparation method in silver powder production using micro-nano bubble as seed crystal induction
CN102139869B (en) Method for preparing spherical iron phosphate by combining sedimentation method and hydrothermal method
EP2160358A1 (en) Method for the production of spherical combustible or fertile material particles
CN103466701A (en) Method for preparing bismuth trioxide nanowires by using solid-phase chemical reaction
CN104003715A (en) ZrC-ZrO2 composite ceramic microsphere and preparation method thereof
CN104419378A (en) Fluorine doping method of cerium-based rare earth polishing powder
CN106513706B (en) A kind of preparation method for being used for Nano Silver nucleus in ball shape silver powder production technology
RU2568729C1 (en) Method of preparing anion-deficient uranyl nitrate solutions
CN104517663A (en) Method for removing nitric acid and nitrates from high-level radioactive liquid waste
CN102633291B (en) Preparation method for basic copper nitrate
CN106732534B (en) A kind of infrared ray excited bismuth tungstate photocatalyst and preparation method thereof
EP3842144A1 (en) Method of producing ammoxidation catalyst and method of producing acrylonitrile
RU2015157473A (en) METHOD FOR PRODUCING MIXED URANIUM AND PLUTONIUM OXIDES
RU2494479C1 (en) Method for obtaining solid solutions of oxides of actinides
EP2316794A2 (en) A process for the preparation of uranium dioxide with spherical and irregular grains
RU2626763C1 (en) Method of dissolving voloxidated irradiated nuclear fuel
JP2023552605A (en) RDX flow synthesis
EP3245194A1 (en) Facile method for preparation of sodium 5-nitrotetrazolate using a flow system
CN105236484A (en) Preparation method of ammonium polyvanadate
US8795623B2 (en) Method for preparing cerium carbonate
CN104557693B (en) A kind of synthetic method of 3,5-Dimethyl-4-nitropyridine-N-oxide
US4184976A (en) Method of making metallic oxide or carbide particles
CN110482619A (en) A kind of synthetic method of platinum nitrate solution