RU2587093C1 - Способ приготовления гранулированной закиси-окиси урана - Google Patents
Способ приготовления гранулированной закиси-окиси урана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2587093C1 RU2587093C1 RU2015105162/05A RU2015105162A RU2587093C1 RU 2587093 C1 RU2587093 C1 RU 2587093C1 RU 2015105162/05 A RU2015105162/05 A RU 2015105162/05A RU 2015105162 A RU2015105162 A RU 2015105162A RU 2587093 C1 RU2587093 C1 RU 2587093C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- weight
- ammonium
- oxide
- granules
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G43/00—Compounds of uranium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
Abstract
Изобретение относится к технологии обращения с порошкообразной закисью-окисью урана, а именно к способу гранулирования закиси-окиси урана. Способ включает приготовление смеси закиси-окиси урана, диураната аммония, нитрата или ацетата аммония и воды, при весовом отношении закиси-окиси урана и диураната аммония от 1:0.5 до 1:2, содержании нитрата или ацетата аммония 0,2-1 вес. % от количества урансодержащих компонентов и содержании воды 25-40 вес. % от веса сухих компонентов, получением из нее перемешиванием и выдерживанием однородной формовочной массы, формование из полученной массы гранул-сырцов, сушку гранул-сырцов и прокаливание. Изобретение обеспечивает эффективное приготовление прочных, непылящих гранул закиси-окиси урана. 2 з.п. ф-лы, 4 пр.
Description
Изобретение относится к технологии обращения с порошкообразной закисью-окисью урана и может быть использовано для ее гранулирования. Закись-окись урана играет важную роль в радиохимическом производстве, являясь конечным продуктом переработки отработавшего ядерного топлива, исходным соединением при получении гексафторида урана и других его соединений, а также основной формой транспортировки и хранения урана.
При использовании известных способов приготовления закись-окись урана получается в виде мелкодисперсного пылящего порошка с размером кристаллитов 0,3-0,5 мкм [Громов Б.В. Введение в химическую технологию урана. М: Атомиздат, 1978]. Пыление существенно усложняет транспортировку и хранение закиси-окиси урана, а также ее применение, например, в качестве катализатора. В связи с этим в технологиях, использующих закись-окись урана, ее пылеподавление является актуальной задачей. Известные технологии пылеподавления, основанные на спекании и прессовании пыли, неприменимы в случае закиси-окиси урана, так как это соединение не поддается ни спеканию, ни прессованию.
На сегодняшний день неизвестны способы приготовления гранулированной закиси-окиси урана. Поэтому решение проблемы требует нового концептуального подхода.
Задачей изобретения является создание способа приготовления гранулированной закиси-окиси урана.
В предлагаемом техническом решении поставленная задача решается путем приготовления композитной смеси, пригодной для формования гранул-сырцов, которые после термообработки (сушки и прокаливания) превращаются в прочные непылящие гранулы закиси-окиси урана. Композитную формовочную смесь приготавливают следующим образом. К порошку закиси-окиси урана добавляют диуранат аммония при весовом отношении закиси-окиси урана к диуранату аммония от 1:0,5 до 1:2 (предпочтительно от 1:1 до 1,5), нитрат или ацетат аммония (0,2-1,0 вес. % от суммарного веса диураната аммония и закиси-окиси урана) и воду (25-40 вес. % от суммарного веса сухих компонентов). Компоненты перемешивают до получения однородной вязко-пластичной формовочной массы. В полученной композитной формовочной массе порошок закиси-окиси урана играет роль наполнителя, а гель, образующийся в результате гидратации диураната аммония, является связующим.
Добавка электролита (нитрата или ацетата аммония) стабилизирует коагуляционную структуру массы. Совокупность указанных признаков делает массу пригодной для формования. Формуемость сохраняется в интервале весового отношения закиси-окиси урана к диуранату аммония в смеси от 1:0,5 до 1:2. Предпочтительно использование смеси, содержащей закись-окись урана и диуранат аммония при их весовом отношении от 1 до 1,5, обеспечивающей высокое качество гранул. Уменьшение содержания нитрата или ацетата аммония ниже 0,2 вес. % от веса урансодержащих компонентов вызывает расслоение формовочной массы. Увеличение содержания нитрата или ацетата аммония в формовочной массе выше 1% приводит к разрушению гранул газообразными продуктами разложения аммонийных солей при прокаливании. При содержании воды в формовочной массе ниже 25 вес. % масса уплотняется и теряет пластичность необходимую для формования гранул. При содержании воды в формовочной массе выше 40 вес. % происходит расслаивание массы.
Свежеприготовленную формовочную массу выдерживают в течение 6-8 часов при комнатной температуре, гранулируют, гранулы-сырцы сушат (110-120°C) и прокаливают при 800-1000°C не менее одного часа. При прокаливании диуранат аммония превращается в закись-окись урана, а нитрат (или ацетат) аммония удаляется в виде газообразных продуктов разложения. После прокаливания образуется индивидуальная закись-окись урана в форме прочных непылящих гранул. Согласно рентгенофазовому анализу, прокаливание гранул при 800 и 1000°C приводит к образованию α- и γ-модификаций закиси-окиси урана соответственно. Гранулы, прокаленные при 800°C, имеют объемную плотность 3,6-3,9 г/см3, открытую пористость 55-58% и характеризуются потерей массы при истирании 1,2-1,4%. Гранулы, прокаленные при 1000°C, имеют объемную плотность 4,1-4,5 г/см3, открытую пористость 47-52% и характеризуются потерей массы при истирании 0,8-1%.
После формования и сушки отбракованные (неправильной формы) гранулы-сырцы могут быть обратимо переведены в состояние пластичной формовочной массы, пригодной для гранулирования путем увлажнения до 25-40%. Благодаря этому по предлагаемому способу гранулированную закись-окись урана приготавливают практически без отходов.
Таким образом, в предлагаемом техническом решении выполнена основная задача изобретения - разработан способ, обеспечивающий гранулирование порошкообразной закиси-окиси урана.
Ниже приведены примеры реализации изобретения и физико-химические характеристики гранулированной закиси-окиси урана, приготовленной заявляемым способом.
Пример 1.
К смеси, содержащей закись-окись урана (6,32 г), диуранат аммония (6,32 г) и нитрат аммония (0,025 г), добавляют воду (3,2 мл) и компоненты перемешивают до образования однородной формовочной массы. Полученная масса имеет состав (вес. %): закись-окись урана - 39,8; диуранат аммония - 39,8; нитрат аммония - 0,16; вода - 20,2. Весовое отношение закиси-окиси урана к диуранату аммония равно 1:1; содержание нитрат аммония 0,2 вес. % от суммарного веса урансодержащих компонентов; влажность 25 вес. % от веса сухой массы. Массу выдерживают в течение 6 часов и затем гранулируют экструзией. Гранулы-сырцы сушат при 110°C и прокаливают при 800-1000°C в течение часа. Объемная плотность гранул, прокаленных при 800°C, составляет 3,6 г/см3, открытая пористость 57%, потеря веса при истирании 1,3%. Гранулы, прокаленные при 1000°C, имеют объемную плотность 4,1 г/см3, открытую пористость 52%, потеря веса при истирании составляет 0,9%.
Пример 2.
К смеси, содержащей закись-окись урана (5,42 г), диуранат аммония (8,13 г) и нитрат аммония (0,135 г) добавляют воду (5,47 мл) и компоненты перемешивают до образования однородной вязко-пластичной формовочной массы. Формовочная масса имеет состав (вес. %): закись-окись урана - 28,3; диуранат аммония - 42,4; нитрат аммония - 0,7; Н2О - 28,6. Весовое отношение закиси-окиси урана к диуранату аммония равно 1:1,5. Содержание ацетата аммония 1 вес. % от суммарного веса урансодержащих компонентов. Влажность массы равна 40 вес. % от веса сухой массы. Формовочную массу выдерживают в течение 8 часов и гранулируют. Гранулы-сырцы сушат при 120°C и прокаливают при 800 и 1000°C в течение полутора часов. Объемная плотность гранул закиси-окиси урана, прокаленных при 800°C, составляет 3,8 г/см3, открытая пористость 56%, потеря веса при истирании 1,2%. Гранулы, прокаленные при 1000°C, имеют объемную плотность 4,5 г/см3 и открытую пористость 47%. Потеря веса при истирании 0,9%.
Пример 3
К смеси, содержащей закись-окись урана (8,70 г), диуранат аммония (8,70 г) и ацетат аммония (0,034 г), добавляют воду (4,35 мл) и компоненты перемешивают до образования однородной вязко-пластичной формовочной массы. Масса имеет состав (вес. %): закись-окись урана - 39,9; диуранат аммония - 39,9, ацетат аммония - 0,18; вода - 20. Весовое отношение закиси-окиси урана к диуранату аммония равно 1:1; содержание ацетата аммония - 0,2 вес. % от суммарного веса урансодержащих компонентов; влажность - 25 вес. % (от веса сухой массы). Массу выдерживают в течение 8 часов и гранулируют экструзией. Гранулы-сырцы сушат при 110°C и прокаливают при 800 и 1000°C в течение 1,5 часа. Объемная плотность гранул, прокаленных при 800°C, составляет 3,9 г/см3, открытая пористость 55%, потеря веса при истирании 1,2%. Гранулы, прокаленные при 1000°C, имеют объемную плотность 4,4 г/см3 и открытую пористость 48%. Потеря веса при истирании 0,8%.
Пример 4
К смеси, содержащей закись-окись урана (5,90 г), диуранат аммония (8,85 г) и ацетат аммония (0,147 г), добавляют воду (6,0 мл) и компоненты перемешивают до образования однородной формовочной массы. Формовочная масса имеет состав (вес. %): закись-окись урана - 28,2; диуранат аммония - 42,3; ацетат аммония - 0,7; вода - 28,7. Весовое отношение закиси-окиси урана к диуранату аммония равно 1:1,5; содержание ацетата аммония 1 вес. % от суммарного веса урансодержащих компонентов; влажность массы - 40 вес. % (от веса сухой массы). Формовочную массу выдерживают в течение 6 часов и гранулируют. Гранулы-сырцы сушат при 120°C и прокаливают в течение часа при 800 или 1000°C. Объемная плотность гранул закиси-окиси урана, прокаленных при 800°C, составляет 3,7 г/см3, открытая пористость 58%, потеря массы при истирании 1,4%. Гранулы, прокаленные при 1000°C, имеют объемную плотность 4,2 г/см3 и открытую пористость 50%. Потеря веса при истирании 1%.
Claims (3)
1. Способ приготовления гранулированной закиси-окиси урана, включающий приготовление смеси, состоящей из закиси-окиси урана, диураната аммония, нитрата или ацетата аммония и воды при весовом отношении закиси-окиси урана к диуранату аммония от 1:0,5 до 1:2, содержании нитрата или ацетата аммония 0,2-1 вес. % от количества урансодержащих компонентов и содержании воды 25-40 вес. % от веса сухих компонентов, формование гранул-сырцов из этой смеси, их сушку и прокаливание.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что весовое отношение закиси-окиси урана к диуранату аммония в композитной смеси находится в интервале от 1:1 до 1:1,5.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прокаливание гранул-сырцов проводят при температуре 800-1000°C не менее 1 часа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015105162/05A RU2587093C1 (ru) | 2015-02-16 | 2015-02-16 | Способ приготовления гранулированной закиси-окиси урана |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015105162/05A RU2587093C1 (ru) | 2015-02-16 | 2015-02-16 | Способ приготовления гранулированной закиси-окиси урана |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2587093C1 true RU2587093C1 (ru) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015105162/05A RU2587093C1 (ru) | 2015-02-16 | 2015-02-16 | Способ приготовления гранулированной закиси-окиси урана |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2587093C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1082200A1 (ru) * | 1982-11-03 | 1995-04-10 | Г.М. Виноградов | Способ переработки твердого керамического ядерного топлива |
| US6808656B2 (en) * | 2001-03-27 | 2004-10-26 | Framatome Anp Gmbh | Method of producing a nuclear fuel sintered body |
| RU2315716C2 (ru) * | 2002-06-21 | 2008-01-27 | Открытое акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Способ переработки химического концентрата природного урана |
| RU2360307C2 (ru) * | 2007-07-17 | 2009-06-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов ядерного реактора |
-
2015
- 2015-02-16 RU RU2015105162/05A patent/RU2587093C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1082200A1 (ru) * | 1982-11-03 | 1995-04-10 | Г.М. Виноградов | Способ переработки твердого керамического ядерного топлива |
| US6808656B2 (en) * | 2001-03-27 | 2004-10-26 | Framatome Anp Gmbh | Method of producing a nuclear fuel sintered body |
| RU2315716C2 (ru) * | 2002-06-21 | 2008-01-27 | Открытое акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Способ переработки химического концентрата природного урана |
| RU2360307C2 (ru) * | 2007-07-17 | 2009-06-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов ядерного реактора |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГРОМОВ Б.В., Введение в химическую технологию урана, М.: АТОМИЗДАТ, 1978. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4889833A (en) | Granular inorganic moldings and a process for production thereof | |
| DE1671139A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von geschaeumten Erzeugnissen | |
| WO2009109529A1 (de) | Adsorptionsmittelgranulat und verfahren zu dessen herstellung | |
| JPS6291410A (ja) | クロマトグラフイ−分離用リン酸カルシウム系ヒドロキシアパタイト及びその製造方法 | |
| JP6744193B2 (ja) | ガーネット型のリチウム−ランタン−ジルコニウム複合酸化物およびその製造方法 | |
| Allred et al. | Characteristic Properties of Thorium. Oxide Particles | |
| RU2587093C1 (ru) | Способ приготовления гранулированной закиси-окиси урана | |
| US3906083A (en) | Process for the conversion of anhydrite into gypsum | |
| BRPI0919582B1 (pt) | processo de decomposição de n2o | |
| US10246336B2 (en) | Method of making alkali activated carbon | |
| CA1178044A (en) | Method of producing fugitive binder-containing nuclear fuel material | |
| JPS589090A (ja) | 逃散性結合剤を含む核燃料物質およびその製造方法 | |
| JP2018196843A (ja) | 酸素吸着剤成形体の製造方法とそのための酸素吸着剤組成物 | |
| JP6531916B2 (ja) | ブラウンミラーライト型酸化物の製造方法 | |
| RU2572080C1 (ru) | Способ кондиционирования донных отложений содержащих радионуклиды | |
| JPH06293576A (ja) | 多孔性シリカ−炭素複合体及びその製造方法 | |
| SU559900A1 (ru) | Способ получени активной окиси алюмини | |
| JPH034871B2 (ru) | ||
| JP2525790B2 (ja) | 放射性廃棄物の固化処理方法 | |
| JP5740678B1 (ja) | 高吸油量及び大粒子径を有する粉末状ジャイロライト型ケイ酸カルシウム及びその製造方法 | |
| JPS5523116A (en) | Thermoplastic resin composition | |
| RU2585646C2 (ru) | Способ получения литий-железо-фосфата | |
| SU398526A1 (ru) | Впт& | |
| Tong et al. | Synthesis of SrTiO3 powders by gel solid state reaction method | |
| US9682369B2 (en) | Shaped articles for nuclear remediation and methods for forming such shaped articles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180217 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20181213 |