RU2588241C1 - Способ динамической газификации отложений урана - Google Patents
Способ динамической газификации отложений урана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588241C1 RU2588241C1 RU2014151352/05A RU2014151352A RU2588241C1 RU 2588241 C1 RU2588241 C1 RU 2588241C1 RU 2014151352/05 A RU2014151352/05 A RU 2014151352/05A RU 2014151352 A RU2014151352 A RU 2014151352A RU 2588241 C1 RU2588241 C1 RU 2588241C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- uranium
- clf
- deposits
- separation
- Prior art date
Links
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002309 gasification Methods 0.000 title claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 17
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910020313 ClF Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 230000037283 Clf Effects 0.000 claims description 28
- -1 halogen fluorides Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 16
- JOHWNGGYGAVMGU-UHFFFAOYSA-N Chlorine trifluoride Chemical compound FCl(F)F JOHWNGGYGAVMGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 3
- 229910020323 ClF3 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 238000005039 chemical industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 65
- WMFGISVPWCDUEW-UHFFFAOYSA-H uranium;hexafluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[U] WMFGISVPWCDUEW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 9
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 7
- 230000001603 reducing Effects 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 6
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 6
- 229910014264 BrF Inorganic materials 0.000 description 5
- NHYCGSASNAIGLD-UHFFFAOYSA-N chlorine monoxide Inorganic materials Cl[O] NHYCGSASNAIGLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- 150000003671 uranium compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- XRURPHMPXJDCOO-UHFFFAOYSA-N Iodine heptafluoride Chemical compound FI(F)(F)(F)(F)(F)F XRURPHMPXJDCOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 description 3
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 description 3
- 239000012025 fluorinating agent Substances 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002285 radioactive Effects 0.000 description 3
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003608 radiolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- FQFKTKUFHWNTBN-UHFFFAOYSA-N trifluoro-$l^{3}-bromane Chemical compound FBr(F)F FQFKTKUFHWNTBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PRKQVKDSMLBJBJ-UHFFFAOYSA-N Ammonium carbonate Chemical compound N.N.OC(O)=O PRKQVKDSMLBJBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N Boron tribromide Chemical class BrB(Br)Br ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJCQBQGAPKAMLL-UHFFFAOYSA-N Bromotrifluoromethane Chemical compound FC(F)(F)Br RJCQBQGAPKAMLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102200017801 COX18 C23G Human genes 0.000 description 1
- AZSZCFSOHXEJQE-UHFFFAOYSA-N Dibromodifluoromethane Chemical compound FC(F)(Br)Br AZSZCFSOHXEJQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N Fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015275 MoF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N Oxygen difluoride Chemical compound FOF UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DLHYHXMSPLUHRA-UHFFFAOYSA-N Perfluoromethylcyclohexane Chemical compound FC1C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)C(F)(F)F DLHYHXMSPLUHRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKQVZMHSFHTREC-UHFFFAOYSA-K Uranium trifluoride Chemical compound F[U](F)F QKQVZMHSFHTREC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- FLZVXSCVMGKKAK-UHFFFAOYSA-N [U].FOF Chemical class [U].FOF FLZVXSCVMGKKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000127 oxygen difluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005258 radioactive decay Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-OIOBTWANSA-N uranium-235 Chemical compound [235U] JFALSRSLKYAFGM-OIOBTWANSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к ядерной технике и химической промышленности и может быть использовано для очистки и восстановления металлических поверхностей установок, предназначенных для разделения изотопов урана. Способ включает последовательную циркуляцию газовой смеси, содержащей ClF3 и F2 в массовом соотношении (1,5÷3,5):1, через отложения урана и слой фторида натрия, нагретого до 190-220°C. Изобретение позволяет увеличить эффективность процесса фторирования, снизить расход ClF3, увеличить степень возврата UF6 в разделительный каскад и сократить период возврата UF6 в разделительный процесс. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии обеспечения чистоты основного и вспомогательного оборудования при разделении изотопов урана и может быть использовано для очистки и восстановления металлических поверхностей, работающих в разнофазовой среде гексафторида урана, от нелетучих отложений урана и некоторых сопутствующих примесей.
Одна из основных технических проблем любого технологического оборудования - газоцентрифужных и диффузионных установок, различных емкостей, трубопроводов и т.д. - это образование твердых отложений в оборудовании в результате гидролиза, радиолиза и химического восстановления UF6, происходящих от взаимодействия с парами воды от натечки атмосферного воздуха, органическими соединениями, выделяющимися из уплотняющих конструкционных и смазочных материалов, воздействия различного вида излучений. Образование твердых отложений ведет к потере стратегически важного химического соединения, каковым является гексафторид урана, особенно обогащенного по изотопу уран-235, снижает вместимость емкостей и проходимость различных трасс разделительного оборудования. В частности, твердые отложения оказывают негативное воздействие на работу газоцентрифужного и диффузионного оборудования, вызывая забивку трасс, дебаланс ротора центрифуг и снижение проницаемости фильтрующих элементов.
Из уровня техники известны гидрометаллургические методы вскрытия соединений урана и извлечения его из полученных растворов [Б.В. Громов. Введение в химическую технологию урана. - М.: Атомиздат, 1978]. Суть этих методов применительно к извлечению урана из отложений в оборудовании заключалась в обработке горячими растворами кислот или карбоната аммония с последующей пропаркой острым паром. Для увеличения степени извлечения урана обработку проводили повторно с применением окислителей, например, перекиси водорода или щавелевой кислоты. Основные недостатки этого способа-аналога следующие: полная потеря урана в химической форме фторидов, в частности, гексафторида урана, который используется в качестве рабочего вещества при разделении изотопов урана, многостадийность, образование значительных количеств жидких радиоактивных растворов, требующих переработки, и прочее.
В настоящее время основным способом снижения негативного воздействия нелетучих отложений на надежность работы оборудования газоразделительного производства является периодическая химическая обработка рабочих поверхностей оборудования фторирующими соединениями, позволяющая газифицировать твердые соединения урана, некоторые продукты радиолиза урана и коррозии и перевести их в летучие соединения, такие как UF6, PF5, MoF6 и др., с последующим извлечением ценных компонентов.
Известен способ фторирования твердых соединений урана с использованием дифторида кислорода [Авт. свид. СССР №628682, МПК C01G 43/06, 1978]. Основной недостаток этого способа-аналога заключается в использовании неустойчивого в химическом отношении и взрывоопасного реагента, каковым является OF2.
Известен способ удаления твердых продуктов восстановления гексафторида урана в установках, перерабатывающих гексафторид урана [Патент GB №1473075, МПК C23G 5/00, C01G 43/06, 1975] (аналог), в котором продукты восстановления обрабатывают гептафторидом йода при температуре 20°C. Обработку проводят при давлении 200÷230 Торр (26,7÷30,7 кПа). Несмотря на кажущуюся простоту способа, выражаемую в использовании одного фторагента и осуществлении процесса без нагревания, основной недостаток способа - образование легко конденсирующегося JF5, который экранирует отложения и затрудняет подход активного соединения йода JF7 к загрязненной поверхности. Кроме того, при указанных температурах гептафторид йода малоактивен по отношению к оксифторидным соединениям урана, а химические реакции JF7 с твердыми отложениями могут идти с образованием элементного йода, оседающего в виде кристаллов на металлических поверхностях.
Аналогичные недостатки присущи методу снятия отложений урана с применением JF7 ["3-я Всесоюзная конференция по химии урана. Москва, 12-14 ноября 1985 г. Тезисы докладов". - М.: Наука, 1985, с. 97].
Известен способ газификации соединений урана путем обработки бромидами фосфора или бора с последующим фторированием полученных соединений галогенфторидами ClF3 и/или JF7 [Патент DE №3009933, МПК C01G 43/06, 1981]. Недостатками способа являются многостадийность, образование коррозионноактивных соединений, например Br2, сложная газовая смесь, из которой выделение UF6 весьма проблематично, а также образование легкоконденсирующихся соединений.
Известен способ удаления урансодержащих отложений из оборудования, работающего в среде гексафторида урана [Патент US №4311678, МПК C01G 43/06, 1982] (аналог), включающий обработку урансодержащих соединений смесью бромсодержащего фтороуглерода (бромтрифторметан, дибромдифторметан) и фторокислителя (гептафторид йода). При взаимодействии смеси двух газов образуется трифторид брома, реагирующий с урансодержащими отложениями при нормальной температуре с образованием UF6 и молекулярного брома. В функции гептафторида йода входит перевод образующегося Br2 в BrF3 и поддержание необходимой концентрации BrF3 в реагирующем объеме.
Известен также способ газификации нелетучих соединений урана из оборудования газоразделительного производства, работающего в среде гексафторида урана, бинарной смесью бромсодержащего газа и реагента, фторирующего бром [RU №2219132, МПК C01G 43/06, 2002] (аналог). В качестве бромсодержащего газа используют трифторид брома при парциальном давлении в смеси не более 90% от величины давления насыщения пара BrF3 при выбранной температуре обработки, а мольное отношение BrF3 к фторирующему реагенту брома выбирают в диапазоне от 0,4 до 1. В качестве фторирующего реагента использован JF7, который выполняет функции, аналогичные предыдущему аналогу.
К недостаткам последних двух способов-аналогов можно отнести сложность поддержания необходимого соотношения реагентов в реакционном объеме, неконтролируемое протекание реакции между продуктами фторирования и фторирующим соединением, возможность конденсации BrF3 на рабочих поверхностях газовых центрифуг, сильная коррозионная активность бромсодержащих компонентов, непредсказуемость протекания процесса и, следовавтельно, невозможность контроля процесса, сложности в дальнейшей переработке образующейся многокомпонентной смеси, из которой затруднительно выделить целевой продукт - гексафторид урана. Кроме того, этим способам присущ тот же недостаток, что и описанный ранее, т.е. образование легко конденсирующегося JF5.
Известен способ удаления урансодержащих отложений из трасс газоцентрифужного оборудования [RU №2257958, МПК В04В 5/08, В04В 11/00, В08В 9/00, опубл. 10.08.2005], использующий в качестве фторирующего агента трифторид хлора в количестве не более 4 об. %, добавляемый в газ носитель (фреон-350 или перфторметилциклогексан). К недостаткам данного способа можно отнести низкое содержание фторирующего агента (не более 4 об. %), специфичность применения (только для газоцентрифужного оборудования, работающего в специальном гидравлическом режиме) и отсутствие способа вывода целевых продуктов из газовой смеси.
В качестве способа-прототипа выбран способ [Николаев Н.С. и др. Химия галоидных соединений фтора. - М.: Наука, 1968, с. 68], который заключается в контактировании фторидных соединений урана и трифторида хлора. Напуск ClF3 при температуре помещения до давления 0,4-0,6 атм производят от двух до четырех раз с выдержкой за один напуск не менее 8 ч, образованную смесь откачивают в ресивер с целью последующего извлечения гексафторида урана. Недостатками способа-прототипа являются незначительная степень использования фторирующего агента, не превышающая 40-45%, большой расход ClF3, очень длительный период обработки, а также образование коррозионноактивных соединений, например Cl2. Способ отличается также малой интенсивностью вследствие фактического использования статических режимов его осуществления.
Необходимо отметить, что все вышеперечисленные способы-аналоги и способ-прототип не обеспечивают полной очистки поверхностей оборудования от радиоактивных веществ, являющихся продуктами естественного радиоактивного распада урана и его дочерних элементов, которые не образуют летучих фторидных соединений.
Цель изобретения - очистка рабочих поверхностей технологического оборудования за счет газификации соединений урана в динамическом режиме.
Цель изобретения достигается тем, что отложения урана фторируют газовой смесью из трифторида хлора и элементного фтора, взятых в массовом отношении (1,5-3,5):1, которую циркулируют последовательно через отложения урана и слой фторида натрия, нагретого до 190-220°C.
При циркуляции газов обеспечивается интенсификация контакта обогащенного фторагентами газа с поверхностью отложений, вывод из зоны реакции продуктов реакции и транспортировка их к сорбенту фториду натрия для извлечения UF6 и фторирование продуктов разложения трифторида хлора до исходного ClF3. Проведенными исследованиями было установлено, что отложения урана в оборудовании разделительных производств представлены преимущественно в химической форме промежуточных фторидов, а также наличием оксифторидов - уранилфторида, в частности. Основные химические реакции процессов в системе
UO2F2(тв)+2ClF3(газ)=ClO2F(газ)+ClF(газ)+UF6(газ)
UF4(тв)+ClF3(газ)=ClF(газ)+UF6(газ)
UF5(тв)+ClF3(газ)=ClF(газ)+UF6(газ)+0,5F2
2ClF3(газ)+2H2O=ClO2F(газ)+ClF(газ)+4HF(газ)
ClO2F(газ)+F2(газ)=ClF3(газ)+О2(газ)
ClF(газ)+F2(газ)=ClF3(газ)
2NaF(тв)+UF6(газ)=Na2UF8(тв)
Роль трифторида хлора в заявляемой газовой смеси обоснована тем, что он предназначен для преобразования нелетучих соединений урана в летучий гексафторид урана уже при температуре помещения или при незначительном ее повышении за счет нагревания газа, проходящего через нагретый сорбент NaF. Кроме того, возможно фторирование отложений урана до гексафторида урана и другими компонентами газовой смеси (например, ClF, ClO2F), содержание которых доходит до 30% от объема ClF3
UF5(тв)+ClF(газ)=0,5Cl2(газ)+UF6(газ)
UO2F2(тв)+4ClO2F(газ)=UF6(газ)+2Cl2(газ)+5O2(газ)
UO2F2(тв)+5ClF(газ)=2Cl2(газ)+ClO2F(газ)+UF6(газ)
При взаимодействии фторирующей газовой смеси, состоящей из ClF3 и F2, с урановыми отложениями в первую очередь и в большей степени будет расходоваться ClF3 с образованием гексафторида урана и продуктов разложения трифторида хлора. Снижение массовой доли ClF3 менее 1,5 приведет к уменьшению степени фторирования отложений и существенному увеличению продолжительности процесса фторирования. Увеличение массовой доли ClF3 в газе свыше 3,5 приведет к существенному увеличению расхода реагента без достижения радикальных преимуществ.
Пропускание газов через сорбент фторид натрия при 190-220°C совмещает несколько процессов:
- селективное извлечение из газа UF6;
- увеличение содержания фторагентов в газе, поступающего на повторный контакт с отложениями;
- эффективное окисление продуктов разложения трифторида хлора до ClF3 за счет развитой поверхности сорбента, равной 3,5-10 м2/г.
После насыщения сорбента до рабочей емкости, равной 4 г UF6/г NaF, гексафторид урана десорбируют при 375-400°C по реакции
Na2UF8(тв)=2NaF(тв)+UF6(газ)
и направляют непосредственно в разделительный каскад, тем самым существенно сокращая оборот целевого продукта в разделительном процессе [Н.П. Галкин и др. Улавливание и переработка фторсодержащих газов. - М.: Атомиздат, 1975].
Температурный интервал нагрева сорбента обусловлен тем, что при температуре меньшей чем 190°C резко снижается степень фторирования продуктов разложения трифторида хлора и начинают сорбироваться прочие микропримеси, которые в дальнейшем могут загрязнить десорбируемый гексафторид урана, который, в свою очередь, будет не пригоден для непосредственного направления в разделительный каскад. При увеличении температуры слоя сорбента выше 220°C уменьшается степень сорбции UF6, во фторирующей смеси уменьшается концентрация фторагентов.
Пример
Обрабатывались отложения урана, образовавшиеся в транспортных баллонах номинального объема 1 м3, в которых гексафторид урана находился в разнофазовом состоянии. За период эксплуатации баллонов в течение пяти-семи лет в них накопилось приблизительно равное количество нелетучего остатка, химический анализ которых показал, что остатки представлены преимущественно пятивалентным ураном в химической форме промежуточных фторидов с примесью уранилфторида.
Газовую смесь, содержащую трифторид хлора и элементарный фтор, циркулировали через урановые отложения и 70 кг сорбента фторида натрия при температуре 200±10°C. После контакта ClF3 с отложениями в газ добавляли F2, поддерживая в образовавшейся газовой смеси определенное массовое соотношение фторагентов. Мониторинг динамики процесса газификации отложений урана проводили путем отбора дискретных проб с последующим сканированием состава газовой фазы методом ИК-Фурье-спектрометрии. На фиг. 1 показан фрагмент ИК-спектра исходного ClF3, на фиг. 2 - спектр газовой смеси после контакта с отложениями урана, на фиг. 3 - изменение ИК-спектра газовой смеси после очистки от гексафторида урана на фториде натрия.
В таблице представлены результаты исследований, при этом примеры 1 и 2 реализованы по заявляемым признакам, примеры 3 и 4 - по выходящим за интервал заявляемых признаков и пример 5 - по условиям способа-прототипа.
Как следует из данных таблицы, расход ClF3 по заявляемым параметрам составляет около 0,1 кг/кг отложений.
Как видно из графика на фиг. 2, в газовой фазе регистрируется UF6 и наблюдается снижение содержания ClF3. После прохождения газа через сорбент NaF (фиг. 3), концентрация ClF3 восстанавливается, а UF6 фиксируется на уровне следов.
Преимуществами предлагаемого способа динамической газификации отложений урана по сравнению со способом-прототипом являются:
- снижение не менее чем в 6-10 раз расхода ClF3 за счет его циркуляции и восстановления;
- увеличение эффективности процесса фторирования за счет интенсификации и снижения не менее чем в 2-3 раза продолжительности процесса;
- увеличение степени возврата UF6 в разделительный каскад без изменения химической формы соединения и сокращение периода возврата урана в разделительный процесс.
Кроме того, существенно снижаются эксплуатационные расходы на ревизию газоразделительного оборудования, сокращается период оборота транспортных контейнеров для UF6 и количество образующихся жидких радиоактивных растворов, улучшаются условия работы обслуживающего персонала за счет снижения количества химически активных соединений и локализации радиоактивного материала в одном месте.
Claims (1)
- Способ динамической газификации отложений урана путем контактирования с галогенфторидами, отличающийся тем, что газовую смесь, содержащую ClF3 и F2 в массовом соотношении (1,5÷3,5):1, последовательно циркулируют через отложения урана и слой фторида натрия, нагретого до 190-220°C.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2588241C1 true RU2588241C1 (ru) | 2016-06-27 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2553570A1 (de) * | 1975-11-28 | 1977-06-08 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren zum abtrennen und anreichern von isotopen aus einem isotopengemisch |
US4311678A (en) * | 1979-01-24 | 1982-01-19 | Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg Aktiengesellschaft | Method for removing uranium-containing deposits in uranium hexafluoride processing equipment |
RU2159742C1 (ru) * | 1999-05-21 | 2000-11-27 | Сибирский химический комбинат | Способ переработки смеси гексафторида урана с фтористым водородом |
RU2219132C2 (ru) * | 2002-02-13 | 2003-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" | Способ газификации нелетучих соединений урана |
RU2257958C2 (ru) * | 2002-11-11 | 2005-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ПО Электрохимический завод" | Способ восстановления проходимости трасс газовой центрифуги |
RU2283176C2 (ru) * | 2004-01-21 | 2006-09-10 | ООО "НТЦ Запсибпромтехнология" | Химический поглотитель для обезвреживания галогенсодержащих и кислых газов и способ его приготовления |
RU2341837C1 (ru) * | 2007-06-18 | 2008-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ дезактивации оборудования ядерно-топливных циклов газообразным хлором |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2553570A1 (de) * | 1975-11-28 | 1977-06-08 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren zum abtrennen und anreichern von isotopen aus einem isotopengemisch |
US4311678A (en) * | 1979-01-24 | 1982-01-19 | Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg Aktiengesellschaft | Method for removing uranium-containing deposits in uranium hexafluoride processing equipment |
RU2159742C1 (ru) * | 1999-05-21 | 2000-11-27 | Сибирский химический комбинат | Способ переработки смеси гексафторида урана с фтористым водородом |
RU2219132C2 (ru) * | 2002-02-13 | 2003-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" | Способ газификации нелетучих соединений урана |
RU2257958C2 (ru) * | 2002-11-11 | 2005-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ПО Электрохимический завод" | Способ восстановления проходимости трасс газовой центрифуги |
RU2283176C2 (ru) * | 2004-01-21 | 2006-09-10 | ООО "НТЦ Запсибпромтехнология" | Химический поглотитель для обезвреживания галогенсодержащих и кислых газов и способ его приготовления |
RU2341837C1 (ru) * | 2007-06-18 | 2008-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ дезактивации оборудования ядерно-топливных циклов газообразным хлором |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006046957A (ja) | 分留法を用いるフッ化物揮発法による再処理方法 | |
CN110387473B (zh) | 一种以三氟化氮为氟化剂氟化分离铀和钼的方法 | |
RU2588241C1 (ru) | Способ динамической газификации отложений урана | |
EP1243000B1 (en) | A method of separating uranium from irradiated nuclear fuel | |
JP4753141B2 (ja) | イオン液体を用いたウランの溶解分離方法、及びそれを用いたウランの回収方法 | |
RU2579055C1 (ru) | Способ очистки металлических поверхностей от отложений урана | |
JP4627517B2 (ja) | 使用済み核燃料の再処理方法 | |
CN102143793B (zh) | 三氟化氯的除害方法 | |
JP4528916B2 (ja) | 使用済アルミナの除染および処理方法 | |
JP5853858B2 (ja) | 放射性汚染土壌の浄化方法 | |
US4311678A (en) | Method for removing uranium-containing deposits in uranium hexafluoride processing equipment | |
WO2017094417A1 (ja) | フッ素元素を含有する排ガスの処理方法 | |
US5787353A (en) | Process for the in situ recovery of chemical values from UF 6 gaseous diffusion process equipment | |
US3764495A (en) | Removal of mercury from caustic solutions | |
WO2005077496A1 (en) | Method and apparatus for treating gas containing fluorine-containing compounds | |
US3784674A (en) | Atmosphere purification of radon and radon daughter elements | |
RU2328335C1 (ru) | Способ разделения фторсодержащих газовых смесей | |
RU2422366C1 (ru) | Способ извлечения урана из сорбента фторида натрия | |
Gromov | Separation of a Gas Mixture Containing Uranium Hexafluoride, Hydrogen Fluoride, and Chlorine Trifluoride | |
JP2002255558A (ja) | フッ化物の酸化物転換方法 | |
RU2627427C1 (ru) | Способ инактивации примесей в сорбенте фторид лития | |
US3778499A (en) | Atmosphere purification of radon and radon daughter elements | |
KR20150049389A (ko) | 불산의 정제 방법 | |
EP0101395B1 (fr) | Procédé amélioré de dissolution du tétrafluorure d'uranium impur | |
JPH0710504A (ja) | 純度の良好な塩酸の回収方法 |