[发明专利]一种干法氟化制备四氟化铀的方法

说明书

本发明属于处理方法，具体涉及一种干法氟化制备四氟化铀的方法。它包括下述步骤：第一步，将金属铀、铀化合物、铀硅混合物等高温煅烧成氧化物；第二步，将煅烧所得的氧化物与氟化铵、氟化氢铵等氟化剂按一定比例混合均匀；第三步，将混合后的物料放入具有加热功能的马弗炉或转炉中，通入氮气、氢气、氨气等惰性气体或者还原性气体，通电升温至氧化物全部转化成四氟化铀粉末。本发明的显著效果是：避免了含铀废水的产生，降低了成本。可应用于核化工及燃料元件制造领域以金属铀、铀化合物、铀硅混合物等为原料制备四氟化铀以及燃料元件制造过程中铀硅混合物不合格品的回收处理。

技术领域

本发明属于处理方法，具体涉及一种干法氟化制备四氟化铀的方法。

背景技术

四氟化铀粉末为核燃料元件制造过程中的重要中间品，以金属铀、铀化合物、铀硅混合物等为原料制备四氟化铀粉末时多采用湿法生产工艺，传统湿法制备四氟化铀工艺包括溶解(水解)、萃取、催化沉淀、干燥煅烧、废水处理等工序，湿法制备工艺具有工艺流程长、试剂用量多、废水废渣产生量大、转化成本高等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种干法氟化制备四氟化铀的方法，相比于传统湿法反应，本发明可缩短四氟化铀制备流程，避免制备过程中产生大量含铀废水，本发明可对多种类型原料进行转化制备出四氟化铀，此外对于含硅原料制备四氟化铀，可减少萃取提纯工序，大大缩短工艺流程，减少成本，可用于组件制造过程中含硅废料的回收，因此本发明对于四氟化铀制备以及含铀废料的回收具有重要意义。

本发明是这样实现的：一种干法氟化制备四氟化铀的方法，包括下述步骤：

第一步，将金属铀、铀化合物、铀硅混合物等高温煅烧成氧化物；

第二步，将煅烧所得的氧化物与氟化铵、氟化氢铵等氟化剂按一定比例混合均匀；

第三步，将混合后的物料放入具有加热功能的马弗炉或转炉中，通入氮气、氢气、氨气等惰性气体或者还原性气体，通电升温至氧化物全部转化成四氟化铀粉末。

如上所述的一种干法氟化制备四氟化铀的方法，其中，将所述的金属铀、铀化合物、铀硅混合物等原材料煅烧氧化，得到氧化物；其中铀化合物可为八氧化三铀、二氧化铀、三氧化铀、重铀酸铵、过氧化铀、三碳酸铀酰铵、硝酸铀酰等可分解为氧化物的化合物。

如上所述的一种干法氟化制备四氟化铀的方法，其中，将原料煅烧氧化所得的氧化物与氟化剂按一定比例混合均匀后在惰性气体或还原性气体保护下高温煅烧生产四氟化铀粉末。

如上所述的一种干法氟化制备四氟化铀的方法，其中，所述的氟化剂包含氟化铵、氟化氢铵、氟化肼等高温下可分解为还原性气体和氟化氢的一种或多种成分。

如上所述的一种干法氟化制备四氟化铀的方法，其中，所述的氟化剂用量为将氧化物完全转化为四氟化铀以及将二氧化硅完全转化氟硅酸理论用量总和的1.2倍以上。

如上所述的一种干法氟化制备四氟化铀的方法，其中，所述的惰性气体可以为氮气、氩气等不与铀氧化物、四氟化铀、二氧化硅反应的气体，还原性气体包括氨气、氢气、氟化氢气体等。

如上所述的一种干法氟化制备四氟化铀的方法，其中，所述的煅烧方式为热传导加热、微波加热、激光加热等；选取设备可为马弗炉、转炉等；设备材质应为NS331、NCu30等耐氟化氢腐蚀、耐高温材质。

如上所述的一种干法氟化制备四氟化铀的方法，其中，所述的原料煅烧氧化反应温度T1范围为400℃≤T1≤1000℃，反应时间为完全氧化为八氧化三铀粉末为止。

如上所述的一种干法氟化制备四氟化铀的方法，其中，所述的氧化物与氟化剂煅烧时反应温度T2范围为400℃≤T2≤1000℃，反应时间t为1h以上。