[发明专利]一种六氟化铀干法制备高纯氟化铀酰粉末的方法

说明书

本发明属于核燃料元件制造技术领域，具体涉及一种六氟化铀干法制备高纯氟化铀酰粉末的方法，包括步骤一，将六氟化铀在盛装容器中加热气化，变为六氟化铀气体；步骤二，将六氟化铀气体与水蒸汽加热后连续通入反应炉中；步骤三，六氟化铀气体与水蒸汽在反应炉中发生气相水解反应生成氟化铀酰粉末；步骤四，生成的氟化铀酰粉末由反应炉出料装置产出，反应过程中产生的尾气由反应炉排气装置排出；本发明可以实现以六氟化铀为原料，通过六氟化铀气体与水蒸汽接触发生气相水解干法反应得到氟化铀酰粉末，该方法可一步完成六氟化铀气体转化制备氟化铀酰，并且可连续进行。相比较传统的湿法工艺大大缩短了制备流程，提高了生产连续性，提高物料收率。

技术领域

本发明属于核燃料元件制造技术领域，具体涉及一种六氟化铀干法制备高纯氟化铀酰粉末的方法。

背景技术

氟化铀酰粉末为核燃料元件制造过程中的重要中间品，可用于转化制备二氧化铀、八氧化三铀、四氟化铀等。目前氟化铀酰粉末制备多以贫化或浓缩六氟化铀为原料，目前氟化铀酰多采用湿法生产工艺进行制备，通过湿式处理将六氟化铀转变为氟化铀酰。即先将六氟化铀气化后通入水中生成氟化铀酰水溶液，再经加热蒸发水分、流化床干燥后得到氟化铀酰粉末。

湿法制备工艺具有工艺流程长、物料收率低、临界风险高、自动化程度低、产能低等缺点，同时该工艺所得氟化铀酰粉末流动性较差、纯度较低，难以用于转化制备其他产品。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的是提供一种六氟化铀干法制备高纯氟化铀酰粉末的方法，可缩短氟化铀酰制备流程、提高产能、提高物料收率、降低临界安全风险，该方法可制备不同物性的氟化铀酰粉末、粉末流动性较佳、粉末纯度较高，所得粉末能够适用于转化制备其他产品。此外，本发明可实现连续化生产，可广泛用于铀化工转化领域。

本发明的技术方案如下：

一种六氟化铀干法制备高纯氟化铀酰粉末的方法，包括步骤一，将六氟化铀在盛装容器中加热气化，变为六氟化铀气体；

步骤二，将六氟化铀气体与水蒸汽加热后连续通入反应炉中；

步骤三，六氟化铀气体与水蒸汽在反应炉中发生气相水解反应生成氟化铀酰粉末；

步骤四，生成的氟化铀酰粉末由反应炉出料装置产出，反应过程中产生的尾气由反应炉排气装置排出；

步骤一所述的六氟化铀，在设备涉及的安全范围内可以为任意富集度物料。

所述步骤一将六氟化铀加热气化，气化温度为70～120℃，六氟化铀容器出气压力为0.1～0.4MPa。

所述步骤二的六氟化铀气体与水蒸汽采用管路进行传输，在进入反应炉之前单独传输、互不接触；

六氟化铀气体与水蒸汽通入反应室前均进行加热，加热温度为140～220℃；

六氟化铀气体与水蒸汽通入反应炉前气体管路压力为0～100kpa。

所述步骤二的六氟化铀气体与水蒸汽采用同心圆方式通入反应室中，其中六氟化铀气体为内环、水蒸汽为外环。

所述步骤二的六氟化铀气体与水蒸汽通入的流量比例为，六氟化铀气体与水蒸汽的质量比为1.5～4：1。

所述步骤三六氟化铀气体与水蒸汽在反应炉中发生气相水解反应，反应温度为150～300℃；

六氟化铀气体与水蒸汽在反应炉中发生气相水解反应，反应压力为-10～ 30kpa。

所述步骤三反应过程可通入氮气等惰性气体进行保护，保护气体流量比例为：六氟化铀气体与保护气体的质量比为1.5～4：1，保护气体通入管路压力为 0～100kpa，保护气体温度为140～220℃。