СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА ИЗ ЕГО СМЕСИ С ФТОРИДОМ ВОДОРОДА Российский патент 2006 года по МПК C01G43/06 C01B7/19 

Описание патента на изобретение RU2273605C2

Изобретение относится к технологии переработки смеси гексафторида урана с фторидом водорода, а именно к способу выделения гексафторида урана из его смеси с фторидом водорода.

Фторид водорода является традиционной примесью в гексафторидах тяжелых металлов, в том числе в гексафториде урана, осложняющей дальнейшее их использование. Поэтому возникает необходимость выделения гексафторида урана из его смеси с фторидом водорода, причем разрешение этой задачи имеет целью как обезвреживание сбросных газов, так и утилизацию самих по себе ценных веществ - гексафторида урана и фторида водорода. Существует круг технологических задач, когда требуется лишь преимущественное (максимальное) выделение гексафторида урана как наиболее ценного компонента смеси, например, в случае переработки смеси дорогостоящего обогащенного урана с фторидом водорода.

Известен способ выделения гексафторида урана из смеси UF6 -HF путем совместной конденсации компонентов при температуре ниже 233 К с последующим разделением жидкой и твердой фаз: жидкого фторида водорода и твердого гексафторида урана (Method and apparatures for the physical separation of the components of binary mixture. Патент США №3425812, 1969 г.). Недостаток состоит в невысокой чистоте получаемых продуктов: гексафторид урана остается загрязненным тем количеством фторида водорода, которое на нем физически адсорбируется, а фторид водорода содержит растворенный в нем гексафторид урана, который либо теряется, либо требует дальнейшего извлечения.

Известен способ выделения гексафторида урана из смеси UF6 -HF, основанный на различии температур кипения фторида водорода и сублимации гексафторида урана. (Галкин Н.П., Майоров А.А. и др. Химия и технология фтористых соединений урана. - М.: Госатомиздат - 1961, с.167). Способ заключается в вакуумной дистилляции преимущественно фторида водорода при температуре 213-193 К. Однако существенное количество гексафторида урана улетучивается с фторидом водорода как в виде индивидуального компонента смеси, так и в виде легколетучего азеотропа, и это требует дополнительной переработки возгонов.

Известен способ переработки смесей гексафторида урана с фторидом водорода путем совместной сорбции их на фториде натрия с последующей десорбцией (Галкин Н.П., Зайцев В.А., Серегин М.Б. Улавливание и переработка фторсодержащих газов. - М.: Атомиздат. - 1975. - 239 с.). Недостатком способа является невозможность выделения компонентов смеси непосредственно в виде их индивидуальных химических соединений, в которых они содержатся в перерабатываемой смеси.

Известен способ переработки смеси гексафторида урана с фторидом водорода с целью выделения индивидуальных компонентов, состоящий из нескольких стадий: совместная сорбция их фторидом натрия, раздельная десорбция в две стадии, на первой из которых при температуре 423-463 К извлекают преимущественно фторид водорода, содержащий до 4 об. % гексафторида урана. На второй стадии при температуре 573-673 К десорбируют гексафторид урана, свободный от фторида водорода. Десорбат первой стадии, состоящий из смеси фторида водорода с гексафторидом урана, направляют на селективную сорбцию фторида водорода на фториде лития при температуре 263-293 К и времени контакта не менее 20 с, после чего несорбированный гексафторид урана с примесью фторида водорода возвращают на фторид натрия на повторную перераработку вместе с исходной смесью. Фторид водорода с фторида лития затем десорбирут при температуре 423-523 К (Акишин B.C. Бахматова Л.Ф. Малый Е.Н. и др. Патент РФ 2159742, опубл. 27.11.2000, бюлл. №33 - прототип).

Недостатком способа является многостадийность процесса.

Задача изобретения - упрощение способа выделения гексафторида урана из смеси с фторидом водорода.

Поставленная задача решается тем, что в способе выделения гексафторида урана из его смеси с фторидом водорода, включающем контактирование смеси с фторидом лития, процесс ведут при температуре 30-60°С.

На чертеже представлены графики зависимости величины сорбционной емкости фторида водорода и гексафторида урана на фториде лития в исследованном интервале температур.

В результате проведенных экспериментальных исследований зависимости сорбционной емкости фторида лития по фториду водорода и гексафториду урана в интервале температур 10-60°С было установлено, что при температурах 30-60°С сорбционная емкость по HF претерпевает положительный экстремум при небольшом значении емкости сорбента по UF6. Наличие области повышенной сорбции фторида водорода в системе UF6-HF-LiF при температуре 30-60°С из литературных источников не было известно и не вытекает из физико-химических свойств реакционной системы.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом. Из питателя смесь гексафторида урана с фторидом водорода пропускают через вертикальный адсорбер, заполненный таблетированным фторидом лития, поддерживаемым при температуре 30-60°С. Не сорбированный фторидом лития UF6 конденсируют в приемник, охлаждаемый до температуры кипящего жидкого азота. Фторид водорода выводят из схемы десорбцией при более высоких температурах, и этот продукт является оборотным, его возвращают на переработку с основным потоком продуктов отгонки HF из технологических десублиматоров либо подвергают гидрометаллургической переработке. Гексафторид урана, сконденсированный в приемнике, является товарным продуктом. Результаты промышленного выделения гексафторида урана из смеси UF6-HF на таблетированном фториде лития приведены в таблице.

ТаблицаТемпература сорбции, °ССорбционная емкость LiF по HF, мг/гСодержание UF6 в товарном продукте, об.%Состав десорбата, кгСодержание UF6 в десорбате, мас. %608099,5UF6 - 5,076; HF - 77,366,24013899,9UF6 - 36,87; HF - 134,521,53011099,8UF6 - 49,46; HF - 103,632,3

Способ позволяет выделить гексафторид урана из его смеси с фторидом водорода в товарном виде (содержание примеси HF не более 0,5 об.%), в одну стадию. При этом прямой выход гексафторида урана составляет величину не менее 98%.

Похожие патенты RU2273605C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СМЕСИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА С ФТОРИСТЫМ ВОДОРОДОМ 1999
  • Акишин В.С.
  • Бахматова Л.Г.
  • Лазарчук В.В.
  • Малый Е.Н.
  • Мариненко Е.П.
  • Матвеев А.А.
  • Рудников А.И.
  • Хохлов В.А.
  • Кораблев А.М.
RU2159742C1
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ 2006
  • Громов Олег Борисович
  • Михеев Петр Иванович
  • Стерхов Михаил Иванович
  • Торгунаков Юрий Борисович
RU2328335C1
Способ инактивации примесей в сорбенте фторид лития 2016
  • Громов Олег Борисович
  • Травин Сергей Олегович
  • Трубаков Юрий Михайлович
RU2627427C1
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА ИЗ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ 2007
  • Сапрыгин Александр Викторович
  • Ворох Иван Владимирович
  • Таманова Татьяна Сергеевна
  • Пирогов Владимир Дмитриевич
  • Куркин Александр Юрьевич
  • Козин Вячеслав Валерьевич
  • Наливайко Андрей Витальевич
RU2344082C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕШАННОГО ФТОРИСТОГО СОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГЕКСАФТОРИДА ВОЛЬФРАМА, УРАНА, МОЛИБДЕНА И РЕНИЯ ОТ ФТОРИСТОГО ВОДОРОДА 2009
  • Шаталов Валентин Васильевич
  • Серегин Михаил Борисович
  • Кузнецов Андрей Юрьевич
  • Вишнякова Ольга Викторовна
  • Чухлебова Татьяна Дмитриевна
  • Выбыванец Валерий Иванович
  • Косухин Владимир Васильевич
  • Черенков Александр Васильевич
  • Романов Сергей Кузьмич
  • Шилкин Геннадий Сергеевич
RU2408421C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО СМЕШАННОГО ФТОРИСТОГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ФТОРИДА НАТРИЯ 2007
  • Серегин Михаил Борисович
  • Вишнякова Ольга Викторовна
  • Чухлебова Татьяна Дмитриевна
  • Загорец Лев Павлович
  • Петранин Николай Павлович
  • Кузьмичева Нина Ивановна
  • Лебединский Юрий Михайлович
  • Сапрыгин Александр Викторович
  • Голик Василий Михайлович
  • Гусев Алексей Анатольевич
  • Култышев Сергей Павлович
  • Пирогов Владимир Дмитриевич
RU2408420C2
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ UF-BrF-IF НА КОМПОНЕНТЫ 2002
  • Амелина Г.Н.
  • Гриднев В.Г.
  • Жерин И.И.
  • Малый Е.Н.
  • Мариненко Е.П.
  • Прусаков В.Н.
  • Рудников А.И.
  • Утробин Д.В.
  • Торгунаков Ю.Б.
RU2221749C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРИДА НИЗКООБОГАЩЕННОГО УРАНА ИЗ ОРУЖЕЙНОГО ВЫСОКООБОГАЩЕННОГО УРАНА 2005
  • Водолазских Виктор Васильевич
  • Журин Владимир Анатольевич
  • Ледовских Александр Константинович
  • Лазарчук Валерий Владимирович
  • Козлов Владимир Андреевич
  • Мазин Владимир Ильич
  • Стерхов Максим Иванович
  • Шидловский Владимир Владиславович
  • Щелканов Владимир Иванович
RU2292303C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА ОТ НУКЛИДА ТЕХНЕЦИЯ-99 2006
  • Гаврилов Петр Михайлович
  • Жерин Иван Игнатьевич
  • Короткевич Владимир Михайлович
  • Лазарчук Валерий Владимирович
  • Ледовских Александр Константинович
  • Мазин Владимир Ильич
  • Стерхов Максим Иванович
  • Торгунаков Юрий Борисович
  • Щелканов Владимир Иванович
RU2326052C2
СПОСОБ КОНВЕРСИИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА В ТЕТРАФТОРИД УРАНА И БЕЗВОДНЫЙ ФТОРИСТЫЙ ВОДОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2000
  • Шаталов В.В.
  • Щербаков В.И.
  • Серегин М.Б.
  • Сергеев Г.С.
  • Михаличенко А.А.
  • Харин В.Ф.
  • Шопен В.П.
  • Сапожников М.В.
  • Вандышев В.И.
  • Чернов Л.Г.
  • Камордин С.И.
  • Милованов О.В.
RU2188795C2

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА ИЗ ЕГО СМЕСИ С ФТОРИДОМ ВОДОРОДА

Изобретение относится к технологии переработки смеси гексафторида урана с фторидом водорода, а именно к способу выделения гексафторида урана из его смеси с фторидом водорода. Способ выделения гексафторида урана из его смеси с фторидом водорода включает контактирование смеси с фторидом лития. Процесс осуществляют при температуре 30-60°С. Технический результат заключается в упрощении способа выделения гексафторида урана из смеси с фторидом водорода. 1 табл., 1 ил.

Формула изобретения RU 2 273 605 C2

Способ выделения гексафторида урана из его смеси с фторидом водорода, включающий контактирование смеси с фторидом лития, отличающийся тем, что процесс осуществляют при температуре 30-60°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2273605C2

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СМЕСИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА С ФТОРИСТЫМ ВОДОРОДОМ 1999
  • Акишин В.С.
  • Бахматова Л.Г.
  • Лазарчук В.В.
  • Малый Е.Н.
  • Мариненко Е.П.
  • Матвеев А.А.
  • Рудников А.И.
  • Хохлов В.А.
  • Кораблев А.М.
RU2159742C1
JP 2001059886 А, 06.03.2001
US 3949050 A, 06.04.1976.

RU 2 273 605 C2

Авторы

Рудников Андрей Иванович

Мариненко Евгений Петрович

Хохлов Владимир Александрович

Лазарчук Валерий Владимирович

Ледовских Александр Константинович

Матвеев Александр Анатольевич

Котов Сергей Алексеевич

Ридецкий Сергей Владимирович

Даты

2006-04-10Публикация

2004-01-21Подача