СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА Российский патент 2007 года по МПК C01G43/06 

Описание патента на изобретение RU2311346C1

Изобретение относится к технологии переработки обедненного (отвального) гексафторида урана (ОГФУ).

Известно проведение гидролиза UF6 растворением UF6 в жидком фтороводороде в соотношении 1:12 при 10°С и атмосферном давлении с последующим добавлением азеотропной смеси HF, отделением фильтрацией образующегося осадка UO2F2 от безводного HF, часть которого направляют на последующую стадию растворения UF6, а оставшуюся часть очищают от примеси UO2F2 выпариванием и конденсацией (патент Великобритании №1063801, МПК C01G 43/06, опубл. 10.03.67. «Способ получения уранилфторида»).

Существенным недостатком данного способа является интенсивный газоунос UF6 из-за образования неустойчивой системы UF6·HF, чем и обусловлено их соотношение 1:12. Необходимость их последующего улавливания и переработки, а также необходимость фильтрации UO2F2 в виде тонкодисперсной взвеси в жидком HF, образующейся из-за выделения осадка UO2F2 из пересыщенной по урану системы, вызывает дополнительные трудности.

Известно проведение гидролиза UF6 в среде 80-98% HF по реакции:

UF6+nHF·2H2O=UO2F2+(n+4) HF

(патент Великобритании №1075233, МПК C01G 43/06, опубл. 12.07.67 «Усовершенствование, относящееся к производству уранилфторида». Прототип).

Сущность данного способа заключается либо в противоточной промывке газообразного UF6 раствором 98% HF, либо в контактировании газообразного UF6 с раствором 94% HF в аппарате с мешалкой, либо в подаче газообразного UF6, нагретого до 100°С и диспергированного в азоте, используемом в качестве газа-носителя, в раствор 80% HF.

Во всех приведенных вариантах взаимодействие газообразного UF6 с раствором HF осуществляется при интенсивном перемешивании, сопровождающемся газоуносом как HF, так и UF6, приводящим к необходимости последующего их улавливания из больших объемов сбросных газов.

Технической задачей, решаемой изобретением, является проведение гидролиза UF6 с раствором HF, исключающее их потерю за счет газоуноса.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе переработки гексафторида урана в уранилфторид путем его гидролиза водным раствором фтороводорода при перемешивании с последующим отделением фтороводорода от уранилфторида гидролизу подвергают твердый гексафторид урана при температуре 20-30°С и избыточном давлении до 100 КПа, при этом перемешивание реакционной смеси осуществляют в замкнутом объеме реактора за счет его вращения.

В отличие от прототипа, который осуществляют при интенсивном смешении UF6 и HF, сопровождающемся их газоуносом, что и является сдерживающим фактором для промышленного использования данного способа, в предлагаемом способе взаимодействие UF6 с раствором HF осуществляют при самопроизвольном изменении температуры от 20 до 30°С в замкнутом объеме под избыточным давлением собственных паров до 100 КПа, при вращении реактора в течение 1 часа до полного протекания реакции гидролиза, что позволяет полностью исключить газоунос UF6 и HF и прямой контакт чрезвычайно летучих и опасных в обращении веществ с окружающим пространством.

Пример исполнения. В цилиндрический реактор из нержавеющей спецстали объемом 300 мл с предварительно загруженным UF6 в количестве 110 г при температуре 20°С прилили 97,3 мл 90,2% HF (плотность 1,18), реактор загерметизировали.

В течение 30 мин давление в реакторе возросло до 100 КПа, а температура до 30°С и стабилизировалась.

Реактор установили горизонтально на валки и вращали в течение 1 часа, после чего установили его вертикально, подсоединили сдувку к конденсатору и нагревали стенку реактора рефлекторной лампой. Перегонку HF вели в течение 1 часа при температуре конденсатора минус 20°С. Давление при этом было атмосферное. После повышения температуры стенки реактора до 30°С нагрев прекратили, установили его на валки горизонтально, вставили в центральный патрубок реактора скользящий фторопластовый патрубок, соединенный с конденсатором, и при нагреве реактора вращали 1 час до достижения температуры стенки 100°С. Реактор вскрыли и выгрузили недымящийся сыпучий продукт состава UO2F2.

Концентрация HF в конденсате составила 99,8%, содержание урана - 0,15 г/л. После однократной перегонки при комнатной температуре в сконденсированном HF примесь урана не обнаружена.

В данном изобретении функцию реактора выполняет транспортно-технологический контейнер, благодаря чему весь цикл от загрузки UF6, транспортировки, гидролиза UF6, испарения HF и до выгрузки сыпучего негазящего UO2F2 осуществляется автономно в одном агрегате, что позволяет организовать процесс переработки ОГФУ в параллельно-последовательном цикле в производственных масштабах при минимальном количестве вспомогательного оборудования.

Похожие патенты RU2311346C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА 2006
  • Ольшанский Владимир Александрович
  • Кобзарь Юрий Федорович
  • Лазарчук Валерий Владимирович
  • Ледовских Александр Константинович
RU2315717C2
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА 2016
  • Алхимов Николай Борисович
  • Лысенко Евгений Константинович
  • Марушкин Дмитрий Валерьевич
  • Хмелевская Ирина Валентиновна
  • Чумак Леся Григорьевна
RU2630801C1
АППАРАТ ДЛЯ ГИДРОЛИЗА ГЕКСАФТОРИДА УРАНА 2010
  • Ольшанский Владимир Александрович
RU2465208C2
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА 1991
  • Туманов Юрий Николаевич
  • Иванов Александр Васильевич
  • Коробцев Владимир Павлович
  • Сигайло Валерий Демьянович
  • Хохлов Владимир Александрович
RU2090510C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА 2020
  • Алхимов Николай Борисович
  • Марушкин Дмитрий Валериевич
  • Минькова Оксана Владимировна
  • Федин Олег Игоревич
  • Черкасов Александр Сергеевич
RU2749956C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА 2011
  • Дьяченко Александр Николаевич
  • Крайденко Роман Иванович
RU2489357C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ УРАНА 2014
  • Громов Олег Борисович
  • Мазур Роман Леонидович
RU2579055C1
СПОСОБ КОНВЕРСИИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА ДО ТЕТРАФТОРИДА УРАНА И БЕЗВОДНОГО ФТОРИДА ВОДОРОДА 2015
  • Атаханова Екатерина Леонидовна
  • Орехов Валентин Тимофеевич
  • Хорозова Ольга Дмитриевна
  • Ширяева Вера Владимировна
RU2594012C1
СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГАЗИФИКАЦИИ ОТЛОЖЕНИЙ УРАНА 2014
  • Ильин Сергей Александрович
  • Мартынов Евгений Витальевич
  • Сигайло Андрей Валерьевич
  • Торгунаков Юрий Борисович
RU2588241C1
Способ конверсии обедненного гексафторида урана водяным паром 2016
  • Волоснев Александр Васильевич
  • Громов Олег Борисович
  • Середенко Виктор Александрович
RU2625979C1

Реферат патента 2007 года СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА

Изобретение относится к технологии переработки обедненного (отвального) гексафторида урана в уранилфторид. В способе осуществляют гидролиз твердого гексафторида урана водным раствором фтороводорода при температуре 20-30°С и избыточном давлении до 100 КПа в замкнутом объеме вращающегося реактора. Изобретение позволяет полностью исключить газоунос гексафторида урана и фтороводорода и прямой контакт чрезвычайно летучих и опасных в обращении веществ с окружающим пространством.

Формула изобретения RU 2 311 346 C1

Способ переработки гексафторида урана в уранилфторид путем его гидролиза водным раствором фтороводорода при перемешивании, с последующим отделением фтороводорода от уранилфторида, отличающийся тем, что гидролизу подвергают твердый гексафторид урана при температуре 20-30°С и избыточном давлении до 100 КПа, при этом перемешивание реакционной смеси осуществляют в замкнутом объеме реактора за счет его вращения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2311346C1

Устройство для управления сборочным роботом 1980
  • Кобзев Александр Архипович
  • Егоров Игорь Николаевич
  • Кравченко Владимир Николаевич
  • Сомин Юрий Дмитриевич
SU1075233A1
Способ получения мочевино-формальдегидного удобрения 1982
  • Кузнецов Юрий Петрович
  • Чугунова Ольга Николаевна
  • Бабушкина Мая Дмитриевна
  • Бакушева Татьяна Васильевна
  • Федюшкин Борис Федорович
  • Будков Владимир Александрович
  • Овчинникова Клавдия Николаевна
  • Остроброд Борис Григорьевич
SU1063801A1
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
US 4397824 А, 09.08.1983
JP 63134520 A, 07.06.1988.

RU 2 311 346 C1

Авторы

Ольшанский Владимир Александрович

Кобзарь Юрий Федорович

Лазарчук Валерий Владимирович

Ледовских Александр Константинович

Даты

2007-11-27Публикация

2006-02-20Подача