[发明专利]一种用于重铀酸铵的洗涤剂及重铀酸铵去氟的方法

说明书

本发明公开了一种用于重铀酸铵的洗涤剂及重铀酸铵去氟的方法，本发明提供的洗涤剂中，含有与UO₂²⁺具有较强配合能力的离子成分，能有效洗涤出ADU中的氟离子，能够将UO₂F₂原料体系制备的ADU中含有的质量分数约5％的氟降低至0.7％，这样，采用本洗涤剂在核燃料制备过程中，对中间产物重铀酸铵进行处理后，能够有效降低氟对制备燃料工艺设备的腐蚀损害，同时，最后得到的核燃料中氟含量也较少，能够有效避免或减轻氟导致的燃料元件包壳内表面氧化膜减钝的情况；同时本发明公开了一种重铀酸铵去氟的方法，采用该方法，能够有效的实现上述目的，同时，本方法相较于现有核燃料的去氟工艺，还具有操作简单、易于实现的优点。

技术领域

本发明涉及核材料制造技术领域，特别是涉及一种用于重铀酸铵的洗涤剂及重铀酸铵去氟的方法。

背景技术

在制备核燃料(UO₂芯块燃料，高燃耗UO₂球型燃料等)过程中，重铀酸铵(ADU)是重要的中间产物。在核燃料制备中间产物及核燃料中均希望将F含量控制在较低水平。原因是：一方面，F是一种强腐蚀剂，ADU中含量过高的F对制备燃料工艺设备有较强的腐蚀损害；另一方面，核燃料中F可能导致燃料元件包壳内表面氧化膜减钝，对包壳的氢脆起到诱化和促进作用，降低核燃料的安全运行及寿期。在UO₂芯块燃料制备过程中对残留氟含量有严格要求：压水堆UO₂粉末的氟含量要求≤100ug/gU，重水堆UO₂粉末的氟含量要求≤30ug/gU，MOX燃料小球的氟含量要求≤25ug/gU。

由UO₂F₂原料体系制备的ADU中含有约5％质量分数的F。F以物理吸附作用和化学作用与ADU结合，主要以UO₂F₂.3NH₄F形态存在。因此，如何有效降低ADU中F含量对核燃料(UO₂芯块燃料和UO₂球型燃料)生产过程及性能具有重要意义。

发明内容

针对上述核燃料制备过程中，氟对制备燃料工艺设备有较强的腐蚀损害，以及核燃料在使用过程中，氟可能导致燃料元件包壳内表面氧化膜减钝，对包壳的氢脆起到诱化和促进作用，降低核燃料的安全运行及寿期，如何有效降低ADU中F含量对核燃料生产过程及性能具有重要意义的问题，本发明提供了一种用于重铀酸铵的洗涤剂及重铀酸铵去氟的方法。

为解决上述问题，本发明提供的一种用于重铀酸铵的洗涤剂及重铀酸铵去氟的方法通过以下技术要点来达到目的：一种用于重铀酸铵的洗涤剂，所述洗涤剂的成分中包括碳酸铵和过氧化氢。

本方案中，碳酸铵作为缓冲剂，用于防止重铀酸铵溶解；氧化氢与UO₂^2-离子配合能力强，可取代重铀酸铵中的F离子，达到洗涤脱氟的技术效果。即本方案提供了一种溶质包括碳酸铵和过氧化氢的溶液作为洗涤剂，该洗涤剂中含有与UO₂^2-具有较强配合能力的离子成分，以一定的洗涤方式洗涤ADU滤饼以降低ADU中氟含量，能有效去除ADU中的氟离子，传统的ADU去氟方式去氟后ADU中氟的质量分数为3％左右，本洗涤剂洗涤后ADU中氟的质量分数能降低至0.7％或以下，本缓冲剂为核燃料制备工艺的优化提供了技术保障。

作为以上洗涤剂进一步的技术方案：

所述洗涤剂由碳酸铵溶液和双氧水溶液混合而成，且碳酸铵溶液和双氧水溶液的体积比比值为1.5～3，碳酸铵溶液的质量百分比浓度为8％～10％，双氧水溶液的质量百分比浓度为3％～5％。本方案中，双氧水溶液即为过氧化氢的水溶液，对洗涤剂中碳酸铵和过氧化氢的量的限定，可使得本案提供的洗涤剂能在保证重铀酸铵稳定存在的洗涤环境下，获得较高的洗涤脱氟能力。