[发明专利]用于制备金属铀的系统和方法

权利要求书

1.一种用于制备金属铀的系统，包括：

第一反应装置、第二反应装置和循环装置，其中

所述第一反应装置用于在熔盐中利用还原剂对氧化铀进行还原反应以获得金属铀和氧化物杂质，其中所述氧化物杂质溶解在所述熔盐中；

所述第二反应装置用于进行所述熔盐的提纯以去除所述熔盐中溶解的所述氧化物杂质；

所述循环装置配置成使所述第一反应装置和所述第二反应装置流体连通，以将所述第一反应装置中的所述熔盐引入所述第二反应装置进行提纯，并将在所述第二反应装置提纯后的所述熔盐引入所述第一反应装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一反应装置包括：

第一反应容器，用于容纳所述熔盐、所述还原剂和所述氧化铀，以提供所述还原反应的场所；

第一加热件，用于对所述第一反应容器加热以提供所述还原反应所需的温度；

第一搅拌件，可拆卸地设置在所述第一反应容器内部，用于对所述熔盐进行搅拌。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一反应装置还包括：

开设在所述第一反应容器的第一进料口、第二进料口和出料口，其中

所述第一进料口用于引入氧化铀；

所述第二进料口用于引入还原剂；

所述出料口用于引出所述还原反应获得的所述金属铀。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其中，所述第一反应装置还包括：

开设在所述第一反应容器的取样口，用于在所述还原反应过程中对所述熔盐进行取样，以获取所述熔盐中溶解的所述氧化杂质的浓度。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二反应装置包括：

第二反应容器，所述第二反应容器用于容纳所述熔盐；

第二加热件，用于对所述第二反应容器加热以提供所述熔盐提纯需要的温度；

第二搅拌件，可拆卸地设置在所述第二反应容器内部，用于对所述熔盐进行搅拌。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述循环装置包括第一管路和第二管路，

所述第一管路配置成使所述第一反应装置和所述第二反应装置流体连通，用于将所述第一反应装置中的所述熔盐引入所述第二反应装置进行提纯；

所述第二管路配置成使所述第一反应装置和所述第二反应装置流体连通，用于将在所述第二反应装置提纯后的所述熔盐引入所述第一反应装置。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述循环装置还包括：

设置在所述第一管路和/或所述第二管路的循环泵，用于控制所述熔盐在所述循环装置中的流动。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其中，所述循环装置还包括：

储存件，配置成通过所述第二管路与所述第一反应装置和所述第二反应装置流体连通，所述储存件用于在所述第一反应装置中的所述熔盐量大于第一预设阈值时接收所述第二反应装置提纯的所述熔盐并储存，并在所述第一反应装置中的所述熔盐量小于等于第一预设阈值时将所储存的所述熔盐引入所述第一反应装置。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括：

净化装置，设置成与所述第二反应装置气体连通，用于净化所述第二反应装置对所述熔盐进行提纯时排出的气体混合物。

10.一种金属铀的制备方法，包括：

将第一反应装置升温至第一预设温度并维持，以使得还原剂和氧化铀在熔盐中进行还原反应，获得金属铀和氧化物杂质，其中所述氧化物杂质溶解在熔盐中；

当所述第一反应装置中的熔盐中溶解的所述氧化物杂质浓度大于第二预设阈值时，将所述第一反应装置中的至少部分熔盐引入第二反应装置；

将所述第二反应装置升温至第二预设温度并维持，对熔盐进行提纯以去除熔盐中溶解的氧化物杂质；

将提纯后的熔盐至少部分地引入所述第一反应装置，使得所述第一反应装置中的熔盐能够持续溶解所述氧化物杂质。