[发明专利]一种六氟化铀制备八氧化三铀的方法

说明书

本发明属于核燃料循环技术领域，具体涉及一种六氟化铀制备八氧化三铀的方法，包括三个步骤，步骤一、UO₂F₂水解液制备；步骤二、UO₂F₂粉末制备；步骤三、焙烧制备U₃O₈；该方法缩短了常规UF₆还原制备U₃O₈的流程、避免了该过程中氨水的加入、从而减少了该过程产生的氨氮废水，制备工艺简单，成本低廉，易实现工业化。该方法UF₆中的大量氟经水转化为HF酸，再通过与氢氧化钾的反应最终制备成副产品氟氢化钾，其又可以返回至铀转化系统中的电解制氟单元重复利用。经该方法制备的U₃O₈粒度更均匀、粉末流动性好，放射性低、含氟量低，便于长久稳定存储。

技术领域

本发明属于核燃料循环技术领域，具体涉及一种六氟化铀制备八氧化三铀的方法。

背景技术

在核燃料循环领域中，主要以贫化UF₆为原料制备贫化UF₄、UO₂、U₃O₈三种，并获得副产品—氢氟酸。三种产品当中，UF₄会与空气中水蒸气反应，生成HF腐蚀容器；另UO₂粉末易自燃，必须以UO₂陶瓷形式储存，但仍会发生缓慢氧化反应；而U₃O₈密度虽最小，但可继续转化为UO₂或金属铀再利用。

在生产实践中通常将气体UF₆与水蒸气反应制得UO₂F₂粉末，再通过“湿法”ADU热分解还原方法或者“干法”直接还原制备UO₂，但湿法工艺流程长，废水量多，干法制得UO₂会被HF氢氟化为UF₄板结成块，并增加了UO₂中的含氟量。

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制备八氧化三铀的方法，在淋洗塔内气态UF₆与水反应生成UO₂F₂溶液，溶液中加入一定量双氧水，再蒸发浓缩、烘焙脱水出UO₂F₂粉末，最后将该粉末焙烧出U₃O₈或UO₃与U₃O₈混合物。

本发明的技术方案如下：

一种六氟化铀制备八氧化三铀的方法，包括三个步骤，步骤一、UO₂F₂水解液制备；

固体UF6加热气化缓慢通入水淋洗设备中进行水解反应，制备出UO₂F₂溶液；

步骤二、UO₂F₂粉末制备；

将铀酰溶液加入一定量的双氧水溶液(质量浓度30％)，反应后再将溶液置入蒸发器中，缓慢加热浓缩成UO₂F₂结晶，接着烘焙成干的UO₂F₂粉末，蒸发过程中的HF气体通入氢氧化钾溶液制备出副产品氟氢化钾；

步骤三、焙烧制备U₃O₈；

干燥的UO₂F₂粉末置入焙烧炉中，在有氧的高温环境下氧化为U₃O₈。

所述步骤二中，双氧水量≥10％。

所述步骤二中，烘焙温度为130℃～180℃。