[发明专利]在步骤之间利用可靠密封阀设备的两步骤干式二氧化铀生产方法

摘要

本发明提供了用于产生核等级的活性二氧化铀(UO2)粉末的两步骤方法，其中第一步骤包括使六氟化铀(UF6)与水蒸气在火焰反应器中反应生成氟化铀酰(UO2F2)；第二步骤包括在窑炉中在水蒸气/氢气气氛下除去氟化物并将UO2F2还原成二氧化铀(UO2)。该两步骤方法的每一步骤都以可靠密封阀设备隔离以防止气体特别是H2回流，该方法严格控制反应的放热，这允许非常严格的温度控制，从而控制颗粒生长并产生有活性的且具有一致形貌的UO2粉末。

主权项

一种用于生产核等级的活性二氧化铀(UO2)粉末的多步骤方法，包括：(1)使1摩尔的六氟化铀气体(UF6)与2至10摩尔的水蒸气以及惰性气体在具有至少一个火焰的第一级火焰反应器中反应，以在300℃至800℃的温度下产生最初产品氟化铀酰(UO2F2)、HF气体和未反应的水蒸气和惰性气体；(2)将HF气体、未反应的水蒸气和惰性气体以及气体夹带的最初产品颗粒送至过滤器，在那里所有的HF、未反应的水蒸气和惰性气体通过了所述过滤器而夹带的颗粒通不过；(3)使未夹带的最初产品氟化铀酰颗粒通过可靠密封阀设备，所述可靠密封阀设备通过粉末，但阻止来自随后反应的大量气体回料进入步骤(1)；(4)使通过所述可靠密封阀设备的所述最初产品颗粒进入第二级回转窑反应器中，所述第二级回转窑反应器具有窑壳且在其窑壳处的温度范围从最初的400℃至700℃到最终温度100℃至300℃，其中将氟化铀酰颗粒沿所述回转窑逆流通向水蒸气、氢气和惰性气体，以反应并去除作为HF气体的氟化物，并减少氟化铀酰颗粒，以形成可烧结的出口UO2粉末；(5)将HF气体、水蒸气、惰性气体以及未反应的H2或水蒸气和任何夹带的颗粒送至过滤器，在那里，所有的HF、水蒸气、惰性气体和H2气体通过了所述过滤器而夹带的颗粒通不过；(6)将通不过步骤(2)和(5)的过滤器的颗粒送回到步骤(1)的火焰反应器或步骤(4)中的所述窑中；(7)从过滤后的废气中将HF和水蒸气气体冷凝为液体HF；和(8)从步骤(4)的出口收集UO2粉末。