способ переработки гексафторида урана

Формула изобретения

Способ переработки гексафторида урана, включающий получение уранилфторида и перевод его в оксидную форму урана, отличающийся тем, что уранилфторид получают растворением в воде, полученный раствор обрабатывают аммиачной водой, твердую фракцию отфильтровывают и прокаливают при температуре 450-600°C до октаоксида триурана, раствор после фильтрации упаривают до получения твердого фторида аммония.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ и может быть использовано в тех случаях, когда необходимо переработать обедненный гексафторид урана.

Известен способ переработки гексафторида урана в уранилфторид путем гидролиза водным раствором фтороводорода при перемешивании, с последующим отделением фтороводорода от уранилфторида [RU 2311346, опубл. 27.11.2007 г.]. Недостатком данного способа является использование аппаратов периодического действия.

Способ получения порошка диоксида урана из гексафторида урана (прототип), включающий подачу в предварительно разогретую первую реакционную зону реакционной камеры гексафторида урана и водяного пара, подачу во вторую реакционную зону реакционной камеры смеси водяного пара и водорода с созданием в этой зоне псевдоожиженного слоя для восстановления в ней полученного в первой реакционной зоне уранилфторида до диоксида урана, выгрузку порошка из реакционной камеры и подачу его в печь, в которую вводят смесь водяного пара и водорода для обеспечения довосстановления непрореагировавшего уранилфторида [RU 2381993, опубл. 20.02.2010 г.]. Недостатком данного способа является энергоемкость процесса.

Задачей настоящего изобретения является разработка промышленного способа переработки гексафторида урана с получением товарных опций в виде оксида урана и фторсодержащего продукта.

Поставленная задача решается тем, что гексафторид урана растворяют в воде с получением раствора уранилфторида и фтороводорода:

UF₆+2Н₂O=UO ₂F₂+4HF.

Раствор обрабатывают аммиачной водой с получением твердого полиураната аммония (NH ₄)₂U₂O₇ и раствора фторида аммония NH₄F:

2UO₂F₂ +6NH₄OH=(NH₄)₂U₂O ₇+4NH₄F+3H₂O;

HF+NH ₄OH=NH₄F+H₂O.

Полиуранат аммония фильтрационно отделяют от раствора фторида аммония и прокаливают при температуре 450-600°С до октаоксида триурана.

3(NH₄)₂U₂O₇ =2U₃O₈+6NH₃+3H₂O+O _2.

Раствор упаривают до получения твердого фторида аммония. В результате перечисленных операций получают твердые продукты - октаоксид триурана и фторид аммония.

Пример 1. 10 г гексафторида урана растворяют в 15 г воды и обрабатывают 15 г 25% аммиачной водой, фильтрационно отделяют твердый продукт и прокаливают его при 550°C. Получают порошок массой 7,968 г, выход продукта составляет 99,93%. Раствор упаривают. Получают порошок массой 6,254 г, выход продукта составляет 99,16%.

Пример 2. Отличается от Примера 1 тем, что твердый продукт прокаливают при 450°C. Получают порошок массой 7,972 г, выход продукта составляет 99,98%. Раствор упаривают. Получают порошок массой 6,24 г, выход продукта составляет 98,9%.

Достигнутый технический результат заключается в переводе гексафторида урана в безопасный октаоксид триурана U₃O₈ и фторид аммония NH₄F, который можно использовать в качестве фторирующего агента.