JPH0313172B2 - - Google Patents
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- JPH0313172B2 JPH0313172B2 JP60121292A JP12129285A JPH0313172B2 JP H0313172 B2 JPH0313172 B2 JP H0313172B2 JP 60121292 A JP60121292 A JP 60121292A JP 12129285 A JP12129285 A JP 12129285A JP H0313172 B2 JPH0313172 B2 JP H0313172B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
（産業分野）
本発明は原子炉燃料製造に適した高活性、低Ｆ
含量でかつ流動性のよいUO2粉末を六フツ化ウラ
ンの変換により乾式にて製造する方法に関する。 （従来技術とその問題点） 六フツ化ウランを原子炉燃料用二酸化ウラン粉
末を変換する方法には、従来から湿式法と乾式法
がある。 湿式法はUF6を気液反応で加水分解してウラニ
ルイオン含有液を得、これに試薬を加えて沈殿物
とした後、液、乾燥、ばい焼、還元の各工程を
経て二酸化ウラン粉末を得る方法である。湿式法
は製品二酸化ウラン粉末の活性度が高く、残留Ｆ
量が少ない等のすぐれた利点を有するが、この様
に工程数が多く、複雑でかつ廃液発生量が多いな
どの欠点を有する。 特に過工程での負担が大きく沈殿物の過
性、液中へのウランロス等の問題点がすでに指
摘されている。 一方、乾式法にはロータリーキルンによる方
法、流動層反応装置による方法、火炎燃焼反応装
置による方法があるが、流動層反応装置による方
法が流動性のきわめて良好な製品二酸化ウランを
生成するため、他の方法に比べて、後続工程での
粉末のハンドリングが容易であるという大きな利
点をもつている。また、従来法のほとんどは製造
過程で生成する粉末の流動性が悪く、後続工程で
のハンドリングが容易でないという欠点を有して
いる。 上記の流動層反応装置による場合は流動性のき
わめて良好な製品二酸化ウランを生成するため、
他の方法に比べて、後続工程でのハンドリングが
容易であるという利点を有するが、他の方法に比
べて製品第二酸化ウランの活性度が小さくなり、
また残留Ｆ量の低減化への負担が大きいという欠
点があつた。これは下記の(1)式でUF6ガスと水蒸
気の気相反応によりUO2F2を生成造粒すること
が活性度を低下させることと、UO2F2を水素ガ
スを用いてUO2に変換する場合UF4が生成しやす
いことによるものである。 従来の乾式法、特に流動層反応装置による方法
はそのほとんどが次の２段反応によるものであ
る。 UF6＋2H2O→UO2F2＋4HF (1) UO2F2＋H2→UO2＋2HF (2) この方法では(2)式において下記の(3)式よる逆反応
によつてUF4を生成し易い。 UO2＋4HF→UF4＋2H2O (3) UF4は比較的低融点（約1000℃）で焼結しやすい
物質であり、(2)式の操作温度範囲で焼結を開始
し、製品二酸化ウラン粉末中の残留Ｆ量を低減す
るために重要な脱Ｆ反応を阻害する。このため、
従来は上記(2)式で水蒸気を過剰に加えて(3)式の逆
反応を起りにくくする等の工夫が必要であつた。
その結果、操作が繁雑になると共に過剰に加えら
れた水蒸気が廃液量を増やすという問題を引き起
していた。また、脱Ｆに時間を要するために粉末
が高温に長時間さらされ、その活性度が低下する
傾向が大きかつた。 更に流動層反応装置を用いる場合の欠点は、
UF6からUO2F2を生成させる流動層の操作安定性
に関するものである。すなわち該流動層は
UO2F2粒子が層を形成するが、そこに吹込まれ
るUF6ガスは流動化ガスとして流動層底部から導
入される水蒸気と反応してUO2F2を生成し、す
でに存在するUO2F2粒子の表面に沈着する。そ
の結果、多くのUO2F2は粒成長を起こす。これ
に対して、一部のUO2F2粒子は粒子同志の衝突
などにより、摩損し微粉化する。流動層の平均粒
子径はこれらのバランスで決まるが、従来の流動
層反応装置では粒成長の傾向が強く、安定な流動
層操作を維持するためには、新たな微粒子を流動
層内に供給するなどの工夫を必要とした。その結
果、装置システムが複雑になり、操作も繁雑化す
るという欠点があらわれた。 （発明の目的） 本発明の目的は上記の従来の湿式法および乾式
法の長所を生かしつつ欠点を改善して、製造工程
での負担を軽減し、製品二酸化ウラン粉末の活性
度を高めると共に残留Ｆ量を容易に低減させるこ
とができ、更に流動性が良く後続工程でのハンド
リングがきわめて容易になる原子炉燃料用に適す
る二酸化ウラン粉末を六フツ化ウランから乾式法
で製造する方法を提供するにある。 （発明の構成） すなわち、本発明によれば基本的構成として、 (1) (a) 流動層反応装置にUF6ガスと水蒸気を吹
込んでUO2F2粒子とする第１ステツプ、 (b) 第１ステツプからのUO2F2粒子にアンモ
ニア水溶液を作用させて重ウラン酸アンモニ
ウムとする第２ステツプ、 (c) 第２ステツプの生成物を乾燥、脱水する第
３ステツプ、 (d) 第３ステツプの生成物を水素ガスあるいは
水素ガスおよび水蒸気にてUO2粉末に変換す
る第４ステツプ、 の組合せにより六フツ化ウランを二酸化ウラン
粉末に変換する方法。 (2) (a) 流動層反応装置にUF6ガスと水蒸気を吹
込んで、UO2F2粒子とする第１ステツプ、 (b) 第１ステツプからのUO2F2粒子にアンモ
ニア水溶液を作用させて重ウラン酸アンモニ
ウムとする第２ステツプ、 (c) 第２ステツプの生成物を乾燥、脱水する第
３ステツプ、 (d) 第３ステツプの生成物を水蒸気にてUO3お
よび／またはU3O8に変換する第４ステツプ、 (e) 第４ステツプからのUO3および／または
U3O8を水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸
気にてUO2粉末に変換する第５ステツプ、 の組合せにより、六フツ化ウランを第二化ウラ
ン粉末は変換する方法、が得られる。 本発明では上記UF6ガスと水蒸気の吹込みを二
流体ノズルを用いて行なうと極めて有効である。 また、本発明では第２ステツプの生成物を乾
燥、脱水する第３ステツプと第３ステツプの生成
物を水素ガスあるいは水蒸気にてUO2に変換する
第４ステツプとを流動層反応装置にて行うことが
でき、更に前記第２ステツプの生成物を乾燥、脱
水する第３ステツプと第３ステツプの生成物を水
蒸気にてUO3および／またはU3O8に変換する第
４ステツプと第４ステツプからのUO3および／ま
たはU3O8を水素ガスあるいは水素ガスおよび水
蒸気にてUO2に変換する第５ステツプとを同じく
流動層反応装置で有利に行うこともできる。 本発明方法の特徴は、まず流動層反応装置で
UF6ガスと水蒸気の気相反応によつてUO2F2の造
粒粉末を生成させ、しかる後にアンモニア水溶液
と反応させて重ウラン酸アンモニウムを生成させ
る点にある。これによつて、従来の湿式法の持つ
沈殿物の過性の悪さ、液中へのウランロスの
多さおよび廃液発生量の多さなどの欠点が改善さ
れる。これは、得られる混合物が、第１ステツプ
で得られるUO2F2造粒体の形をそのまま受け継
いだ造粒体であるため、過がきわめて容易であ
ることと従来の湿式法では全量液中に移行して
いたHFの大部分を、第１ステツプで再利用可能
なHF水溶液として回収できることによるもので
ある。更に第２ステツプでの反応をアンモニア水
溶液の噴霧等によつて行えば、過工程を省略で
きる。 また、流動層反応装置により、六フツ化ウラン
を二酸化ウランに変換する場合の大きな欠点、す
なわち生成する二酸化ウラン粉末の活性度が低
く、その脱Ｆ速度が遅いため、原子炉燃料製造に
適さない、という欠点を解決し、同法が有してい
る、流動性がきわめて良好な粉末が得られるとい
う大きな利点を有効に活用することが可能となつ
た。 すなわち、湿式法に特長である脱Ｆが容易で生
成した二酸化ウラン粉末の活性度が高いという原
子炉燃料製造に適する基本条件を備えると共に、
湿式法の欠点を大幅に改善し、粉末の流動性をき
わめて良好ならしめたため、後続工程での粉末の
ハンドリングが容易となり、更に原子炉燃料用ペ
レツト製造に際して通常行なわれる造粒操作を省
略できるというすぐれた効果ももたらすのであ
る。 また、第３ステツプで、得られた重ウラン酸ア
ンモニウムの乾燥・脱水物を一旦水蒸気のみで
UO3／U3O8に変換した後、還元してUO2粉末を
得ることによつて、残留Ｆ量の低減化が更に容易
になる。これは、UO2F2の脱Ｆ・還元時と同様
に、重ウラン酸アンモニウム中に残留するＦ分の
除去時にUO2を共存させないことで、脱Ｆ反応を
阻害するUF4の生成を抑えるためである。 第１ステツプの流動層反応装置において、
UO2F2の粒子径を好適な大きさにコントロール
するには、UF6ガスの噴霧ノズルを二流体ノズル
とし、中央部からUF6ガス、周辺部から水蒸気を
それぞれ噴霧させる方法が有効である。これはノ
ズル出口近傍でUF6ガスと水蒸気が反応してその
後の造粒の核となるUO2F2の微粒子を生成し、
流動層を形成するUO2F2粒子の平均粒子径を下
げる役目を果すためである。また、二流体ノズル
を用いると、生成するUO2F2が微粒子の造粒体
となるため、反応性の高い粒子となり、次ステツ
プ以降での反応が速やかに進行するという利点も
得られる。 添付図面は本発明の一実施例に使用される装置
系統図を示すもので、後述の実施例において使用
されるものである。 図において、六フツ化ウランは気化器１で気化
され、第１流動層反応装置２内の二流体ノズルに
より、水蒸気と共に装置２内に噴霧導入される。
同時に、反応ガスおよび流動化ガスとしての水蒸
気が導管１０より装置２の底部に導入される。二
流体ノズル中央部から噴霧されたUF6ガスの一部
は導管９を経て二流体ノズルの周辺部から噴霧さ
れる水蒸気と直ちに反応してUO2F2の微粒子を
形成し、一部はすでに流動層を形成している
UO2F2の微粒子の表面で水蒸気と反応して
UO2F2となつて該粒子表面に沈着し、粒子が成
長する。また、これらのUO2F2粒子の一部は粒
子同志の衝突等で摩損し、微粒子化する。
UO2F2の粒径はこれらの過程によりコントロー
ルされ、流動層を形成する。 第１流動層反応装置２の操作温度は400℃以下、
好ましくは粉末の活性度、粒径コントロールなど
の点から220〜300℃の範囲である。 なお、第１流動層反応装置２で副生するHFガ
スはHF凝縮器２ａによつてHF水溶液として回
収されHF受器２ｂに受けられる。 生成したUO2F2粒子は流動層の上部からオー
バーフローによつて装置外に排出され、第２反応
装置３に送られて導管１１から導入されるアンモ
ニア水溶液によつて重ウラン酸アンモニウムに変
換される。これらの粒子とアンモニア水溶液の一
部は、導管１２から排出され、過装置４により
過され、粒子と液に分離される。反応装置３の
操作温度は90℃以下、好ましくはウランの溶出な
どの点で10℃〜40℃の範囲である。 得られた粒子は第３流動層反応装置５に送られ
加熱され乾燥・脱水される。流動化ガスは導管１
３より装置底部に空気が導入される。その操作温
度は200℃以下、特に粉末の活然度の点で100℃〜
180℃の範囲が好適である。乾燥・脱水された粒
子は流動層の上部からオーバーフローによつて装
置外に排出され、第４流動層反応装置６に送ら
れ、導管１４より装置底部に導入される反応ガス
兼流動化ガスとしての水蒸気と反応して、UO3も
しくはU3O8が生成する。このUO3もしくはU3O8
粒子は同じく流動層の上部からオーバーフローに
よつて装置外に排出され、第５流動層反応装置７
に送られ、導管１５より装置底部に導入される反
応ガス兼流動化ガスとしての水蒸気および水素ガ
スの混合ガスと反応し、UO2を生成し、製品二酸
化ウラン粉末として容器８に受容される。この操
作温度は700℃以下とするが、特に粉末の活性度
の点では500℃〜600℃の範囲が好ましい。１６は
排気処理系である。 次に、本発明を実施例によつてより具体的に説
明するが、以下の実施例は本発明の範囲を限定す
るものではない。 実施例 本実施例としては第１流動層反応装置で生成し
UO2F2粉末にアンモニア水溶液を作用させて重
ウラン酸アンモニアとした後、そのまま還元によ
りUO2粉末を得たケース（本発明(1)）および同様
に生成したUO2F2粉末にアンモニア水溶液を作
用させて重ウラン酸アンモニウムとした後、一旦
水蒸気によりUO3／U3O8粉末とし、しかる後、
還元によりUO2粉末を得たケース（本発明(2)）で
ある。 なお、比較のため、従来例の第１流動層反応装
置で生成したUO2F2粉末をそのまま還元により
UO2粉末とした比較例を併せ示す。 本実施例で使用した流動層反応装置の反応部の
径はいずれも8.3cmで、操作条件および得られた
UO2粉末の物性例をそれぞれ第１表〜第５表およ
び第６表に示す。
含量でかつ流動性のよいUO2粉末を六フツ化ウラ
ンの変換により乾式にて製造する方法に関する。 （従来技術とその問題点） 六フツ化ウランを原子炉燃料用二酸化ウラン粉
末を変換する方法には、従来から湿式法と乾式法
がある。 湿式法はUF6を気液反応で加水分解してウラニ
ルイオン含有液を得、これに試薬を加えて沈殿物
とした後、液、乾燥、ばい焼、還元の各工程を
経て二酸化ウラン粉末を得る方法である。湿式法
は製品二酸化ウラン粉末の活性度が高く、残留Ｆ
量が少ない等のすぐれた利点を有するが、この様
に工程数が多く、複雑でかつ廃液発生量が多いな
どの欠点を有する。 特に過工程での負担が大きく沈殿物の過
性、液中へのウランロス等の問題点がすでに指
摘されている。 一方、乾式法にはロータリーキルンによる方
法、流動層反応装置による方法、火炎燃焼反応装
置による方法があるが、流動層反応装置による方
法が流動性のきわめて良好な製品二酸化ウランを
生成するため、他の方法に比べて、後続工程での
粉末のハンドリングが容易であるという大きな利
点をもつている。また、従来法のほとんどは製造
過程で生成する粉末の流動性が悪く、後続工程で
のハンドリングが容易でないという欠点を有して
いる。 上記の流動層反応装置による場合は流動性のき
わめて良好な製品二酸化ウランを生成するため、
他の方法に比べて、後続工程でのハンドリングが
容易であるという利点を有するが、他の方法に比
べて製品第二酸化ウランの活性度が小さくなり、
また残留Ｆ量の低減化への負担が大きいという欠
点があつた。これは下記の(1)式でUF6ガスと水蒸
気の気相反応によりUO2F2を生成造粒すること
が活性度を低下させることと、UO2F2を水素ガ
スを用いてUO2に変換する場合UF4が生成しやす
いことによるものである。 従来の乾式法、特に流動層反応装置による方法
はそのほとんどが次の２段反応によるものであ
る。 UF6＋2H2O→UO2F2＋4HF (1) UO2F2＋H2→UO2＋2HF (2) この方法では(2)式において下記の(3)式よる逆反応
によつてUF4を生成し易い。 UO2＋4HF→UF4＋2H2O (3) UF4は比較的低融点（約1000℃）で焼結しやすい
物質であり、(2)式の操作温度範囲で焼結を開始
し、製品二酸化ウラン粉末中の残留Ｆ量を低減す
るために重要な脱Ｆ反応を阻害する。このため、
従来は上記(2)式で水蒸気を過剰に加えて(3)式の逆
反応を起りにくくする等の工夫が必要であつた。
その結果、操作が繁雑になると共に過剰に加えら
れた水蒸気が廃液量を増やすという問題を引き起
していた。また、脱Ｆに時間を要するために粉末
が高温に長時間さらされ、その活性度が低下する
傾向が大きかつた。 更に流動層反応装置を用いる場合の欠点は、
UF6からUO2F2を生成させる流動層の操作安定性
に関するものである。すなわち該流動層は
UO2F2粒子が層を形成するが、そこに吹込まれ
るUF6ガスは流動化ガスとして流動層底部から導
入される水蒸気と反応してUO2F2を生成し、す
でに存在するUO2F2粒子の表面に沈着する。そ
の結果、多くのUO2F2は粒成長を起こす。これ
に対して、一部のUO2F2粒子は粒子同志の衝突
などにより、摩損し微粉化する。流動層の平均粒
子径はこれらのバランスで決まるが、従来の流動
層反応装置では粒成長の傾向が強く、安定な流動
層操作を維持するためには、新たな微粒子を流動
層内に供給するなどの工夫を必要とした。その結
果、装置システムが複雑になり、操作も繁雑化す
るという欠点があらわれた。 （発明の目的） 本発明の目的は上記の従来の湿式法および乾式
法の長所を生かしつつ欠点を改善して、製造工程
での負担を軽減し、製品二酸化ウラン粉末の活性
度を高めると共に残留Ｆ量を容易に低減させるこ
とができ、更に流動性が良く後続工程でのハンド
リングがきわめて容易になる原子炉燃料用に適す
る二酸化ウラン粉末を六フツ化ウランから乾式法
で製造する方法を提供するにある。 （発明の構成） すなわち、本発明によれば基本的構成として、 (1) (a) 流動層反応装置にUF6ガスと水蒸気を吹
込んでUO2F2粒子とする第１ステツプ、 (b) 第１ステツプからのUO2F2粒子にアンモ
ニア水溶液を作用させて重ウラン酸アンモニ
ウムとする第２ステツプ、 (c) 第２ステツプの生成物を乾燥、脱水する第
３ステツプ、 (d) 第３ステツプの生成物を水素ガスあるいは
水素ガスおよび水蒸気にてUO2粉末に変換す
る第４ステツプ、 の組合せにより六フツ化ウランを二酸化ウラン
粉末に変換する方法。 (2) (a) 流動層反応装置にUF6ガスと水蒸気を吹
込んで、UO2F2粒子とする第１ステツプ、 (b) 第１ステツプからのUO2F2粒子にアンモ
ニア水溶液を作用させて重ウラン酸アンモニ
ウムとする第２ステツプ、 (c) 第２ステツプの生成物を乾燥、脱水する第
３ステツプ、 (d) 第３ステツプの生成物を水蒸気にてUO3お
よび／またはU3O8に変換する第４ステツプ、 (e) 第４ステツプからのUO3および／または
U3O8を水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸
気にてUO2粉末に変換する第５ステツプ、 の組合せにより、六フツ化ウランを第二化ウラ
ン粉末は変換する方法、が得られる。 本発明では上記UF6ガスと水蒸気の吹込みを二
流体ノズルを用いて行なうと極めて有効である。 また、本発明では第２ステツプの生成物を乾
燥、脱水する第３ステツプと第３ステツプの生成
物を水素ガスあるいは水蒸気にてUO2に変換する
第４ステツプとを流動層反応装置にて行うことが
でき、更に前記第２ステツプの生成物を乾燥、脱
水する第３ステツプと第３ステツプの生成物を水
蒸気にてUO3および／またはU3O8に変換する第
４ステツプと第４ステツプからのUO3および／ま
たはU3O8を水素ガスあるいは水素ガスおよび水
蒸気にてUO2に変換する第５ステツプとを同じく
流動層反応装置で有利に行うこともできる。 本発明方法の特徴は、まず流動層反応装置で
UF6ガスと水蒸気の気相反応によつてUO2F2の造
粒粉末を生成させ、しかる後にアンモニア水溶液
と反応させて重ウラン酸アンモニウムを生成させ
る点にある。これによつて、従来の湿式法の持つ
沈殿物の過性の悪さ、液中へのウランロスの
多さおよび廃液発生量の多さなどの欠点が改善さ
れる。これは、得られる混合物が、第１ステツプ
で得られるUO2F2造粒体の形をそのまま受け継
いだ造粒体であるため、過がきわめて容易であ
ることと従来の湿式法では全量液中に移行して
いたHFの大部分を、第１ステツプで再利用可能
なHF水溶液として回収できることによるもので
ある。更に第２ステツプでの反応をアンモニア水
溶液の噴霧等によつて行えば、過工程を省略で
きる。 また、流動層反応装置により、六フツ化ウラン
を二酸化ウランに変換する場合の大きな欠点、す
なわち生成する二酸化ウラン粉末の活性度が低
く、その脱Ｆ速度が遅いため、原子炉燃料製造に
適さない、という欠点を解決し、同法が有してい
る、流動性がきわめて良好な粉末が得られるとい
う大きな利点を有効に活用することが可能となつ
た。 すなわち、湿式法に特長である脱Ｆが容易で生
成した二酸化ウラン粉末の活性度が高いという原
子炉燃料製造に適する基本条件を備えると共に、
湿式法の欠点を大幅に改善し、粉末の流動性をき
わめて良好ならしめたため、後続工程での粉末の
ハンドリングが容易となり、更に原子炉燃料用ペ
レツト製造に際して通常行なわれる造粒操作を省
略できるというすぐれた効果ももたらすのであ
る。 また、第３ステツプで、得られた重ウラン酸ア
ンモニウムの乾燥・脱水物を一旦水蒸気のみで
UO3／U3O8に変換した後、還元してUO2粉末を
得ることによつて、残留Ｆ量の低減化が更に容易
になる。これは、UO2F2の脱Ｆ・還元時と同様
に、重ウラン酸アンモニウム中に残留するＦ分の
除去時にUO2を共存させないことで、脱Ｆ反応を
阻害するUF4の生成を抑えるためである。 第１ステツプの流動層反応装置において、
UO2F2の粒子径を好適な大きさにコントロール
するには、UF6ガスの噴霧ノズルを二流体ノズル
とし、中央部からUF6ガス、周辺部から水蒸気を
それぞれ噴霧させる方法が有効である。これはノ
ズル出口近傍でUF6ガスと水蒸気が反応してその
後の造粒の核となるUO2F2の微粒子を生成し、
流動層を形成するUO2F2粒子の平均粒子径を下
げる役目を果すためである。また、二流体ノズル
を用いると、生成するUO2F2が微粒子の造粒体
となるため、反応性の高い粒子となり、次ステツ
プ以降での反応が速やかに進行するという利点も
得られる。 添付図面は本発明の一実施例に使用される装置
系統図を示すもので、後述の実施例において使用
されるものである。 図において、六フツ化ウランは気化器１で気化
され、第１流動層反応装置２内の二流体ノズルに
より、水蒸気と共に装置２内に噴霧導入される。
同時に、反応ガスおよび流動化ガスとしての水蒸
気が導管１０より装置２の底部に導入される。二
流体ノズル中央部から噴霧されたUF6ガスの一部
は導管９を経て二流体ノズルの周辺部から噴霧さ
れる水蒸気と直ちに反応してUO2F2の微粒子を
形成し、一部はすでに流動層を形成している
UO2F2の微粒子の表面で水蒸気と反応して
UO2F2となつて該粒子表面に沈着し、粒子が成
長する。また、これらのUO2F2粒子の一部は粒
子同志の衝突等で摩損し、微粒子化する。
UO2F2の粒径はこれらの過程によりコントロー
ルされ、流動層を形成する。 第１流動層反応装置２の操作温度は400℃以下、
好ましくは粉末の活性度、粒径コントロールなど
の点から220〜300℃の範囲である。 なお、第１流動層反応装置２で副生するHFガ
スはHF凝縮器２ａによつてHF水溶液として回
収されHF受器２ｂに受けられる。 生成したUO2F2粒子は流動層の上部からオー
バーフローによつて装置外に排出され、第２反応
装置３に送られて導管１１から導入されるアンモ
ニア水溶液によつて重ウラン酸アンモニウムに変
換される。これらの粒子とアンモニア水溶液の一
部は、導管１２から排出され、過装置４により
過され、粒子と液に分離される。反応装置３の
操作温度は90℃以下、好ましくはウランの溶出な
どの点で10℃〜40℃の範囲である。 得られた粒子は第３流動層反応装置５に送られ
加熱され乾燥・脱水される。流動化ガスは導管１
３より装置底部に空気が導入される。その操作温
度は200℃以下、特に粉末の活然度の点で100℃〜
180℃の範囲が好適である。乾燥・脱水された粒
子は流動層の上部からオーバーフローによつて装
置外に排出され、第４流動層反応装置６に送ら
れ、導管１４より装置底部に導入される反応ガス
兼流動化ガスとしての水蒸気と反応して、UO3も
しくはU3O8が生成する。このUO3もしくはU3O8
粒子は同じく流動層の上部からオーバーフローに
よつて装置外に排出され、第５流動層反応装置７
に送られ、導管１５より装置底部に導入される反
応ガス兼流動化ガスとしての水蒸気および水素ガ
スの混合ガスと反応し、UO2を生成し、製品二酸
化ウラン粉末として容器８に受容される。この操
作温度は700℃以下とするが、特に粉末の活性度
の点では500℃〜600℃の範囲が好ましい。１６は
排気処理系である。 次に、本発明を実施例によつてより具体的に説
明するが、以下の実施例は本発明の範囲を限定す
るものではない。 実施例 本実施例としては第１流動層反応装置で生成し
UO2F2粉末にアンモニア水溶液を作用させて重
ウラン酸アンモニアとした後、そのまま還元によ
りUO2粉末を得たケース（本発明(1)）および同様
に生成したUO2F2粉末にアンモニア水溶液を作
用させて重ウラン酸アンモニウムとした後、一旦
水蒸気によりUO3／U3O8粉末とし、しかる後、
還元によりUO2粉末を得たケース（本発明(2)）で
ある。 なお、比較のため、従来例の第１流動層反応装
置で生成したUO2F2粉末をそのまま還元により
UO2粉末とした比較例を併せ示す。 本実施例で使用した流動層反応装置の反応部の
径はいずれも8.3cmで、操作条件および得られた
UO2粉末の物性例をそれぞれ第１表〜第５表およ
び第６表に示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
このように、本発明方法によつて得られたUO2
粉末は、従来例のものに比べて、ると、かさ密度
および粒子径が小さくて比表面積が大きく活性度
が高く、更に、残留Ｆ量が少なく、原子炉燃料用
二酸化ウランペレツトの製造に好適である。 （発明の効果） 本発明は以上の構成をとることによつて、次の
効果を示す。 (1) 従来の乾式法では得るのが難しかつた活性が
高くかつ残留Ｆ量が少なく、同時に流動性が極
めて良好な原子炉燃料用に好適な二酸化ウラン
粉末を得ることができる。 (2) 流動性がよいので後続工程での粉末のハンド
リングが容易となると共に原子炉燃料用ペレツ
ト製造に際して通常行われる造粒操作を省略で
きる。
粉末は、従来例のものに比べて、ると、かさ密度
および粒子径が小さくて比表面積が大きく活性度
が高く、更に、残留Ｆ量が少なく、原子炉燃料用
二酸化ウランペレツトの製造に好適である。 （発明の効果） 本発明は以上の構成をとることによつて、次の
効果を示す。 (1) 従来の乾式法では得るのが難しかつた活性が
高くかつ残留Ｆ量が少なく、同時に流動性が極
めて良好な原子炉燃料用に好適な二酸化ウラン
粉末を得ることができる。 (2) 流動性がよいので後続工程での粉末のハンド
リングが容易となると共に原子炉燃料用ペレツ
ト製造に際して通常行われる造粒操作を省略で
きる。
図面は本発明の一実施例に使用される装置系統
図である。 図において、１…気化器、２，５，６，７…流
動層反応装置、２ａ…HF凝縮器、２ｂ…HF水
溶液受器、８…製品受器、９〜１５…導管、１６
…排気処理系。
図である。 図において、１…気化器、２，５，６，７…流
動層反応装置、２ａ…HF凝縮器、２ｂ…HF水
溶液受器、８…製品受器、９〜１５…導管、１６
…排気処理系。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (a) 流動層反応装置にUF6ガスと水蒸気を吹
込んで該UF6をUO2F2粒子とする第１ステツ
プ、 (b) 第１ステツプからのUO2F2粒子にアンモニ
ア水溶液を作用させて重ウラン酸アンモニウム
とする第２ステツプ、 (c) 第２ステツプの生成物を乾燥、脱水する第３
ステツプ、 (d) 第３ステツプの生成物を水素ガスあるいは水
素ガスおよび水蒸気にてUO2粉末に変換する第
４ステツプ、 の組合せにより六フツ化ウランを二酸化ウラン粉
末に変換する方法。 ２ (a) 流動層反応装置にUF6ガスと水蒸気を吹
込んで該UF6をUO2F2粒子とする第１ステツ
プ、 (b) 第１ステツプからのUO2F2粒子にアンモニ
ア水溶液を作用させて重ウラン酸アンモニウム
とする第２ステツプ、 (c) 第２ステツプの生成物を乾燥、脱水する第３
ステツプ、 (d) 第３ステツプの生成物を水蒸気にてUO3およ
び／またはU3O8に変換する第４ステツプ、 (e) 第４ステツプからのUO3および／または
U3O8を水素ガスまたは水素ガスおよび水蒸気
にてUO2粉末に変換する第５ステツプ、 の組合せにより六フツ化ウランを二酸化ウラン粉
末に変換する方法。 ３ 前記UF6ガスと水蒸気の流動層反応装置への
吹込みを二流体ノズルによつて行う特許請求の範
囲１〜２のいずれか一項に記載の方法。 ４ 前記第２ステツプの生成物を乾燥、脱水する
第３ステツプと第３ステツプの生成物を水素ガス
あるいは水素ガスおよび水蒸気にてUO2粉末に変
換する第４ステツプとを流動層反応装置にて行う
特許請求の範囲１に記載の方法。 ５ 前記第２ステツプの生成物を乾燥、脱水する
第３ステツプと第３ステツプの生成物を水蒸気に
てUO3および／またはU3O8に変換する第４ステ
ツプと第４ステツプからのUO3および／または
U3O8を水素ガスあるいは水素ガスおよび水蒸気
にてUO2に変換する第５ステツプを流動層反応装
置にて行う特許請求の範囲２に記載の方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60121292A JPS61281019A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 六フツ化ウランを二酸化ウランに変換する方法 |
| KR1019860003750A KR890004802B1 (ko) | 1985-06-04 | 1986-05-14 | 6불화 우라늄을 이산화우라늄으로 변환하는 방법 |
| GB8613325A GB2177386B (en) | 1985-06-04 | 1986-06-02 | A process for conversion of uf6 to uo2 |
| US06/869,665 US4808390A (en) | 1985-06-04 | 1986-06-02 | Process for converting UF6 into UO2 |
| FR868607975A FR2582641B1 (fr) | 1985-06-04 | 1986-06-03 | Procede de conversion d'uf6 en uo2 |
| DE19863618695 DE3618695A1 (de) | 1985-06-04 | 1986-06-04 | Verfahren zur umwandlung von uf(pfeil abwaerts)6(pfeil abwaerts) in uo(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) |
| CN86103859A CN1007344B (zh) | 1985-06-04 | 1986-06-04 | 六氟化铀转换成二氟化铀的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60121292A JPS61281019A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 六フツ化ウランを二酸化ウランに変換する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61281019A JPS61281019A (ja) | 1986-12-11 |
| JPH0313172B2 true JPH0313172B2 (ja) | 1991-02-21 |
Family
ID=14807646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60121292A Granted JPS61281019A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 六フツ化ウランを二酸化ウランに変換する方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4808390A (ja) |
| JP (1) | JPS61281019A (ja) |
| KR (1) | KR890004802B1 (ja) |
| CN (1) | CN1007344B (ja) |
| DE (1) | DE3618695A1 (ja) |
| FR (1) | FR2582641B1 (ja) |
| GB (1) | GB2177386B (ja) |
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| JPH0653572B2 (ja) * | 1986-05-27 | 1994-07-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 六フツ化ウランから二酸化ウランを製造する方法 |
| US5077020A (en) * | 1989-12-20 | 1991-12-31 | Westinghouse Electric Corp. | Metal recovery process using waterglass |
| US5251564A (en) * | 1990-04-26 | 1993-10-12 | Rim Julius J | Combustion box exhaust filtration system and method |
| US5085049A (en) * | 1990-07-09 | 1992-02-04 | Rim Julius J | Diesel engine exhaust filtration system and method |
| US5139709A (en) * | 1991-02-04 | 1992-08-18 | Institute Of Nuclear Energy Research, Chinese Atomic Energy Council, Taiwan | Process for converting uranyl compounds to UO2 via ADU |
| JPH0751444B2 (ja) * | 1991-02-20 | 1995-06-05 | インスティチュート・オブ・ヌクリアー・エナージィ・リサーチ・チャイニーズ・アトミック・エナージィ・カウンシル・タイワン・アール・オー・シー | ウラニル化合物をａｄｕを経てｕｏ２に転化する方法 |
| US5098677A (en) * | 1991-04-05 | 1992-03-24 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Actinide metal processing |
| CA2137635C (en) * | 1994-12-08 | 2007-09-04 | Brian C. Olson | Reaction of uranium fluorides with mineral acids to recover hydrogen fluoride |
| US5752158A (en) * | 1996-04-19 | 1998-05-12 | M4 Environmental L.P. | Thermal process for the conversion of uranium hexafluoride |
| EP1081716B1 (en) * | 1999-09-06 | 2004-05-12 | European Community | Method for producing nuclear fuel pellets of the mox type |
| US7824640B1 (en) * | 2006-07-25 | 2010-11-02 | Westinghouse Electric Co. Llc | Two step dry UO2 production process utilizing a positive sealing valve means between steps |
| CN102153143B (zh) * | 2011-04-15 | 2013-01-02 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种重铀酸铵的制备工艺方法及装置 |
| US9567237B2 (en) * | 2012-11-16 | 2017-02-14 | Honeywell International Inc. | Separation and recovery of molybdenum values from uranium process distillate |
| CN104045112B (zh) * | 2013-03-14 | 2015-11-25 | 中核四0四有限公司 | 一种三氧化铀流化床氢还原工艺 |
| ES2992890T3 (en) | 2018-10-09 | 2024-12-19 | Framatome Sa | Process and facility for converting uranium hexafluoride into uranium dioxide |
| CN112811470A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-05-18 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种六氟化铀干法制备高纯氟化铀酰粉末的方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB979351A (en) * | 1961-01-23 | 1965-01-01 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to the manufacture of uranium dioxide |
| US3394997A (en) * | 1965-04-12 | 1968-07-30 | Gen Electric | Method of preparing uranium diuranate |
| DE1592471C3 (de) * | 1966-04-02 | 1978-11-30 | Nukem Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zur Herstellung von Urandioxidpulvern und -granulaten |
| SE328559B (ja) * | 1967-03-01 | 1970-09-21 | Nukem Gmbh | |
| US3579311A (en) * | 1968-04-25 | 1971-05-18 | Gen Electric | Process and apparatus for producing uo2 powder |
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| JPS5039435A (ja) * | 1973-08-10 | 1975-04-11 | ||
| US4053559A (en) * | 1976-06-14 | 1977-10-11 | Westinghouse Electric Corporation | Production of uranium dioxide |
| US4120936A (en) * | 1977-02-28 | 1978-10-17 | Exxon Research & Engineering Co. | Process for conversion of UF6 to UO2 |
| JPS5551855A (en) * | 1978-10-04 | 1980-04-15 | Yoneda Masaharu | Head and needle of knitting machine |
| JPS5692124A (en) * | 1979-12-10 | 1981-07-25 | British Nuclear Fuels Ltd | Conversion to oxide of uranium from uranium hexafluoride |
| JPS5950030A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-22 | Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd | 二酸化ウラン粉末の製造法 |
| JPS59137320A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-07 | Mitsubishi Metal Corp | 二酸化ウラン粉末の製法 |
-
1985
- 1985-06-04 JP JP60121292A patent/JPS61281019A/ja active Granted
-
1986
- 1986-05-14 KR KR1019860003750A patent/KR890004802B1/ko not_active Expired
- 1986-06-02 GB GB8613325A patent/GB2177386B/en not_active Expired
- 1986-06-02 US US06/869,665 patent/US4808390A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-03 FR FR868607975A patent/FR2582641B1/fr not_active Expired
- 1986-06-04 DE DE19863618695 patent/DE3618695A1/de active Granted
- 1986-06-04 CN CN86103859A patent/CN1007344B/zh not_active Expired
Also Published As
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| KR890004802B1 (ko) | 1989-11-27 |
| DE3618695C2 (ja) | 1991-02-28 |
| US4808390A (en) | 1989-02-28 |
| GB2177386A (en) | 1987-01-21 |
| JPS61281019A (ja) | 1986-12-11 |
| KR870000244A (ko) | 1987-02-17 |
| DE3618695A1 (de) | 1986-12-04 |
| CN1007344B (zh) | 1990-03-28 |
| GB2177386B (en) | 1989-03-30 |
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| FR2582641B1 (fr) | 1989-12-22 |
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| GB8613325D0 (en) | 1986-07-09 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |