JPS631247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は六フツ化ウランから湿式法によつて
二酸化ウラン粉末を製造する工程におけるウラン
化合物連続過乾燥方法及び装置に関する。

発電用原子炉燃料の原料である二酸化ウラン粉
末の製造方法には湿式の場合、通常次のプロセス
によつて製造される２つの方法がある。その一つ
は、固体の六フツ化ウラン（UF₆）を加熱気化さ
せ、この六フツ化ウランガスに純水を接触させて
加水分解してフツ化ウラニル（UO₂F₂）の水溶
液とし、この水溶液にアンモニア水を加えて重ウ
ラン酸アンモニウム（ADU）の沈殿を生成せし
め、このスラリー溶液を過し、得られた沈殿物
（ケーキ）を洗浄、乾燥後、粉砕して得たADU粉
を焙焼還元炉で焙焼還元して二酸化ウラン粉末を
製造する方法である。

もう一つは、前記六フツ化ウラン（UF₆）ガス
を炭酸アンモニウム水溶液と反応させて炭酸ウラ
ニルアンモニウム（AUC）の沈殿を生成せしめ、
このスラリー溶液を過し、得られたケーキを洗
浄、乾燥後、AUC粉を焙焼還元炉に供給して二
酸化ウラン粉末を製造する方法である。

一般に前者はADU法、後者はAUC法と呼ばれ
ている。

前記ADU等のウラン化合物スラリーを連続的
に過乾燥するには一例として次の方法がとられ
ている。即ち、第１図に示すベルトフイルタ１に
おいて、ADUスラリーがパイプ２より、回転す
るドラム３，４に巻回された多孔を有するゴムベ
ルト５及び布６上に供給されると、配管７より
洗浄水が供給され、ADUスラリーは、その中の
フツ化アンモニウムが除去され、さらに細孔８を
有する排水管９上において布６、ゴムベルト５
を介して水分が脱水され、含水率30％〜40％の湿
潤ケーキ１０とされる。

この布６上のケーキ１０はスクレーパ１１に
より掻き落され、第２図に示す特開昭50−87999
に開示されたベルト乾燥機１２のホツパ１３に供
給される。

ホツパ１３に供給されたケーキ１０は、ホツパ
１３よりスチームで加熱された一対の回転する加
熱ロール１４，１４間に投入され、ここで予備乾
燥されてフレーク状ADU１５となり、ベルトコ
ンベア１６上に落下し、このベルトコンベア１６
により搬送される間に熱風等により乾燥され、水
分10％以下のフレーク状ADUとされて搬出され
る。

ところが、従来のこのようなウラン化合物連続
過乾燥方法においては、ADU粉のロスが大で
あり、ゴムベルト５、布６及びベルトコンベア
１６のベルト部がいずれも長大なものとなり、従
つてこのベルト部を収容するベルト乾燥機１２の
ケーシング１７も大型となり、使用する装置全体
が大型化し、装置の保守作業も大変であり、また
ベルトフイルタから排出される液の処理も布
に洗浄水を使用する関係上多量の液を処理する
ことになりこれまた大変であつた。また濃縮度
（濃縮ウラン中におけるU²³⁵の存在比）の異なる
濃縮ウランのロツトを流す場合には、濃縮度の混
合が起らないように装置からADU粉を回収する
クリーンナツプ作業を行なうが、上述のような大
型設備装置では多くの労力を必要とし、特に
ADU粉のロスが大となる欠点があつた。

この発明は前記事情に鑑みてなされたもので、
ウラン化合物スラリーを遠心分離過法によつて
脱水して生成したケーキを最も可塑性の出る含水
率27％〜20％に保持することによりこのケーキ
を、加熱されたダブルドラムドライヤによつてケ
ーキ厚さをフイルム状に伸ばして乾燥され易い厚
さ２mm以下に制御することができ、従つてケーキ
を迅速に乾燥することができ、使用する装置が小
型化し、作業性が向上し、ウラン化合物のロスを
大幅に減少させることができるウラン化合物連続
過乾燥方法及び装置を提供することを目的とす
る。

以下、この発明のウラン化合物連続過乾燥装
置の一実施例を第３図及び第４図に基づいて説明
する。なお、この発明のウラン化合物連続過乾
燥方法については、この発明のウラン化合物連続
過乾燥装置の説明によつて自ずと明らかになる
であろうからその説明は省略する。

一般に、粉末と水の混合物を乾燥脱水していく
と、ある水分領域で可塑性が急激に上昇する。こ
の発明の発明者らはADU沈殿物の水分量と粘性
の関係についての実験を行ない、次の知見を得
た。即ち、スラリー状のADUを紙で過し、
水分37％のADUケーキを用意する。これをステ
ンレス製の乾燥皿に入れ、この乾燥皿の底部を
徐々に加熱しながらこのADUをスパチユラで撹
拌しつつ乾燥する。すると、ADUケーキの水分
量が減少し、この水分量が27％〜20％に減少した
時点でADUの可塑性が急激に増し、さらに撹拌
乾燥を続けると水分量が20％を下回りADUの可
塑性が再びなくなり、粉末状となる。上述の粘性
の高いADUケーキを第２図に示す加熱ロール１
４，１４間に通すと、この加熱ロール１４，１４
間間隔を２mm以下に減少させても、その高い可塑
性のためにペースト状となつたADUが加熱ロー
ル外周面に一様に圧着され、その後急速に乾燥さ
れ粉末状となる。

この実験によつて加熱ロール１４，１４間へ水
分量が27％〜20％のADUケーキを通すとフレー
ク状の乾燥ADUを容易につくることができるの
が分つた。

そこで、この水分量が27％〜20％のADUケー
キを効率的につくるために第３図に示す横型遠心
分離機２１を用いることになつた。、この横型遠
心分離機２１について説明すると、第３図中２２
はケーシングであり、このケーシング２２の両端
下部にはそれぞれ排出孔２２ａ，２２ｂが設けら
れている。ケーシング２２内には一端にプレート
ダム２３を、他端に底板２４を有する回転筒２５
が回転自在に設けられている。この回転筒２５の
底板２４側約1/3部はテーパ状に縮径されている。
プレートダム２３には開口２６が形成され、回転
筒２５の外周面から開口２６までの距離は調整可
能とされている。底板２４の中心部には中空軸２
７が貫通して固着されている。この中空軸２７は
ケーシング２２に取り付けられた軸受２８により
回転自在に支持されている。また、回転筒外周壁
の底板２４に近接する部分には複数の孔２９が形
成されている。

また、回転筒２５内にはスクリユー羽根３０を
有するスクリユーコンベア３１が回転筒２５と同
軸的にかつ回転筒２５と相対回転可能に設けられ
ている。このスクリユーコンベア３１の中心軸３
２の中空軸２７側部中心には穴３４が形成され、
この穴３４には前記中空軸２７が摺動回転自在に
嵌入されている。この中空軸２７内にはフイード
チユーブ３３が嵌入されている。穴３４の一端は
中心軸３２のほぼ中央部で中心軸３２の半径方向
に曲り、中心軸３２の外周に開口３２ａし、他端
は中心軸３２の軸端に開口している。フイードチ
ユーブ３３はADUスラリー槽（図示せず）に連
結されている。また中心軸３２のプレートダム２
３側の端部は、このプレートダム２３を貫通して
ケーシング２２に取り付けられた軸受３５により
回転自在に支持され、かつこの軸受３５より外方
へ突出している。回転筒２５は、ケーシング２２
に取り付けられたモータ３６によりプーリ３７、
ベルト３８、中空軸２７に嵌合固定されたプーリ
３９を介して高速回転させられるようになされて
いる。

また、スクリユーコンベア３１は、中心軸３２
のプレートダム２３側端に連結されたギヤボツク
ス４０を介してバツクドライブ機構４１に連結さ
れている。

そして、モータ３６を駆動すると、プーリ３
７，３９、ベルト３８、中空軸２７を介して回転
筒２５が回転し、バツクドライブ機構４１を駆動
すると、スクリユーコンベア３１が回転筒２５の
回転に対し回転差を与えられて回転する。

そこで、ADUスラリー槽よりフイードチユー
ブ３３内へADUスラリーが連続的に送給される
と、このADUスラリーは中心軸３２の開口３２
ａより回転筒２５内へ放出され、高速回転する回
転筒２５の遠心力により固形物であるADUケー
キ４２と分離液４３とに分離され、ADUケーキ
４２はスクリユー羽根３０により底板２４側へ搬
送され、孔２９よりケーシング２２の第３図にお
ける右端内部へ放出され、固形物排出口２２ｂよ
り排出し、一方分離液４３はプレートダム２３の
開口２６より溢出して液排出口２２ａより排出す
る。本願発明に必要なADUケーキの水分を27％
〜20％にするためにはADUケーキの水分制御が
容易に可能であり且つ装置がコンパクトな前記公
知の遠心分離機が適している。

排出口２２ｂより排出したADUケーキ４２は
固形物排出口２２ｂの下方に配設された第４図に
示すウラン化合物連続乾燥成形機５１内へ供給さ
れる。

このウラン化合物連続乾燥成形機５１について
説明すると、第４図中５２はホツパであり、この
ホツパ５２の上部にはダブルドラムドライヤ５３
が設けられている。このダブルドラムドライヤ
は、ホツパ５２に回転自在にかつ相互間に間隙を
設けて並設された２つの回転ドラム５４，５４か
らなつている。これら回転ドラム５４，５４は相
互に近接離間可能にホツパ５２に移動自在にかつ
回転自在に取り付けられ、回転ドラム５４，５４
相互間の間隙を調整自在とされている。また、両
回転ドラム５４，５４内には蒸気が流通可能とさ
れている。

回転ドラム５４，５４の下部外側にはスクレー
パ５５，５５が一般に知られた手段により取付角
度調整可能にかつ回転ドラム５４，５４との隙間
調整可能に取り付けられている。

また、ホツパ５２の下部にはモータ５６の駆動
により作動するスクリユーフイーダ５７が設けら
れている。

次に、前記のように構成されたウラン化合物連
続乾燥成形装置の作用について説明する。

(1) モータ３６、バツクドライブ機構４１を駆動
し、ウラン化合物連続乾燥成形機５１の両回転
ドラム５４，５４内へ100℃〜150℃の加熱蒸気
を流通させ、回転ドラム５４，５４を回転さ
せ、ウラン化合物スラリーをフイードチユーブ
３３内に送給する。すると、このウラン化合物
スラリーはフイードチユーブ３３内を通り中心
軸３２内に入り、その開口３２ａより回転筒２
５内へ噴出する。

(2) このウラン化合物スラリーは高速回転してい
る回転筒２５によりADUケーキ４２と分離液
４３とに遠心分離され、即ち重いADU固形物
であるADUケーキ４２は回転筒２５の内壁面
に押し付けられ、軽い分離液４３はADUケー
キ４２の内側に分離する。

(3) 回転筒２５の内壁面側のADUケーキ４２は
スクリユーコンベア３１により回転筒２５内で
底板２４側へ搬送され、所定の水分量となつて
孔２９よりケーシング２２内へ放出され、排出
口２２ｂより排出する。なお、排出口２２ｂよ
り排出するADUケーキ４２の水分量は、回転
筒２５の回転速度、回転筒２５とスクリユーコ
ンベア３１との回転数の差プレートダム２３の
開口２６の位置、ADUスラリーの供給量によ
つて決まり、予め27％〜20％になるように調整
されている。

(4) 前記(2)においてADUケーキ４２の内側に分
離された分離液４３は、プレートダム２３によ
り、回転筒２５の内壁面から所定の深さを保ち
つつ、プレートダム２３側へいく程清澄とな
り、プレートダム２３の開口２６より溢流して
ケーシング２２の液排出口２２ａより排出す
る。

(5) 排出口２２ｂより排出した水分量27％〜20％
のADUケーキ４２は、ウラン化合物連続乾燥
成形機５１の回転ドラム５４，５４間隙が前記
ケーキがフイルム状に伸びて乾燥される厚さ本
実施例の装置では２mm以下に予め調整されたダ
ブルドラムドライヤ５３へ供給される。

(6) ダブルドラムドライヤ５３へ供給された
ADUケーキ４２は両回転ドラム５４，５４に
より圧縮されて厚さ２mm以下の板状となり、こ
のADUケーキ４２が高い粘度を有することか
ら、回転ドラム５４，５４の外周面に付着し、
回転ドラム５４，５４と共に回動する間にこれ
ら回転ドラム５４，５４内を流通する加熱蒸気
により急激に加熱乾燥され、スクレーパ５５に
より掻き落され、ホツパ５２下部のスクリユー
フイーダ５７により図示しない所定の容器また
は装置へ送給される。ダブルドラムドライヤの
間隙は、ADUケーキがその水分量における可
塑性によりフイルム状に伸びて回転ドラム５４
に付着して所期の乾燥度のフレークを形成する
目的から、広すぎてADUケーキが回転ドラム
５４に付着せず乾燥不足分のまま落下したり、
狭すぎてADUケーキの処理量が低下したりし
ないようにADUケーキ投入量とADUケーキ水
分量に対し調整される。

以上説明したようにこの発明によれば、ウラン
化合物スラリーを遠心分離過法によつて脱水し
て生成したケーキを最も可塑性の出る含水率27％
〜20％に保持すると共にこのケーキを、加熱され
たダブルドラムドライヤによつて前記ケーキをフ
イルム状に伸ばして乾燥され易い厚さ２mm以下に
制御する構成であるから、(1)装置が小型化され、
従来の約1/5となり、設置場所を大幅に減少させ
ることができる。(2)また、従来用いられていた長
尺のベルト等へのウラン化合物の付着ロス及び送
風による粉塵状ロス等がなくなり、かつ前記装置
の小型化によりクリーンナツプ作業が容易化し、
(3)装置の維持管理が容易となり、(4)乾燥効率が向
上する等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のベルトフイルタを用いたウラン
化合物連続過乾燥装置の概略説明図、第２図は
第１図の―線に沿う概略断面図、第３図及び
第４図はこの発明の方法に使用される装置の一実
施例を示すもので、第３図はその遠心分離機の縦
断面図、第４図はその概略縦断面図である。 ２１…横型遠心分離機、２２…ケーシング、２
２ａ…液排出口、２２ｂ…固形物排出口、２３…
プレートダム、２４…底板、２５…回転筒、３１
…スクリユーコンベア、３２…中心軸、３３…フ
イードチユーブ、３４…穴、３６…モータ、４１
…バツクドライブ機構、４２…ADUケーキ、５
２…ホツパ、５４…回転ドラム、５５…スクレー
パ、５７…スクリユーフイーダ（粉体搬送機構）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続的にウラン化合物スラリーから水分を脱
   水して乾燥するウラン化合物連続過乾燥方法に
   おいて、前記ウラン化合物スラリーから水分を遠
   心分離機により分離して過脱水し、これにより
   生成するケーキを最も可塑性の出る含水率27％〜
   20％に保持し、このケーキを対をなしかつ加熱さ
   れた回転するドラム間に前記ケーキがフイルム状
   に伸びて乾燥される厚さ２mm以下に制御して乾燥
   することを特徴とするウラン化合物連続過乾燥
   方法。 ２ 回転する回転筒内に導かれたスラリーを遠心
   力により固形物と分離液とに分離してこれらをそ
   れぞれ前記回転筒内に設けられたスクリユーコン
   ベアにより固形物排出口、液排出口より排出する
   遠心分離機と、前記固形物排出口の下方に設けら
   れたホツパと、このホツパの上部に相互に近接離
   間可能にかつ相互間間隙を調整自在にかつ回転自
   在に設けられた複数の回転ドラムと、これら複数
   の回転ドラムの下部両側に位置調整自在に設けら
   れたスクレーパと、前記ホツパの下部に設けられ
   た粉体圧送機構とからなることを特徴とするウラ
   ン化合物連続過乾燥装置。