[go: up one dir, main page]

RU2158973C2 - Method for recovery of uranium-containing compounds - Google Patents

Method for recovery of uranium-containing compounds Download PDF

Info

Publication number
RU2158973C2
RU2158973C2 RU99102291A RU99102291A RU2158973C2 RU 2158973 C2 RU2158973 C2 RU 2158973C2 RU 99102291 A RU99102291 A RU 99102291A RU 99102291 A RU99102291 A RU 99102291A RU 2158973 C2 RU2158973 C2 RU 2158973C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
uranium
aluminum
compounds
carbide
oxide
Prior art date
Application number
RU99102291A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.С. Маскаев
С.Е. Шмелев
Е.К. Дьяков
В.И. Старшинов
Original Assignee
Отделение "Высокотемпературные технологии и конструкции", Государственный научно-исследовательский институт, Научно-производственное объединение "Луч"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Отделение "Высокотемпературные технологии и конструкции", Государственный научно-исследовательский институт, Научно-производственное объединение "Луч" filed Critical Отделение "Высокотемпературные технологии и конструкции", Государственный научно-исследовательский институт, Научно-производственное объединение "Луч"
Priority to RU99102291A priority Critical patent/RU2158973C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2158973C2 publication Critical patent/RU2158973C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: recovery of radioactive wastes. SUBSTANCE: method is used for recovery of uranium-aluminum compounds to extract commercial uranium monoxide-oxide and refined metal aluminum from compounds. Uranium-aluminum compound is brought in contact with carbon component; stepped heating is conducted in vacuum including isothermal seasoning at melting point of intermetallic components; vacuum distillation of aluminum is made; uranium-containing component is transformed to high- melting carbide compounds; aluminum carbide is subjected to disintegration in the course of isothermal seasoning at its dissociation temperature; uranium-containing carbide compounds are cooled down, crushed, subjected to oxidizing roasting until carbon is fully extracted and uranium monoxide- oxide is produced and subjected to hydrometallurgic cleaning. EFFECT: improved efficiency and environmental safety.

Description

Изобретение относится к способам переработки урансодержащих материалов, а именно - к переработке уран-алюминиевых композиций. The invention relates to methods for processing uranium-containing materials, namely to the processing of uranium-aluminum compositions.

Эти композиции при концентрации алюминия от 72 до 86 мас.% состоят из металлического алюминия и ряда интерметаллидных фаз UAl2, UAl3, UAl4. Кроме того, в композициях может содержаться значительное количество (до нескольких процентов) других соединений алюминия, например, AlSi3, Al2Zr, Al2O3, обусловленных примесями, привнесенными в композиции исходными реагентами (ураном и алюминием) и технологическими компонентами на стадии изготовления компактных изделий (N2, O2, Si, Fe, Zr и др.).These compositions at an aluminum concentration of 72 to 86 wt.% Consist of metallic aluminum and a number of intermetallic phases UAl 2 , UAl 3 , UAl 4 . In addition, the compositions may contain a significant amount (up to several percent) of other aluminum compounds, for example, AlSi 3 , Al 2 Zr, Al 2 O 3 , due to impurities introduced into the composition by the starting reagents (uranium and aluminum) and technological components at the stage manufacturing compact products (N 2 , O 2 , Si, Fe, Zr, etc.).

Задача переработки уран-алюминиевых композиций с целью извлечения из них закиси-окиси урана является актуальной проблемой разработки экологически безопасного и сравнительно недорогого технологического процесса извлечения компонентов. Ее решение позволит существенно уменьшить количество подлежащих захоронению радиационно и химически опасных уран-алюминиевых отходов. The task of processing uranium-aluminum compositions in order to extract uranium oxide-uranium from them is an urgent problem of developing an environmentally friendly and relatively inexpensive technological process for the extraction of components. Its solution will significantly reduce the amount of radiation and chemically hazardous uranium-aluminum waste to be disposed of.

Химическая активность алюминия не позволяет с помощью известных способов переработки урансодержащих композиций обеспечить его извлечения в виде чистого металла без дополнительных операций восстановления и очистки. The chemical activity of aluminum does not allow using known methods for processing uranium-containing compositions to ensure its extraction in the form of pure metal without additional recovery and purification operations.

Известные способы гидрометаллургической переработки уран-алюминиевых сплавов основаны на растворении композиций в азотной кислоте и щелочах с применением в качестве катализатора ртути; процессе экстракции или реэкстракции с использованием органических экстрагентов; последующем рафинировании урана от примесей с помощью оксалатной или пероксидной переочистки; осаждении урана и получении закись-окиси или двуокиси в качестве готовой продукции. (См. "Переработка ядерного горючего" под редакцией С.Столяра и Р.Ричарда, Москва, Атомиздат, 1964 г., стр. 63-67, 76-86; "Переработка топлива энергетических реакторов" Сборник статей, Москва, Атомиздат, 1972 г.)
Недостатком известных способов является то, что алюминий не отделяется от урана перед экстракцией, что требует приготовления больших объемов растворов (≈7000 л, на 1 кг урана) для обеспечения требуемой чистоты закиси-окиси урана по алюминию и другим примесям. Кроме того в отходах от переработки содержится много ртути, что вызывает коррозию и усложняет процесс их утилизации и приводит к значительным потерям урана и сбросу токсичных веществ в окружающую среду, что и определяет экологическую опасность производства. Существует потенциальная опасность взрыва из-за присутствия водорода и кислорода в отходящих газах в процессе переработки. Используемые химические методы не позволяют непосредственно получить металлический алюминий.
Known methods for hydrometallurgical processing of uranium-aluminum alloys are based on the dissolution of compositions in nitric acid and alkalis using mercury as a catalyst; the process of extraction or re-extraction using organic extractants; subsequent refinement of uranium from impurities using oxalate or peroxide refining; precipitation of uranium and getting oxide-oxide or dioxide as a finished product. (See "Nuclear fuel reprocessing" edited by S. Stolyar and R. Richard, Moscow, Atomizdat, 1964, pp. 63-67, 76-86; "Fuel reprocessing of power reactors" Collection of articles, Moscow, Atomizdat, 1972 g.)
A disadvantage of the known methods is that aluminum does not separate from uranium before extraction, which requires the preparation of large volumes of solutions (≈7000 l, per 1 kg of uranium) to ensure the required purity of uranium oxide-alumina in aluminum and other impurities. In addition, the waste from processing contains a lot of mercury, which causes corrosion and complicates the process of their disposal and leads to significant losses of uranium and the release of toxic substances into the environment, which determines the environmental hazard of production. There is a potential explosion hazard due to the presence of hydrogen and oxygen in the exhaust gas during processing. The chemical methods used do not allow the direct production of aluminum metal.

Наиболее близким к заявляемому способу по решаемой технической задаче - прототипом - является способ переработки уран-бериллиевых композиций, включающий нагрев до расплавления; вакуумную отгонку и конденсацию бериллия; кристаллизацию нелетучего остатка и его обжиг в атмосфере воздуха; обработку закись-окиси урана в азотной кислоте с подогревом ее до кипения; фильтрацию уранилнитрата и его двойное пероксидное осаждение при pH 1,5-2,0; причем пероксид после каждого осаждения обжигают в атмосфере воздуха при температуре 750-800oC в течение 2 ч, а конденсат бериллия дистиллируют в вакууме при давлении не выше 1•10-5 тор и температуре не выше 1400-1500oC (см. патент России N2106029, MK G 21 C 19/44, C 01 G 43/01, C 22 B 35/00, от 27.02.1998 г. ).Closest to the claimed method according to the technical problem to be solved - the prototype - is a method of processing uranium-beryllium compositions, including heating until molten; vacuum distillation and condensation of beryllium; crystallization of the non-volatile residue and its calcination in an air atmosphere; processing of uranium oxide in nitric acid with heating to a boil; filtration of uranyl nitrate and its double peroxide precipitation at a pH of 1.5-2.0; moreover, after each deposition, the peroxide is fired in an atmosphere of air at a temperature of 750-800 o C for 2 hours, and the beryllium condensate is distilled in vacuum at a pressure of not higher than 1 • 10 -5 torr and a temperature of not higher than 1400-1500 o C (see patent Russia N2106029, MK G 21 C 19/44, C 01 G 43/01, C 22 B 35/00, dated 02.27.1998).

Недостатком известного способа является то, что на стадии пирометаллургического процесса не удаляются технологические примеси и остается до 5 мас.% бериллия, которые переходят в процессе обжига урансодержащего компонента в окислы, что обуславливает проведение пероксидного осаждения для финишной очистки закиси-окиси урана. Кроме того содержание урана до 0,01 мас.% требует вакуумной дистилляции для снижения содержания урана в получаемом бериллии до допустимого уровня. The disadvantage of this method is that at the stage of the pyrometallurgical process technological impurities are not removed and up to 5 wt.% Beryllium remains, which are converted into oxides during the burning of the uranium-containing component, which leads to peroxide deposition for the final purification of uranium oxide. In addition, the uranium content to 0.01 wt.% Requires vacuum distillation to reduce the uranium content in the resulting beryllium to an acceptable level.

Задачей авторов является разработка технологического процесса переработки уран-алюминиевых композиций, обеспечивающего достижение цели изобретения - эффективного и экологически безопасного извлечения из композиций товарной окиси-закиси урана и рафинированного металлического алюминия. The authors' task is to develop a technological process for the processing of uranium-aluminum compositions, which ensures the achievement of the purpose of the invention - effective and environmentally safe extraction of commercial uranium oxide and refined metal aluminum from the compositions.

Поставленная цель достигается в отличие от известного способа тем, что уран-алюминиевую композицию приводят в контакт с углеродной компонентой; проводят ступенчатый нагрев в вакууме с изотермическими выдержками при температурах плавления интерметаллидов; проводят вакуумную отгонку алюминия; переводят урансодержащую компоненту в тугоплавкие карбидные соединения; проводят разложение карбида алюминия в ходе изотермической выдержки при температуре его диссоциации; урансодержащие карбидные соединения охлаждают; измельчают; проводят окислительный обжиг до полного удаления углерода и образования закиси-окиси урана; а неиспарившиеся технологические примеси удаляют гидрометаллургической обработкой полученного продукта. This goal is achieved in contrast to the known method in that the uranium-aluminum composition is brought into contact with the carbon component; conduct stepwise heating in vacuum with isothermal extracts at the melting points of the intermetallic compounds; conduct vacuum distillation of aluminum; the uranium-containing component is converted to refractory carbide compounds; carry out the decomposition of aluminum carbide during isothermal exposure at the temperature of its dissociation; uranium carbide compounds are cooled; crushed; conduct oxidative roasting until carbon is completely removed and uranium oxide is formed; and non-evaporated process impurities are removed by hydrometallurgical treatment of the resulting product.

Сущность заявляемого способа заключается в следующем. The essence of the proposed method is as follows.

Контакт уран-алюминиевых сплавов с углеродной компонентой (сажа, графит, углеродное волокно) необходим для того, чтобы уже на стадии плавления интерметаллида связать уран в карбидное соединение с температурой плавления на 1700-1800oC выше, чем температура плавления алюминия.The contact of uranium-aluminum alloys with a carbon component (carbon black, graphite, carbon fiber) is necessary in order to bind uranium into a carbide compound with a melting point 1700-1800 o C higher than the melting point of aluminum already at the stage of melting of the intermetallic compound.

На стадии пирометаллургической обработки (отгонка алюминия в вакууме) обеспечивается эффективное разделение уран-алюминиевых сплавов на компоненты, отличающиеся по упругости паров на 10-12 порядков, что позволяет селективно выделить металлический алюминий, находящийся в виде интерметаллидов и металла. At the stage of pyrometallurgical processing (distillation of aluminum in vacuum), efficient separation of uranium-aluminum alloys into components that differ in vapor elasticity by 10-12 orders of magnitude is ensured, which makes it possible to selectively select metallic aluminum, which is in the form of intermetallic compounds and metal.

Процесс образования урансодержащих карбидов сопровождается экзотермическим эффектом, который может спонтанно повысить температуру процесса на 1000-1200oC на один моль исходной уран-алюминиевой композиции. Такое повышение температуры может привести к разрушению оснастки и испарению урана, не связанного в карбидное соединение. Для исключения такого эффекта процесс ведут ступенчато с изотермическими выдержками при температурах плавления интерметаллидов урана, во время которых расплав карбидизируется без лавинообразного развития процесса.The process of formation of uranium-containing carbides is accompanied by an exothermic effect, which can spontaneously increase the process temperature by 1000-1200 o C per mole of the initial uranium-aluminum composition. Such an increase in temperature can lead to the destruction of equipment and the evaporation of uranium not bound in a carbide compound. To eliminate this effect, the process is carried out stepwise with isothermal holdings at the melting temperatures of uranium intermetallic compounds, during which the melt is carbidized without an avalanche-like development of the process.

Первую изотермическую выдержку проводят при температуре плавления UAl4 (≈750oC), вторую при плавлении UAl3 (≈1350-1400oC) и третью при температуре плавления UAl2 (≈1600oC). Экспериментально установлено, что выдержки в течение 5-10 мин при температурах плавления интерметаллидов достаточно для завершения процесса карбидизации и чтобы температура поднималась не более чем на 50-100oC от точки плавления соответствующего интерметаллида. Выделившееся от образования карбидов тепло эффективно расходуется на испарение алюминия. В процессе подъема температуры и изотермических выдержек часть алюминия успевает образовать карбиды переменного состава (Al3C4, AlC2), температура разложения которых лежит в интервале 2150-2200oC. Поэтому дальнейший нагрев после разложения интерметаллидов урана необходим для очистки образовавшихся урансодержащих карбидов от карбидов алюминия.The first isothermal exposure is carried out at a melting point UAl 4 (≈750 o C), the second at melting UAl 3 (≈1350-1400 o C) and the third at a melting point UAl 2 (≈1600 o C). It was experimentally established that holding for 5-10 minutes at the melting points of the intermetallic compounds is sufficient to complete the carbidization process and that the temperature rises by no more than 50-100 o C from the melting point of the corresponding intermetallic compound. The heat released from the formation of carbides is effectively spent on the evaporation of aluminum. During the rise in temperature and isothermal holdings, part of the aluminum manages to form carbides of variable composition (Al 3 C 4 , AlC 2 ), the decomposition temperature of which lies in the range of 2150-2200 o C. Therefore, further heating after decomposition of uranium intermetallic compounds is necessary to clean the formed uranium-containing carbides from aluminum carbides.

Экспериментально установлено, что содержание алюминия в урансодержащих карбидах не превышает 3•10-4 мас.% Концентрация урана в алюминиевом конденсате не более 2•10-3 мас.%.It was experimentally established that the aluminum content in uranium-containing carbides does not exceed 3 • 10 -4 wt.%. The concentration of uranium in aluminum condensate is not more than 2 • 10 -3 wt.%.

Урансодержащие карбиды (UC2, UC) обычно находятся в виде спекшихся конгломератов и содержат (до нескольких процентов) свободный углерод. Для удаления углерода и перевода урана в оксидные соединения проводят окислительный обжиг предварительно измельченных до крупности ≈ 100-200 мкм карбидов. Обжиг проводят на воздухе при температуре активного окисления углерода в карбидных соединениях (600-800oC) до полного удаления углерода. Процесс заканчивают после прекращения выделения CO, определяемого хромотографическим методом.Uranium carbides (UC 2 , UC) are usually in the form of sintered conglomerates and contain (up to several percent) free carbon. To remove carbon and transfer uranium to oxide compounds, oxidative roasting of carbides pre-crushed to a particle size of ≈ 100-200 μm is carried out. Firing is carried out in air at a temperature of active carbon oxidation in carbide compounds (600-800 o C) until complete removal of carbon. The process is completed after the cessation of CO emission determined by the chromatographic method.

Гидрометаллургическую очистку полученной закиси-окиси урана проводят для удаления примесей, оставшихся в материале, от присадок в исходную уран-алюминиевую композицию элементов и их карбидов, имеющих низкую упругость паров, которые не могут быть удалены в температурном интервале проводимого пирометаллургического процесса. Hydrometallurgical purification of the obtained uranium oxide is carried out to remove impurities remaining in the material from additives in the initial uranium-aluminum composition of elements and their carbides having low vapor pressure, which cannot be removed in the temperature range of the pyrometallurgical process.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

1. Пирометаллургическая переработка уран-алюминиевой композиции. 1. Pyrometallurgical processing of uranium-aluminum composition.

Загрузку из уран-алюминиевой композиции, содержащей 13,2 мас.% урана, 86,0 мас. % алюминия, 0,4 мас.% циркония, 0,4 мас.% кремния располагали на графитовой ткани и помещали в графитовый тигель, который устанавливали в вакуумную печь, снабженную ампульным устройством и конденсатором паров, препятствующих поступлению испаряемых компонентов во внутренний объем печи. Download from a uranium-aluminum composition containing 13.2 wt.% Uranium, 86.0 wt. % aluminum, 0.4 wt.% zirconium, 0.4 wt.% silicon were placed on a graphite fabric and placed in a graphite crucible, which was installed in a vacuum furnace equipped with an ampoule device and a vapor condenser, which prevented the evaporation of the evaporated components from entering the internal volume of the furnace.

Нагрев загрузки начинали при достижении в объеме печи вакуума не ниже 1•10-4 Тор и поддерживали его в течение всего процесса. Скорость подъема температуры в ходе всего процесса поддерживали максимально возможной для конструкции печи, которая регламентировалась лишь инертностью загрузки и составляла ≈ 2000 град./час.Heating of the load was started when the vacuum in the furnace volume reached at least 1 • 10 -4 Torr and was maintained during the whole process. The rate of temperature rise during the entire process was maintained as high as possible for the design of the furnace, which was regulated only by the inertia of the load and amounted to ≈ 2000 deg./h.

Первый экзотермический эффект, самопроизвольный подъем температуры на 100- 150oC, происходил в температурном диапазоне 700-800oC и исчезал при выдержке печи на постоянной мощности через 5 мин. Второй экзотермический эффект наблюдали в диапазоне 1300-1400oC. Температура самопроизвольно поднялась на 200-250oC и восстановилась через 7 мин выдержки. Третий экзотермический пик проявился в интервале 1500-1600oC с самопроизвольным подъемом температуры на 250-300oC. При выдержке 10 мин устанавливалась заданная температура процесса. При последующем подъеме температуры до 2150-2200oC экзотермических эффектов не наблюдали, так как урансодержащая компонента превратилась в карбидные соединения с температурой плавления 2450-2500oC.The first exothermic effect, a spontaneous rise in temperature by 100-150 o C, occurred in the temperature range of 700-800 o C and disappeared when the furnace was kept at constant power after 5 minutes. The second exothermic effect was observed in the range of 1300-1400 o C. The temperature spontaneously rose to 200-250 o C and recovered after 7 minutes of exposure. The third exothermic peak was manifested in the range of 1500-1600 o C with a spontaneous rise in temperature by 250-300 o C. When holding for 10 minutes, the set process temperature was set. With a subsequent rise in temperature to 2150-2200 o C, exothermic effects were not observed, since the uranium-containing component turned into carbide compounds with a melting point of 2450-2500 o C.

В процессе подъема температуры до точки разложения карбида алюминия наблюдалось падение вакуума до 1•10-2 Тор. По достижении температуры разложения карбида алюминия вакуум восстановился до 1•10-4 Тор после выдержки 1,5-2,0 часа.In the process of raising the temperature to the decomposition point of aluminum carbide, a vacuum drop to 1 • 10 -2 Torr was observed. Upon reaching the decomposition temperature of aluminum carbide, the vacuum was restored to 1 • 10 -4 Torr after holding for 1.5-2.0 hours.

Полученные в результате термического отжига спекшийся урансодержащий конгломерат и алюминиевый конденсат анализировали методами спектрального и рентгеноструктурного анализов. Конгломерат состоял из карбидов UC2, UC, (Zr0,7U0,3)C и свободного углерода. Содержание алюминия составляло 1,5•10-4 мас. %, кремния - 3•10-4 мас.% Осадок в конденсаторе состоял из рафинированного металлического алюминия с содержанием в поверхностном слое (≈ 40-50 мкм) - 2•10-3 мас.% урана, а рентгенометрические измерения показали значения находящиеся в пределах естественного фона.The sintered uranium-containing conglomerate and aluminum condensate obtained as a result of thermal annealing were analyzed by spectral and X-ray diffraction methods. The conglomerate consisted of carbides UC 2 , UC, (Zr 0.7 U 0.3 ) C and free carbon. The aluminum content was 1.5 • 10 -4 wt. %, silicon - 3 • 10 -4 wt.%. The precipitate in the condenser consisted of refined aluminum metal with a content in the surface layer (≈ 40-50 microns) of 2 • 10 -3 wt.% uranium, and X-ray measurements showed the values found in the limits of the natural background.

2. Переработка урансодержащего карбидного конгломерата. 2. Processing of uranium carbide conglomerate.

Спекшийся конгломерат урансодержащих карбидов дробили на гидравлическом прессе в среде трихлорэтилена до крупности 100-200 мкм. Порошок загружали во вращающуюся кварцевую трубу и нагревали на воздухе до температуры активного окисления углерода в карбидных соединениях (≈700oC). Образующийся газ (CO) отводили из зоны взаимодействия через систему фильтров. Процесс прерывали после окончания выделения CO. Длительность процесса регламентируется количеством окисляемого материала и не превышала 3-4 час.The sintered conglomerate of uranium-containing carbides was crushed on a hydraulic press in trichlorethylene medium to a particle size of 100-200 microns. The powder was loaded into a rotating quartz tube and heated in air to the temperature of active carbon oxidation in carbide compounds (≈700 o C). The resulting gas (CO) was removed from the interaction zone through a filter system. The process was interrupted after completion of the CO. The duration of the process is regulated by the amount of oxidizable material and did not exceed 3-4 hours.

Полученный в результате окислительного отжига материал состоял из закиси-окиси урана (U3O8) - ≈90,8 мас.% и ≈9,2 мас.% уран-циркониевой шпинели состава (U0,3 Zr0,7)O2. Содержание циркония составляло 3,5 мас%. Очистка закиси-окиси урана по известному используемому в производстве гидрометаллургическому методу с использованием азотной, серной кислот и водного раствора аммиака при суммарном их расходе 8,7 л на один килограмм урана позволила получить двуокись урана с суммарным содержанием примесей - 0,083 мас.%, в том числе 0,005 мас.% циркония.The material obtained as a result of oxidative annealing consisted of uranium oxide (U 3 O 8 ) ≈90.8 wt.% And ≈9.2 wt.% Of uranium-zirconium spinel composition (U 0.3 Zr 0.7 ) O 2 . The zirconium content was 3.5 wt%. Purification of uranium oxide by the well-known hydrometallurgical method used in production using nitric, sulfuric acids and an aqueous solution of ammonia with a total consumption of 8.7 L per kilogram of uranium made it possible to obtain uranium dioxide with a total impurity content of 0.083 wt.%, Including the number of 0.005 wt.% zirconium.

Практическое осуществление заявляемого способа показывает, что предлагаемое техническое решение позволяет эффективно переработать уран-алюминиевые композиции на товарную закись-окись урана и рафинированный металлический алюминий, которые не могут быть получены известными методами. Заявляемый способ осуществляется на стандартном технологическом оборудовании с обеспечением мер безопасности для обслуживаемого персонала и окружающей среды, легко контролируется, не требует дистилляции конденсата алюминия, а использование химических реагентов на 2-3 порядка меньше, чем при гидрометаллургическом методе. Practical implementation of the proposed method shows that the proposed solution allows you to efficiently process uranium-aluminum compositions into commercial oxide-uranium oxide and refined metal aluminum, which cannot be obtained by known methods. The inventive method is carried out on standard technological equipment with safety measures for staff and the environment, is easily controlled, does not require distillation of aluminum condensate, and the use of chemicals is 2-3 orders of magnitude less than with the hydrometallurgical method.

Claims (1)

Способ переработки урансодержащих композиций, включающий нагрев до расплавления, вакуумную отгонку и последующую гидрометаллургическую обработку, отличающийся тем, что при переработке уран-алюминиевых композиций их приводят в контакт с углеродной компонентой, проводят ступенчатый нагрев в вакууме с изотермическими выдержками при температурах плавления урансодержащих интерметаллидов, проводят вакуумную отгонку алюминия, переводят урансодержащую компоненту в тугоплавкое карбидное соединение, проводят разложение карбида алюминия в ходе изотермической выдержки при температуре его диссоциации, урансодержащие карбидные соединения охлаждают, измельчают, проводят окислительный обжиг до полного удаления углерода и образования закиси-окиси урана и проводят гидрометаллургическую обработку. A method of processing uranium-containing compositions, including heating before melting, vacuum distillation and subsequent hydrometallurgical treatment, characterized in that when processing uranium-aluminum compositions they are brought into contact with the carbon component, stepwise heating in vacuum with isothermal holdings at the melting temperatures of uranium-containing intermetallic compounds is carried out, vacuum distillation of aluminum, transfer the uranium-containing component to a refractory carbide compound, carry out the decomposition of aluminum carbide During isothermal holding at a temperature of dissociation, uranium-containing carbide compound is cooled, pulverized, oxidizing roasting is carried out until complete removal of carbon and the formation of the mixed oxide of uranium and carried hydrometallurgical treatment.
RU99102291A 1999-01-27 1999-01-27 Method for recovery of uranium-containing compounds RU2158973C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99102291A RU2158973C2 (en) 1999-01-27 1999-01-27 Method for recovery of uranium-containing compounds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99102291A RU2158973C2 (en) 1999-01-27 1999-01-27 Method for recovery of uranium-containing compounds

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2158973C2 true RU2158973C2 (en) 2000-11-10

Family

ID=20215525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99102291A RU2158973C2 (en) 1999-01-27 1999-01-27 Method for recovery of uranium-containing compounds

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2158973C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2360018C2 (en) * 2007-06-06 2009-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" Method of beryllium preparation from beryllium condensate derived from processing uranium and beryllium composition
RU2379774C1 (en) * 2008-12-15 2010-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" Method of processing nuclear wastes
RU2379775C1 (en) * 2008-12-15 2010-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" Method of processing uranium-containing compositions

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1086966A (en) * 1964-09-09 1967-10-11 Japan Atomic Energy Res Inst Process for reprocessing used uranium fuel
GB1108042A (en) * 1964-06-10 1968-03-27 Euratom Process for reprocessing nuclear fuels
RU2106029C1 (en) * 1996-07-24 1998-02-27 Отделение "Техно-Луч" Научно-исследовательский институт Научно-производственного объединения "Луч" Method for recovery of uranium-containing compounds
RU97100868A (en) * 1997-01-22 1999-01-20 Сибирский химический комбинат METHOD FOR EXTRACTION PROCESSING OF URANIUM CONTAINING SOLUTIONS

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2114469C1 (en) * 1997-01-22 1998-06-27 Сибирский химический комбинат Method of extraction processing of uranium-containing solutions

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1108042A (en) * 1964-06-10 1968-03-27 Euratom Process for reprocessing nuclear fuels
GB1086966A (en) * 1964-09-09 1967-10-11 Japan Atomic Energy Res Inst Process for reprocessing used uranium fuel
RU2106029C1 (en) * 1996-07-24 1998-02-27 Отделение "Техно-Луч" Научно-исследовательский институт Научно-производственного объединения "Луч" Method for recovery of uranium-containing compounds
RU97100868A (en) * 1997-01-22 1999-01-20 Сибирский химический комбинат METHOD FOR EXTRACTION PROCESSING OF URANIUM CONTAINING SOLUTIONS

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2360018C2 (en) * 2007-06-06 2009-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" Method of beryllium preparation from beryllium condensate derived from processing uranium and beryllium composition
RU2379774C1 (en) * 2008-12-15 2010-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" Method of processing nuclear wastes
RU2379775C1 (en) * 2008-12-15 2010-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" Method of processing uranium-containing compositions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140102725A (en) Method for recycling of rare earth and zirconium oxide materials
US4159310A (en) Process for recovering aluminum and other metal values from fly ash
CN110042245B (en) Method for recovering and purifying lutetium from lutetium yttrium silicate scintillation crystal waste
US5082603A (en) Method of treatment of high-level radioactive waste
EP2454390B1 (en) Method for extracting at least one chemical element from a molten salt medium
Fan et al. Efficient and clean release of uranium and zirconium in hazardous uranium purification waste by combined alkali decomposition and acid leaching process
RU2158973C2 (en) Method for recovery of uranium-containing compounds
Zhang et al. Improving zinc reduction and removal from pellets of zinc-bearing dusts via vacuum microwave-assisted carbothermal reduction process
RU2106029C1 (en) Method for recovery of uranium-containing compounds
US6241800B1 (en) Acid fluxes for metal reclamation from contaminated solids
JP2633000B2 (en) How to treat highly radioactive waste
US4964996A (en) Liquid/liquid extraction of rare earth/cobalt values
US5698173A (en) Purification of uranium alloys by differential solubility of oxides and production of purified fuel precursors
RU2122250C1 (en) Method of treating materials containing uranium and thorium radionuclides
JP2551879B2 (en) Reduction method of vitrification of highly radioactive waste
RU2343119C1 (en) Method of processing uranium-containing composition
US3463635A (en) Recovery of mercury from nuclear fuel reprocessing wastes
RU2379775C1 (en) Method of processing uranium-containing compositions
RU2363998C2 (en) Method of receiving of uranium oxide at processing of uranic fuel elements
JP2005248280A (en) Method for recovering noble metal
RU2363060C2 (en) Method of irradiated beryllium processing
RU2190671C2 (en) Method of processing uranium metal-based nuclear fuel
RU2713745C1 (en) Method of processing uranium-molybdenum composition
RU2743383C1 (en) Method of processing acid-resistant uranium-containing materials
US3087779A (en) Fuel element recovery process