專利名稱：鈾鉬/鋁彌散型燃料元件中鈾鉬合金的溶解分離回收工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核燃料處理工藝，具體涉及一種利用化學(xué)去殼法去除UMo/Al彌散型燃料元件中的鋁合金包殼及鋁基體，分離回收鈾鉬合金芯體粉末的工藝。
背景技術(shù)：
為了降低生產(chǎn)成本和滿足環(huán)保要求，須對核燃料的廢板元件進(jìn)行處理回收。目前，對鋁合金包殼燃料的回收工藝有化學(xué)去殼法、電解去殼法、機(jī)械去殼法等。 但電解去殼法、機(jī)械去殼法使用的設(shè)備復(fù)雜，成本較高。化學(xué)去殼法密封性好，對空氣的污染較小。經(jīng)檢索，采用上述方法對鈾鉬/鋁彌散型燃料元件中的鈾鉬合金的分離回收工藝均未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡單、可有效分離回收UMo/Al彌散型燃料元件中鈾鉬合金粉末的工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種鈾鉬/鋁彌散型燃料元件中鈾鉬合金粉末的溶解分離回收工藝，其特征在于所述的回收工藝具體步驟如下1.清洗用CCl4和丙酮依次對鈾鉬/鋁彌散型燃料板進(jìn)行清洗；2.切割將清洗后的鈾鉬/鋁彌散型燃料板機(jī)械切割成細(xì)條狀碎片；3.溶解將切割后的燃料元件放入溶解反應(yīng)器中，向反應(yīng)器中加入濃度為20. 0 80. Og Γ1的NaOH和濃度為60. 0 100. Og Γ1的NaNO3混合溶液，加熱至60 100°C，并不斷攪拌，形成固液混合物，直至不再有氣泡冒出時，停止加熱，冷卻靜置；4過濾采用真空抽濾裝置將溶解冷卻后的固液混合物進(jìn)行負(fù)壓抽濾；5.洗滌用去離子水和無水乙醇依次對抽濾后的鈾鉬合金粉末進(jìn)行洗滌，然后干燥放置。其附加特征是所述回收工藝的具體步驟2中每條UMo/Al彌散型燃料板細(xì)條狀碎片的質(zhì)量為 0. 05 0. 15g。所述回收工藝的具體步驟(5)中的去離子水和無水乙醇的量液固比為1 1 3 I0本發(fā)明的效果在于采用本發(fā)明的工藝方法，可使鋁合金全部溶解進(jìn)入溶液相，有效的降低了鈾的損失率，鈾回收率達(dá)99. 3%以上；固相經(jīng)沉淀、過濾，使鋁與鈾鉬合金粉末達(dá)到分離，分離后的鈾鉬合金粉末經(jīng)處理后，可返回再用，降低了生產(chǎn)成本。


圖1是鈾損失率隨氫氧化鈉濃度變化的趨勢圖。圖2是鈾損失率隨硝酸鈉濃度變化的趨勢圖。
具體實施例方式由于金屬鈾在室溫下可以被水氧化，進(jìn)而與堿反應(yīng)生成鈾酸鹽，造成鈾的損失。對于鈾鉬/鋁彌散型燃料，在去除鋁合金包殼及鋁合金粉末基體的過程中盡量減少鈾的損失是工藝技術(shù)上的重點之一，本發(fā)明的鈾鉬/鋁彌散型燃料元件中鈾鉬合金粉末的溶解分離回收工藝，采用化學(xué)去殼法，將燃料元件清洗、切割后，在60 100°C的加熱條件下用濃度為20. 0 80. Og L—1的NaOH和濃度為60. 0 100. Og廠1的NaNO3混合溶液進(jìn)行溶解，然后將溶解液冷卻、靜置；再抽濾冷卻后的溶解液，將溶液與不溶固體進(jìn)行分離，得到不溶物鈾鉬合金粉末。具體步驟如下1.清洗用CCl4和丙酮依次對鈾鉬/鋁彌散型燃料板進(jìn)行清洗；2.切割將清洗后的鈾鉬/鋁彌散型燃料板機(jī)械切割成0. 05 0. 15g的細(xì)條狀碎片；3.溶解將切割后的燃料元件放入溶解反應(yīng)器中，向反應(yīng)器中加入濃度為20. 0 80. Og Γ1的NaOH和濃度為60. 0 100. Og Γ1的NaNO3混合溶液，加熱至60 100°C，并不斷攪拌，形成固液混合物，直至不再有氣泡冒出時，停止加熱，冷卻靜置；4過濾采用真空抽濾裝置將溶解冷卻后的固液混合物進(jìn)行負(fù)壓抽濾；5.洗滌用量液固比為1 1 3 1的去離子水和無水乙醇依次對抽濾后的鈾鉬合金粉末進(jìn)行洗滌，然后干燥放置。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實施例11.清洗用CCl4和丙酮依次對鈾鉬/鋁彌散型燃料板進(jìn)行清洗；2.切割將清洗后的鈾鉬/鋁彌散型燃料板機(jī)械切割成0. 05g的細(xì)條狀碎片；3.溶解將切割后的燃料元件放入溶解反應(yīng)器中，向反應(yīng)器中加入濃度為20g L—1 的NaOH和濃度為60. Og L—1的NaNO3的混合溶液，加熱至100°C，并不斷攪拌，形成固液混合物，直至不再有氣泡冒出，停止加熱，冷卻靜置；4.過濾將溶解冷卻后的固液混合物進(jìn)行抽濾；5.洗滌用量液固比為1 1 3 1的去離子水和無水乙醇依次對抽濾后的鈾鉬合金粉末進(jìn)行洗滌，然后干燥放置。實施例21.同實施例1 ；2.切割將清洗后的UMo/Al彌散型燃料板機(jī)械切割成質(zhì)量為0. Ig的細(xì)條狀碎片；3.溶解將切割后的燃料元件放入溶解反應(yīng)器中，向反應(yīng)器中加入濃度為50g L—1 的NaOH和濃度為80. Og L—1的NaNO3的混合溶液，加熱至80°C，并不斷攪拌，形成固液混合物，直至不再有氣泡冒出，停止加熱，冷卻靜置；4.同實施例1 ；
5.同實施例1 ；實施例31.同實施例1 ；2.切割將清洗后的UMo/Al彌散型燃料板機(jī)械切割成質(zhì)量為0. 15g的細(xì)條狀碎片；3.溶解將切割后的燃料元件放入溶解反應(yīng)器中，向反應(yīng)器中加入濃度為80. Og L—1的NaOH和濃度為100. Og L—1的NaNO3的混合溶液，加熱至60°C，并不斷攪拌，形成固液混合物，直至不再有氣泡冒出，停止加熱，冷卻靜置；4.同實施例1 ；5.同實施例1 ；上述實施例鈾回收率的情況如下表
權(quán)利要求
1.一種鈾鉬/鋁彌散型燃料元件中鈾鉬合金粉末的溶解分離回收工藝，其特征在于 所述的回收工藝具體步驟如下(1)清洗用CCl4和丙酮依次對鈾鉬/鋁彌散型燃料板進(jìn)行清洗；(2)切割將清洗后的鈾鉬/鋁彌散型燃料板機(jī)械切割成細(xì)條狀碎片；(3)溶解將切割后的燃料元件放入溶解反應(yīng)器中，向反應(yīng)器中加入濃度為20.0 80. Og Γ1的NaOH和濃度為60. 0 100. Og Γ1的NaNO3混合溶液，加熱至60 100°C，并不斷攪拌，形成固液混合物，直至不再有氣泡冒出時，停止加熱，冷卻靜置；(4)過濾采用真空抽濾裝置將溶解冷卻后的固液混合物進(jìn)行負(fù)壓抽濾；(5)洗滌用去離子水和無水乙醇依次對抽濾后的鈾鉬合金粉末進(jìn)行洗滌，然后干燥放置。
2.按照權(quán)利要求1所述的鈾鉬/鋁彌散型燃料元件中鈾鉬合金粉末的回收工藝，其特征在于所述回收工藝的具體步驟O)中每條鈾鉬/鋁彌散型燃料板細(xì)條狀碎片的質(zhì)量為 0. 05 0. 15g。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的鈾鉬/鋁彌散型燃料元件中鈾鉬合金粉末的回收工藝，其特征在于所述回收工藝的具體步驟(5)中的去離子水和無水乙醇的量液固比為 1 1 3 1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種核燃料處理工藝，具體是鈾鉬/鋁彌散型燃料元件中鈾鉬合金粉末的溶解分離回收工藝，該工藝是將燃料元件清洗、切割后，在60～100℃的加熱條件下用濃度為20.0～80.0g L-1的NaOH和濃度為60.0～100.0g L-1的NaNO3混合溶液進(jìn)行溶解，然后將溶解液冷卻靜置、過濾、洗滌，將溶解液與不溶固體進(jìn)行分離，得到鈾鉬合金粉末。采用本發(fā)明的工藝方法，可使鋁合金全部溶解進(jìn)入溶液相，有效的降低了鈾的損失率，鈾回收率達(dá)99.3％以上。分離后的鈾鉬合金粉末經(jīng)處理后可返回再用，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C22B34/34GK102277494SQ20101019570
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者任萌, 劉錦洪, 孟慶陽, 朱常桂, 李佳 申請人:中國核動力研究設(shè)計院