專利名稱:從金屬的硝酸鹽的水溶液或固體混合物制取粉狀金屬氧化物的方法
本發(fā)明涉及制取具有預定反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,這種反應(yīng)活性可以用對應(yīng)硝酸鹽熱處理產(chǎn)物的比表面積來調(diào)節(jié),而上述硝酸鹽的形式可以是硝酸鈾酰獨自的或與硝酸釷、硝酸鈰和硝酸钚中至少一種的混合物的水溶液或固態(tài)物質(zhì)。
在本發(fā)明的上下文中,“金屬氧化物”一詞是一種簡稱,指的是單一的三氧化鈾(UO2)或三氧化鈾(UO2)與二氧化釷(ThO2)、二氧化鈰(CeO2)或二氧化钚(PuO2)中至少一種的混合物。
本專利申請人用“預定反應(yīng)活性”這一術(shù)語來作為對該金屬氧化物所要求的最有利的比表面積的定義,有了這樣的表面積,金屬氧化物在脫硝之后的反應(yīng)能力就能達到最大值,比如,使UO3熱轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的氧化物U2O3,從而可以在隨后的還原反應(yīng)之前長期貯存;或者直接使UO3還原為UO2,接著用氫氟酸氫氟化;或者生產(chǎn)瓷質(zhì)的氧化鈾粉末或混合的氧化物粉末以便壓成顆粒并加以燒結(jié)而轉(zhuǎn)化為核燃料。
如果UO2獨自直接還原為UO2,隨后用氫氟酸作用使UO2變?yōu)閁F4,那末UO2的反應(yīng)活性與脫硝后所得UO3的比表面積和孔積率密切相關(guān)。最好的是,UO3直接還原為UO2及UO2氫氟酸化為UF4的能力,在水合硝酸鈾酰脫硝期間,用生產(chǎn)具有一特定表面積的并適于每一技術(shù)的孔積率的UO3的方法,根據(jù)要求來調(diào)節(jié)。
每當UO3熱轉(zhuǎn)化為U3O3時,為了提供一種在還原成UO2之前的貯藏期間不會重新水合的穩(wěn)定的氧化物,這一轉(zhuǎn)化造成原材料的比表面積的大大降低,致使為了獲得具有足夠反應(yīng)活性的二氧化鈾,就需要有擴大的比表面,通常必須將U3O0轉(zhuǎn)化為重鈾酸銨,接著使之分解為UO3,這種UO3就有很大的比表面積,而且還原后能提供具有足夠反應(yīng)活性的二氧化鈾。
至于陶質(zhì)金屬氧化物粉末的生產(chǎn)(目的在于生產(chǎn)核燃料),一些金屬氧化物,諸如單一的二氧化鈾(UO2)或它與二氧化釷(ThO2)、二氧化鈰(CeO2)和二氧化钚中至少一種的混合物,眾所周知,如果用的是比表面積大的粉末并對每一比表面積采用最佳燒結(jié)工藝的話,在還原氣氛中燒結(jié)這類粉末,所得顆粒密度大〔見保羅·巴斯卡爾(Paul Pascal)《無機化學通論》卷XV 300~304頁1961年版〕。
混合的核燃料通常是用共沉淀法制備的,例如用重金屬硝酸鹽的混合溶液水解然后加以熱分解的辦法。但是,根據(jù)另一方案,也可用混和適當?shù)难趸锏姆椒▉砩a(chǎn),每種氧化物已預先單獨用沉淀和熱分解的方法制得。
目前,唯一已知的制備單一的UO2或與二氧化釷、二氧化鈰和二氧化钚中至少一種的混合物的方法,對于鈾和UO3或UO3與U3O3的混合物所組成的中間產(chǎn)物而言,其比表面積或者很小,通常每克不超過一平方米,或者很大,例如大約為10~30米2/克。這些方法有時候通過各種附加的化學處理階段,從而能接近用戶要求的比表面積,例如1~15米2/克。但是,這類附加階段是造成成本增加、工藝復雜、特別是環(huán)境污染等主要問題的根源。
眾所周知,只要三氧化鈾是用下述水合硝酸鈾酰的加熱脫硝反應(yīng)制取時
所得的UO3的比表面積就很小。
有關(guān)文獻已描述了許多用脫硝法制取三氧化鈾的辦法。例如《鈾生產(chǎn)技術(shù)》(“Uranium Production Technology”)一書〔查理·哈靈頓和安其·路易爾編(Charles D Harrington and Archie E Ruehle)紐約,1959年版,181~191頁〕敘述了六水合硝酸鈾酰加熱脫硝的幾種方法。
第一種方法是間歇式的,步驟是首先熱處理六水合硝酸鈾酰的濃溶液并在攪拌下用燃燒氣體在621℃的控制溫度下加熱1.5小時,然后于510℃保留這些氣體5小時,最后將所得粉狀產(chǎn)物冷卻30分鐘以上。
但是,正如作者本人所承認的,這一方法受到一些特殊缺陷的影響,從而限制了它的發(fā)展。事實上,所得的粉狀產(chǎn)物確實由UO3和U3O8組成的,后者是在反應(yīng)器壁上形成的,因為反應(yīng)器壁的溫度高于該反應(yīng)器內(nèi)部的溫度。此外,如果脫硝的溫度太高,就會導致上述氧化物的混合物結(jié)塊;而如果脫硝的溫度過低,那么氧化混合物仍舊含有硝酸鈾酰和水。最后,在最有利的情況下,如果所得的粉狀產(chǎn)物是UO3,接著要將UO3還原為UO2,由于所得UO3的比表面積小到0.73米2/克,UO2對于氫氟酸的反應(yīng)活性也很差,這一點作者本人也考慮到了。
為了提高UO2的反應(yīng)活性,該作者建議使用某些技巧,諸如將硫酸引入到已經(jīng)經(jīng)過熱脫硝的硝酸鈾酰溶液中。但是,這些技巧的效果是有限的,因為生產(chǎn)出來的UO3的比表面積不超過2米2/克。
第二個方法是將含有六水合硝酸鈾酰的水溶液引入粉狀三氧化鈾床(已維持在脫硝溫度下并不斷攪拌)進行熱分解。溶解的六水合硝酸鈾酰在一槽式反應(yīng)器中進行熱分解,反應(yīng)器的底部在硝酸鈾酰溶液與填滿了該反應(yīng)器槽的UO3熱粉之間直接電接觸加熱,脫硝介質(zhì)的溫度保持在510~538℃。給脫硝反應(yīng)器裝上一個帶水平軸的攪拌裝置就可保證粉狀床的連續(xù)攪拌,水平軸的兩臂呈T形,可維持粉狀床的攪拌。UO3一形成就從反應(yīng)器中提取出去,而廢氣用冷陷捕集并加以處理。
盡管這一方法具有人所共知的優(yōu)點,但還是有類似于上述六水合硝酸鈾酰的非連續(xù)法脫硝中所提到過的那些缺點。確實,所得的粉狀產(chǎn)物可能是UO3和U3O8的混合物,因為后者可能在過熱的反應(yīng)器壁上生成。還有,如果脫硝的溫度控制不當就會出問題,溫度過高會引起混合氧化物的結(jié)塊,溫度過低則所得氧化鈾的混合物可能仍然含有硝酸鈾酰和水。最后,在此法所得粉狀產(chǎn)物已還原為UO2之后,UO2在隨后的氟化階段對氫氟酸的反應(yīng)活性也是很差的,這已為本技術(shù)領(lǐng)域:
的內(nèi)行所承認,反應(yīng)活性差是與比表面積小(小于1米2/克)有關(guān)系的。
在流化床中使六水合硝酸鈾酰進行熱脫硝也是人所共知的。奧大利亞原子能委員會編的《硝酸鈾酰在硫化床反應(yīng)器中熱脫硝》一書〔The Thermal denitration of uranyl nitrate in a fluidised bed reactor”(ISBN 0642-00645-8)1974年7月,1~18頁)敘述了這一方法,這一方法包括仔細研磨三氧化鈾流化(用空氣或水蒸汽)床中的硝酸鈾酰濃溶液,維持UO3的溫度約為270℃。熱脫硝產(chǎn)生的UO3生長在起初就存在于流化床中的小顆粒狀的UO3上,甚至可能生成新的小顆粒,這些小顆粒隨后又進入流化狀態(tài)。但是此法生產(chǎn)的UO3還原后所得的UO2在隨后的氟化處理階段反應(yīng)活性很差。這一很差的反應(yīng)活性看來還是熱脫硝期間生成的UO3比表面積很小的結(jié)果,這一比表面仍低于1米2/克。
因此,為了提高流化床中硝酸鈾酰熱脫硝生成的UO3的反應(yīng)活性,該方法的發(fā)明人建議將硫酸鹽離子引入到要處理的硝酸鈾酰溶液中,就象有關(guān)文獻已推薦過的那樣,但是所得結(jié)果表明,在這種情況下,BET法測得生成的UO3的比表面積不超過1.5米2/克。
由此看來,所有已知的、有關(guān)文獻描述過的硝酸鈾酰熱脫硝生產(chǎn)UO3的方法產(chǎn)生的UO3的比表面積都很小,不超過2米2/克,還原之后所產(chǎn)生的UO2在其后的氟化反應(yīng)階段反應(yīng)活性是很差的。
但是,盡管反應(yīng)活性這樣差,這一方法還是獲得了正常的工業(yè)發(fā)展,因為熱脫硝仍然是生產(chǎn)UO3的直接方法,不會產(chǎn)生污染環(huán)境的廢物。
每當希望提供對氫氟酸有良好反應(yīng)活性的UO2或具有良好燒結(jié)性能的UO2時,人們都知道用氨去處理硝酸鈾酰的水溶液,為的是沉淀出重鈾酸銨并接著熱分解為比表面積大的UO3,比表面可在10~30米2/克之間變動。
但是,無論這一方法多么令人感興趣,它還是有著消耗硝酸和氨的缺點,還會產(chǎn)生不能直接使用的硝酸銨廢液。
上述兩種類型方法中,一種導致產(chǎn)生比表面積小因而反應(yīng)活性差的UO3,另一種方法生產(chǎn)出來的UO3比表面積雖然大,但那是以產(chǎn)生環(huán)境公害為代價的,此法要加大量硝酸銨到硝酸的金屬鹽中以便熱脫硝。
例如,比利時專利NO.891,819描述了一個熱分解金屬硝酸鹽濃溶液來生產(chǎn)準備燒結(jié)固化的金屬氧化物粉末的方法,這一方法包括在300~800℃的溫度下熱分解硝酸的重金屬鹽和硝酸銨的混合物。
雖然加入硝酸銨可生成良好的瓷質(zhì)粉末,不需要沉淀這一步,但此法還是有兩個主要缺點,其一是消耗大量的氨,其二是引起需要再處理的廢氣的體積顯著增加,使得人們對這一方法的興趣下降,尤其是因為要冒熱分解硝酸銨的危險。
盡管存在上述缺點,本專利申請人還是繼續(xù)了他的研究,發(fā)現(xiàn)并完善了用熱脫硝法來制備具有預定反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,反應(yīng)活性可以根據(jù)需要由比表面積來調(diào)節(jié),而比表面積很容易在0.1米2/克~100米2/克的范圍內(nèi)選擇,毋需助劑的介入。
根據(jù)本發(fā)明,制備具有預定反應(yīng)活性(由比表面積來調(diào)節(jié))的粉狀金屬氧化物的方法包括熱處理對應(yīng)的硝酸鹽(以單一的水合硝酸鈾酰的或與硝酸釷、硝酸鈰和硝酸钚中至少一種的混合物的水溶液或固態(tài)物質(zhì)的形式存在),其特征在于本方法由下述兩個處理階段組成a)第一階段主要是水合硝酸鈾酰的不完全脫水;
b)第二階段主要是第一階段產(chǎn)物的分解,用的是在控制水蒸汽壓下焙燒的方法。
本發(fā)明的第一個目的在于提供一種熱分解固態(tài)的或水溶液形式的重金屬鹽的方法,意在直接生產(chǎn)瓷質(zhì)的并具有準確而可調(diào)節(jié)的比表面積的粉末,這些粉末用來直接轉(zhuǎn)化成混合物中含金屬氧化物的核燃料顆粒。
本發(fā)明的第二個目的在于提供具有某一比表面積的UO3,這種比表面積已符合六氟化鈾生產(chǎn)過程的需要。六氟化鈾的生產(chǎn)包括使三氧化鈾還原為二氧化鈾,接著用氫氟酸使二氧化鈾氟化,然后用氟氣與四氟化鈾發(fā)生作用生成所需要的六氟化鈾。這種比表面積也符合瓷質(zhì)二氧化鈾粉末生產(chǎn)過程的需要,這種粉末也準備用于生產(chǎn)核燃料。
本發(fā)明的第三個目的在于提供一種生產(chǎn)金屬氧化物粉末的方法,該粉末的比表面積可在0.1米2/克~100米2/克范圍內(nèi)選擇。
本發(fā)明還提供一種制取具有良好力阻的瓷質(zhì)顆粒,顆粒中金屬氧化物的分布是均勻的。
本發(fā)明的第四個目的在于提供一種方法,該方法可為核燃料再處理工廠用來生產(chǎn)混合的顆粒燃料。
本專利申請人用“金屬的硝酸鹽”一詞來作為硝酸鈾酰獨自的或與硝酸釷、硝酸鈰、硝酸焙中至少一種的混合物的定義,每當脫硝導致生成金屬氧化物時,“金屬氧化物”一詞正如上面指出過的那樣是一種簡稱,指的是三氧化鈾獨自的或三氧化鈾與二氧化釷(Tho2)、二氧化鈰(CeO2)和二氧化焙(PuO2)中至少一種的混合物。
此外,熱脫硝法生產(chǎn)的金屬氧化物粉末的比表面積決定著這種粉末對隨后的物理轉(zhuǎn)化或化學轉(zhuǎn)化的反應(yīng)活性。
但是,由于硝酸釷、硝酸鈰和硝酸焙的熱脫硝生成一種穩(wěn)定型的對應(yīng)氧化物,而硝酸鈾酰的熱脫硝則生成非穩(wěn)定型的UO3,所以,單一的UO3或其混合物的反應(yīng)活性主要取決于UO3本身的比表面積。
因此,本發(fā)明的方法著手控制UO3本身的比表面積因而也就控制了只含UO3的粉末或UO3與二氧化釷、二氧化鈰和二氧化中至少一種的混合物的粉末的反應(yīng)活性。
根據(jù)本發(fā)明的方法,所謂的第一脫水階段受液體或固體介質(zhì)加熱溫度的影響,最高溫度通常在160~300℃的范圍內(nèi),較好的是180~270℃。
脫水適于進行到獲得一固態(tài)中間產(chǎn)物為止,其最大含水量為鈾化合物重量的10%,而該鈾化合物的最高脫硝率為50%;固態(tài)中間產(chǎn)物的最高殘留水含量為鈾化合物重量的5%較好,而此鈾化合物之最高脫硝率為30%。
這第一脫水階段在減壓下進行較好,在等于或略高于大氣壓(約1巴)下進行并不損害產(chǎn)物的良好質(zhì)量。
第一階段所得的固相產(chǎn)物接著經(jīng)歷本發(fā)明方法的第二階段,就是上述固態(tài)物質(zhì)的焙燒,最高焙燒溫度通常在260~600℃的范圍內(nèi),以300~550℃較好。
焙燒固態(tài)物質(zhì)的階段是在控制水蒸汽壓下進行的,水蒸汽壓通常至多等于1巴為宜。
每當需要獲得比表面積至少等于15米2/克的脫硝產(chǎn)物時,焙燒期間用的控制水蒸汽壓至多保持在75毫米汞柱。每當需要獲得比表面積至少等于5米2/克的脫硝產(chǎn)物時,焙燒期間用的控制水蒸汽壓至多等于200毫米汞柱。
當本發(fā)明的方法用于生產(chǎn)比表面積至多等于5米2/克的單一UO3時,脫硝階段以在控制水蒸汽壓至少等于110毫米汞柱下進行為宜。
但是,當本發(fā)明的方法用于生產(chǎn)比表面積為5米2/克~15米2/克的單一UO3時,脫硝階段以在控制水蒸汽壓為35~200毫米汞柱下進行為宜。
這第二的焙燒階段最好在總壓低于或等于大氣壓下進行,但也可以在總壓高于大氣壓下進行。
焙燒期間所需的水蒸汽通常是獨自注入的,或者是有選擇地在一載氣如空氣、氮氣或二氧化碳氣或這些氣體的混合氣的存在下注入的。
但是,焙燒期間所需的水蒸汽也可以在一有選擇的擠水氣的存在下用自產(chǎn)法“就地”產(chǎn)生。
本發(fā)明方法的每一個階段都可以用連續(xù)式或間歇式進行。
在UO3已被氫氣之類還原為UO2之后,這樣還原所得的氧化物對于隨后的氟化反應(yīng)所用的氫氟酸有很高的活性并具有很好的燒結(jié)性能。
本發(fā)明的制法通常是在已知式樣的反應(yīng)器中進行的,例如板式反應(yīng)器、使產(chǎn)物循環(huán)的管式爐、固定床或流化床、旋轉(zhuǎn)爐,這些反應(yīng)器可以獨立用也可相互聯(lián)合用。
如果本發(fā)明的方法以連續(xù)式或間歇式進行,廢氣一產(chǎn)生就被抽出并接著用已知的方法處理,以便再生HNO3并加以再循環(huán)去浸蝕含鈾的濃縮物,或者用法國專利2370695所述的方法將廢氣催化還原,此法包括將產(chǎn)生的氧化氮轉(zhuǎn)化為氮氣和水蒸汽,所產(chǎn)生的熱用來將硝酸鈾酰轉(zhuǎn)化為三氧化鈾。
作為舉例說明的下述實例將有助于更好地了解本發(fā)明。
實例1這一實例用來舉例說明第一階段所得固態(tài)中間產(chǎn)物的組成和水蒸汽壓對于第二階段所得三氧化鈾的比表面積的影響,上述三氧化鈾是按本發(fā)明的方法用水合硝酸鈾酰進行不完全脫水和焙燒而得到的。
為此目的,將1186克片狀六水合硝酸鈾酰納入一實驗中試裝置(這一裝置包括裝有表面積為0.1米2的板塊的反應(yīng)器和一攪拌裝置)并用在雙層夾套中循環(huán)的熱傳導液體進行加熱。
反應(yīng)器與一能減壓的裝置連接,這一裝置本身附有控制壓力的裝置。
在片狀六水合硝酸鈾酰納入之前,上述反應(yīng)器已預熱到50℃。壓力降至25毫米汞柱以后,在50多分鐘的時間內(nèi)逐漸升溫至270℃并保持50分鐘。
用1186克片狀原料得部分脫水的中間產(chǎn)物845克,其特性如下殘存水含量 1.2%脫硝率 25%從845克中間產(chǎn)物中取出5份試樣,每份16克,按試驗1~5的條件使上述中間產(chǎn)物經(jīng)歷焙燒階段,給定溫度而變動水蒸汽壓,每一試驗的水蒸汽壓都是控制好的。
事實上,焙燒的持續(xù)時間對每一試驗都不變,均為40分鐘。
焙燒室中的水蒸汽壓用恒速注入液態(tài)水“就地”產(chǎn)生,水注入恒速空氣流中,并被帶入,這樣就能準確控制上述焙燒室中的水蒸汽壓。
五個試驗包括的水蒸汽壓范圍很廣,從幾乎為0到160毫米汞柱。
表1列出操作條件和所得產(chǎn)物的特性。
應(yīng)該注意,在第一階段,調(diào)節(jié)中間產(chǎn)物的特性在所推薦的配方范圍之內(nèi),隨焙燒階段所用水蒸汽分壓的不同,就能得到一種三氧化鈾,其比表面積與所說的水蒸汽分壓有關(guān)。
實例2這一實例舉例說明本發(fā)明的方法用于制備比表面積很大的重金屬氧化物的混合物(含有UO3與二氧化釷和二氧化鈰兩者之一),這些混合物是由同時處理相應(yīng)的水合金屬硝酸鹽而得到的。
為此目的,制備了組成如下的上述金屬硝酸鹽的混合物試驗6單一的六水合硝酸鈾酰;
試驗7六水合硝酸鈾酰與四水合硝酸釷的混合物,U/Th重量比為1∶3;
試驗8六水合硝酸鈾酰與六水合硝酸鈰的混合物,U/Ce重量比為1∶3。
在第一階段,將硝酸鹽放在一舟皿中,鹽層厚約15毫米。處理室用一控制裝置保持壓力降至25毫米汞柱。將硝酸鹽在50多分鐘的時間內(nèi)逐漸加熱至250℃并保持此溫度40分鐘。
在第二階段,將大氣壓用于處理室,處理室受到干燥空氣流的吹拂以確立一種自生的水蒸汽壓,水蒸汽壓仍然小于35毫米汞柱。
將中間產(chǎn)物加熱到最高溫度為500℃,并在此溫度保持40分鐘。
在這兩個階段的末尾,回收組成為UO3或UO2-ThO2、UO2-CeO2混合物的粉末。
表Ⅱ列出操作條件與所得產(chǎn)物的特性
看來似乎是,當本發(fā)明的方法用于處理單一的重金屬的硝酸鹽(硝酸鈾酰)或其混合物時,每當處理硝酸鈾酰的條件選擇得能獲得具有某一給定比表面積(例如在本實例的情況下是大表面積)的UO3時,同一條件可用于硝酸鹽的混合物,生產(chǎn)出來的混合氧化物具有同樣的比表面積(在此情形下是大表面)。
實例3(按圖)這一實例舉例說明本發(fā)明的方法應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程,結(jié)果從硝酸鈾酰的水溶液(已用本發(fā)明的方法處理過)生產(chǎn)出UO2顆粒。
為此目的,將一種含鈾量為300克/升的硝酸鈾酰的水溶液放入一貯存區(qū)(A)。將這一溶液沿L1引入真空蒸發(fā)器(B)以便濃縮這一液體直至在其結(jié)晶水中得到熔融六水合硝酸鈾酰為止。
熔融的硝酸鈾酰離開蒸發(fā)器(B)沿L2流入冷卻鼓(C),這個冷卻鼓可以確保六水合硝酸鈾酰固化成片狀。
將這樣得到的固體S3引入平板式反應(yīng)器(D),反應(yīng)器(D)在25毫米汞柱的減壓下運轉(zhuǎn),其溫度從50℃用45分鐘以上時間逐漸升至230℃。并在此最高溫度下保持35分鐘。得到固態(tài)中間產(chǎn)物S4,其含水量為3.6%(以重量計),脫硝率為12%。
將中間產(chǎn)物S4引入脫硝反應(yīng)器(E),反應(yīng)器(E)的轉(zhuǎn)速為每分鐘50轉(zhuǎn),并浸在溫度為360℃的冷卻浴中,冷卻浴中的反應(yīng)器減壓至25毫米汞柱。這樣,脫硝是在介質(zhì)中產(chǎn)生的蒸汽的存在下進行的,水蒸汽壓至多等于25毫米汞柱。得三氧化鈾,其比表面積(用BET法測定)為27米2/克。
在區(qū)段(F)中,在貧化空氣(即用氮氣沖稀的空氣,空氣13%,氮氣87%)氣流的存在下,于600℃使具有大比表面積的UO3(用S5表示)熱分解成U3O8。
所得氧化物U3O8即S6在區(qū)段(G)進行研磨,以便得粉狀產(chǎn)物,其粒度100%都小于15微米。
在區(qū)段(H)中,在600℃下,用純氫氣使磨細的氧化物U3O8即S7還原為UO2。
所得氧化物UO2即S8在區(qū)段(I)進行穩(wěn)定化,其辦法是使UO2受到極輕微的重新氧化(使UO2轉(zhuǎn)化為UO2.09),其辦法是在40℃下使UO2與已知類型的混合氧化氣體接觸。
穩(wěn)定過的氧化物UO2.49即S9,比表面積為8米2/克,在區(qū)段(J)進行壓丸。
加壓到3000巴處理后,丸粒的密度為5.9。
UO2.09(S10)的丸粒在區(qū)段(K)進行燒結(jié),在氫氣流中于1700℃燒結(jié)4小時。
自燒結(jié)區(qū)(K)所得的燒結(jié)過的丸粒的密度為10.7。
權(quán)利要求
1.一種制備具有預定反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,反應(yīng)活性受比表面積支配,這些金屬氧化物要經(jīng)受隨后的反應(yīng),分兩個階段熱處理對應(yīng)的硝酸鹽,硝酸鹽的形式可以是硝酸鈾酰獨自的或與硝酸釷,硝酸酸鈰和硝酸钚中至少一種的混合物的水熔液或固態(tài)物質(zhì),兩個階段中第一階段主要是水合硝酸鈾酰的不完全脫水,該方法的特征在于第二階段主要是用在控制水蒸汽壓下的焙燒法使第一階段所得產(chǎn)物分解。
2.按照權(quán)項1所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于第一階段即所謂的硝酸鈾酰脫水階段是進行到獲得固態(tài)中間產(chǎn)物為止,此中間產(chǎn)物的最高殘存含水量為鈾化合物重量的10%,而所說的鈾化合物之最高脫硝率為50%。
3.按照權(quán)項2所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于第一階段即所謂的硝酸鈾酰脫水階段進行到獲得固態(tài)中間產(chǎn)物為止,此中間產(chǎn)物的最高殘存含水量以占鈾化合物重量的5%較好,而所說的鈾化合物的最高脫硝率以30%為宜。
4.按照權(quán)項1至3的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于不完全脫水階段通常是在最高溫度為160℃~300℃下進行的,以180℃~270℃較好。
5.按照權(quán)項1至4的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于焙燒階段通常是在最高溫度為260℃~600℃進行的,以300℃~550℃較好。
6.按照權(quán)項1至5的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于所說的脫水階段是在減壓下進行的。
7.按照權(quán)項1至5的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于所說的脫水階段是在至少等于1巴的減壓下進行的。
8.按照權(quán)項1至7的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于焙燒階段是在至多等于1巴的控制水蒸汽壓力下進行的。
9.按照權(quán)項1至8的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于焙燒階段是在至多等于75毫米汞柱的控制水蒸汽壓力進行的,以便獲得比表面積至少等于15米2/克的脫硝產(chǎn)物。
10.按照權(quán)項1至8的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于焙燒階段是在至多等于200毫米汞柱的控制水蒸汽壓力下進行的,以便獲得比表面積至少等于5米2/克的脫硝產(chǎn)物。
11.按照權(quán)項1至8的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于焙燒階段最好是在至少等于110毫米汞柱的控制水蒸汽壓力下進行,以便在單一鈾化物的情況下獲得比表面積至多等于5米2/克的脫硝產(chǎn)物。
12.按照權(quán)項1至8的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于焙燒階段是在35~200毫米汞柱的控制水蒸汽壓力下進行的,以便在單一的鈾化物的情況下獲得比表面積為5米2/克~15米2/克的脫硝產(chǎn)物。
13.按照權(quán)項1至12的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于焙燒階段是在總壓至多等于大氣壓下進行較好。
14.按照權(quán)項1至12的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于焙燒階段是在總壓大于大氣壓下進行的。
15.按照權(quán)項1至14的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于水蒸汽是在焙燒階段引入的。
16.按照權(quán)項1到14的任何一項所述的制備具有預定并可調(diào)節(jié)的反應(yīng)活性的粉狀金屬氧化物的方法,其特征在于水蒸汽是在焙燒階段就地產(chǎn)生的。
17.應(yīng)用權(quán)項1至15的任何一項所述的方法來生產(chǎn)粉狀的氧化鈾本身或其與氧化釷、氧化鈰、氧化钚的混合物,其反應(yīng)活性已按化學轉(zhuǎn)化或燒結(jié)的需要加以調(diào)節(jié)。
專利摘要
使仲胺R
文檔編號C01F17/00GK85103081SQ85103081
公開日1986年10月22日 申請日期1985年4月23日
發(fā)明者羅蘭德·巴歇拉爾, 菲利浦·儒貝爾 申請人:考姆??怂箤С鲆腂iBTeX, EndNote, RefMan