铀和铀矿yk10.pdfVIP

第十章 沉淀法和铀产品制备 铀矿加工的最终目的是为了得到符合核燃料要求的铀化合物。从铀矿石中提取铀（浸 出）以后，除了浸出液铀浓度较高或溶液中杂质很少以外，一般都需要采用离子交换或溶 剂萃取，或两者联合的方法对浸出液进行纯化。但是，无论是铀的浸出液，还是合格解吸 液或反萃取液，在制备铀产品之前都应当达到工艺的纯化要求，才能采用沉淀法从溶液中 沉淀铀化合物，得到合格的铀产品。 用于制备铀产品的铀溶液，按体系分仍然是两种：酸性体系（硝酸盐、氯化物或硫酸 盐）和碱性体系 （碳酸盐），只是由于来源不同，溶液的铀浓度不同，因此沉淀铀产品的沉 淀剂用量不同，而导致成本不同。用沉淀法从溶液中沉淀铀的化合物，接着进行固-液分离 和干燥，这是紧密联系的三步操作，构成铀工艺的产品制备部分。因此，制备的铀产品必 须具有符合要求的纯度、从溶液中能沉淀完全、有较好的过滤或沉降性能和容易干燥的特 点，这是选择沉淀剂和沉淀工艺时必须考虑的。 10.1 铀产品的标准 作为核燃料原料的铀产品的规格和标准是十分严格的，不仅要求产品沉淀操作工艺容 易实现，对后续的铀产品精制和转化工艺不造成麻烦，而且要符合核燃料的特殊要求，不 能有中子吸收截面大的元素存在。 10.1.1 铀化学浓缩物的标准 铀的化学浓缩物中不应当含有矿石加工过程中不会引入的杂质，铀的同位素组成必须 符合天然铀的要求，是没有受过辐照，也没有浓缩过的天然铀。 由于铀的化学浓缩物杂质较高，不符合核纯要求，一般需要采用 TBP 萃取方法进行精 制。因此，在铀的化学浓缩物中，对五类杂质需要加以限制： （1）在不同程度上会影响 TBP 萃取过程，降低生产能力的杂质。例如：有机物、碳 酸盐、氟化物、磷酸盐、二氧化硅、硫酸盐、锆等。 （2 ）会增加硝酸消耗量的杂质。例如：钙、镁、铁等。 （3 ）TBP 萃取过程中难以去除的杂质。例如：有机物、氟化物、氯化物、钼等。 （4 ）容易腐蚀设备的杂质。例如：氟化物、氯化物等。 （5 ）会产生废物的杂质。例如：砷、钠、不溶于硝酸的铀等。 按照上述要求，各个国家或从事铀化合物转化或精制的公司都制定了各自的铀化学浓 缩物的产品标准，我国制定的产品标准 （见表10-1[10.1] ）比国际原子能机构 （IAEA ）推荐 的标准（见表 10-2[10.2] ）严格。 423 表 10-1 我国制定的铀化学浓缩物标准 铀化学浓缩物中铀含量（干基）：八氧化三铀应大于75 %，黄饼应大于 65 % 。 铀化学浓缩物中水含量（自然基）：八氧化三铀应小于2 % ，黄饼应小于 10 %。 铀化学浓缩物的粒度小于 6 mm，铀化学浓缩物中化学杂质含量（铀基）： 标准值 最大值 标准值 最大值 元素 备注 元素 备注 / % / % / % / % S 1.0 3.0 硫酸盐形式测定 C 0.10 0.30 碳酸盐形式测定 Fe 0.50 1.0 Mo 0.10 Ca 0.50 1.0 Cl + Br + I 0.05 0.10 以Cl 为代表测定 Na 0.50 1.0 F 0.05 0.10 Th 0.50 1.0