Uranil okzalat çöktürme koşullarının ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

ÖZET Nükleer yakıt yapımında kullanılan UO2 tozları, saf uranil nitrat çözeltilerinden çeşitli bileşikler şeklinde çöktürülmüş tozların, hidrojen atmosferinde indirgenmesi ile elde edilirler, uygun tozların elde edilmesinde kimyasal saflaştırmanın yanısıra, fiziksel özellikler de son derece önemlidir. Uranil okzalat tozlarının termal bozunma ile UO2'e dönüştürülmesi mümkündür. Çalışmada ticari U3O8 konsantresi nitrit asitte çözülerek, TBP ekstraksiyonu ile saflaştırılmış ve saf uranil nitrat çözeltileri elde edilmiştir. Bu çözeltilerden uranil okzalat tozları çöktürümüştür. Çöktürmede değiştirilen parametreler; Okzalat /Uranyum Oranı, Uranyum Konsantrasyonu, Çöktürme Sıcaklığı, Okzalit Asit îlave Hızı, Karıştırma Hızı, Okzalit Asit Konsantrasyonudur. Elde edilen sonuçlara göre Uranyum Konsantrasyonu ve Çöktürme Sıcaklığı arttıkça Tane Boyutu artmakta, ancak Okzalit Asit Konsantrasyonu arttıkça Tane Boyutu küçülmektedir. Oksalit asit ilave hızı ve karıştırma hızının tane boyutuna önemli bir etkisi yoktur. Tüm bu koşullarda elde edilen tozların çok ince taneli olduğu ve süzmede güçlük arzettigi görülmüştür. Yapılan akışkanlık testlerinde tozların akışkanlığının iyi olmadığı belirlenmiştir. Bununla beraber 60 `C'da hava karıştırmalı konik bir reaksiyon kabında yapılan çöktürmede elde edilen tozların, tane boyutlarının, diğer koşullarda çöktürülmüş olanlara oranla son derece arttığı ve kolay süzülebilen tozlar elde edildiği saptanmıştır. 11

SUMMARY The ÜO2 powders utilised at the Nuclear Fuel fabrication are obtained by the reduction of the different powders precipitated fro» the pure uranyl nitrate solutions at hydrogen atmosphere. In obtaining available powders the physical properties are also verf important besides the chemical purification. It is possible to convert uranyl oxalate powders into UO2 with thermal decomposition. At the present work, U308 commercial concentrate has been dissolved in nitric acid, purified with TBP extraction and uranyl oxalate powders have been precipitated from the pure uranyl nitrate solutions. The parameters investigated at the precipitation are chosen as Oxalate/uranium Katio, uranium Concentration, Precipitation Temperature, Addition Rate of Oxalic acid, Stirring Efficiency, Oxalic acid Concentration. According to the results obtained, the particle size increased with the uranium concentration and the precipitation temperature while it decreased with increasing oxalic acid concentration. The stirring efficiency and the addition rate of oxalic acid did not effect on the particle size. It was observed that the powders obtained by all of these conditions were fine and caused difficulty during filtration. The flowability test has shown that the powders do not have good flowability. Beside of them they were observed that the powders obtained by precipitation at an air agitated conical reaction container, at the 60 *C had greater particle sizes and could be filtered well in comparison by the powders precipitated at the other conditions. 111