بررسی تأثیر متغیرهای فرایندی بر بهره‌ی رسوب‌دهی آمونیوم اورانیل کربنات از محلول‌های اورانیل نیترات و آمونیوم کربنات

نوع مقاله: یادداشت علمی و فنی

نویسندگان

1 1. شرکت سوخت رآکتورهای هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران 2. دانشکده‌ی مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی شریف

2 1دانشکده‌ی مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی شریف

3 شرکت سوخت رآکتورهای هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران

چکیده

آمونیوم اورانیل کربنات یکی از محصولات میانی در فرایند تبدیل کیک زرد به گاز هگزا فلوراید اورانیم است که با تزریق محلول آمونیوم کربنات به محلول اورانیل نیترات تولید می­شود. بهره­ی رسوب­دهی آمونیوم اورانیل کربنات، مهم­ترین پارامتر این فرایند محسوب می­شود، زیرا مورفولوژی و توزیع اندازه­ی ذرات پودر آمونیوم اورانیل کربنات تولیدی در این فرایند به علت تبدیل شدن به هگزا فلوراید اورانیم اهمیت چندانی ندارد. در این پژوهش، به صورت تجربی تمامی پارامترهای فرایندی اثرگذار بر بهره­ی رسوب­دهی آمونیوم اورانیل کربنات در این فرایند بررسی، تحلیل شده است. نتایج نشان داد که پارامترهای دبی محلول آمونیوم کربنات، زمان ماند، سرعت هم­زن، الگوی تزریق محلول آمونیوم کربنات، و دمای رسوب­دهی تأثیر چندانی بر کارایی رسوب­دهی ندارند. افزایش پارامترهای نسبت مولی آمونیوم کربنات به اورانیل نیترات، درصد وزنی محلول آمونیوم کربنات، و غلظت اورانیم محلول اورانیل نیترات، سبب افزایش بهره­ی رسوب­دهی می­شود. هم­چنین افزایش نسبت مولی یون­های کربنات به آمونیوم در محلول آمونیوم کربنات سبب کاهش بهره می­شود.

تازه های تحقیق

 

مراجع

 


[1] H.K. Eung, S.Ch. Cheong, H.P. Jin, G.K. Seon, Ch. In-Soon, A Study on Morphology and Chemical Composition of Precipitates Produced from UO2(NO3)2-(NH4)2CO3 Solution, J. Nucl. Mater. 209 (1994) 301-305.

 

[2] P. Yi-Ming, M. Che-Bao, H. Nien-Nan, The Conversion of UO2 via Ammonium Uranyl Carbonate: Study of Precipitation, Chemical Variation and Powder Properties, J. Nucl. Mater. 99 (1981) 135-147.

 

[3] A. Marajofsky, L. Perez, J. Celora, On the Dependence of Characteristics of Powders on the AUC Process Parameters, J. Nucl. Mater. 178 (1991) 143-151.

 

[4] H. Tel, M. Eral, Investigation of Production Conditions and Powder Properties of AUC, J. Nucl. Mater. 231 (1996) 165-169.

 

[5] N.H. Rofail, Infrared and X-Ray Diffraction Spectra of Ammonium Uranyl Carbonate, Mater. Chem. Phys. 36 (1994) 241-245.

 

[6] K. Tae-Joon, J. Kyung-Chai, H.P. Jin, G.K. Seon, Ch. In-Soon, S.Ch. Cheong, Crystallization Characteristics of Ammonium Uranyl Carbonate (AUC) in Ammonium Carbonate Solution, J. Nucl. Mater. 209 (1994) 306-314.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[7] A. Mellah, S. Chegrouche, M. Barkat, The Precipitation of Ammonium Uranyl Carbonate (AUC): Thermodynamic and Kinetic Investigations, Hydrometallurgy 85 (2007) 163-171.

 

[8] E.H. Kim, J.J. Park, J.H. Park, I.S. Chang, C.S. Choi, S.D. Kim, Thermal Decomposition Kinetics of Ammonium Uranyl Carbonate, J. Nucl. Mater. 209 (1994) 294-300.

 

[9] P. Govindan, A. Palamalai, K.S. Vijayan, S. Subbuthai, S. Murugesan, S.V. Mohan, R.V. Subba-Rao, Development of a Reconversion Method for Uranyl Nitrate to Oxide in The Reconversion Step of Reprocessing of Irradiated Fuel, J. Radio. Nucl. Chem. 254 (2002) 65-70.

 

[10] S. Chegrouche, A. Kebir, Study of Ammonium Uranyl Carbonate Re-Extraction-Crystallization Process by Ammonium Carbonate, Hydrometallurgy 28 (1992) 135-147.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study on Effects of Process Variables on the Yield of Ammonium Uranyl Carbonate Precipitation from Uranyl Nitrate-Ammonium Carbonate Solutions

نویسندگان [English]

  • M. H Sadeghi 1
  • M Outokesh 2
  • M. R Ghasemi 3
  • A Zarean 3
چکیده [English]

Ammonium uranyl carbonate (AUC), an intermediate material in the process of conversion of yellowcake to uranium hexafluoride, was produced by injection of an aqueous solution of ammonium carbonate (AC) into uranyl nitrate solution. The target parameter in optimization of this process was the yield of the precipitation, as morphology and size distribution of AUC play no role in its post processing to UF6. The aim of the current study was the experimental investigation of the effects of the process variables on the yield of AUC precipitation. The results showed that the flow rate and flow pattern of the injection of the AC solution, aging time, impeller speed, and temperature had little effects on the yield of AUC precipitation. On the other hand, the yield was increased by increasing the ammonium carbonate to uranyl nitrate molar ratio, ammonium carbonate concentration, and uranyl nitrate concentration. However, it decreased by increasing the molar ratio of CO32- to NH4+ ions in the ammonium carbonate solution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ammonium Uranyl Carbonate
  • Ammonium Carbonate
  • Uranyl Nitrate
  • Yield of Precipitation

 

مراجع

 

[1] H.K. Eung, S.Ch. Cheong, H.P. Jin, G.K. Seon, Ch. In-Soon, A Study on Morphology and Chemical Composition of Precipitates Produced from UO2(NO3)2-(NH4)2CO3 Solution, J. Nucl. Mater. 209 (1994) 301-305.

 

[2] P. Yi-Ming, M. Che-Bao, H. Nien-Nan, The Conversion of UO2 via Ammonium Uranyl Carbonate: Study of Precipitation, Chemical Variation and Powder Properties, J. Nucl. Mater. 99 (1981) 135-147.

 

[3] A. Marajofsky, L. Perez, J. Celora, On the Dependence of Characteristics of Powders on the AUC Process Parameters, J. Nucl. Mater. 178 (1991) 143-151.

 

[4] H. Tel, M. Eral, Investigation of Production Conditions and Powder Properties of AUC, J. Nucl. Mater. 231 (1996) 165-169.

 

[5] N.H. Rofail, Infrared and X-Ray Diffraction Spectra of Ammonium Uranyl Carbonate, Mater. Chem. Phys. 36 (1994) 241-245.

 

[6] K. Tae-Joon, J. Kyung-Chai, H.P. Jin, G.K. Seon, Ch. In-Soon, S.Ch. Cheong, Crystallization Characteristics of Ammonium Uranyl Carbonate (AUC) in Ammonium Carbonate Solution, J. Nucl. Mater. 209 (1994) 306-314.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[7] A. Mellah, S. Chegrouche, M. Barkat, The Precipitation of Ammonium Uranyl Carbonate (AUC): Thermodynamic and Kinetic Investigations, Hydrometallurgy 85 (2007) 163-171.

 

[8] E.H. Kim, J.J. Park, J.H. Park, I.S. Chang, C.S. Choi, S.D. Kim, Thermal Decomposition Kinetics of Ammonium Uranyl Carbonate, J. Nucl. Mater. 209 (1994) 294-300.

 

[9] P. Govindan, A. Palamalai, K.S. Vijayan, S. Subbuthai, S. Murugesan, S.V. Mohan, R.V. Subba-Rao, Development of a Reconversion Method for Uranyl Nitrate to Oxide in The Reconversion Step of Reprocessing of Irradiated Fuel, J. Radio. Nucl. Chem. 254 (2002) 65-70.

 

[10] S. Chegrouche, A. Kebir, Study of Ammonium Uranyl Carbonate Re-Extraction-Crystallization Process by Ammonium Carbonate, Hydrometallurgy 28 (1992) 135-147.