CCl4和HCl氣體氯化鈾氧化物

孟照凱，林如山，陳 輝,宋文臣，張金宇，姚本林，何 輝，葉國(guó)安

中國(guó)原子能科學(xué)研究院 放射化學(xué)研究所，北京 102413

鈾氧化物的溶解過(guò)程是氧化物乏燃料熔鹽電解干法后處理工藝的關(guān)鍵步驟，溶解產(chǎn)物將為后續(xù)鈾的純化分離回收提供原料。鈾氧化物在熔鹽體系中的溶解度和溶解速率一般較小，為滿足工藝需要，通常需要引入氯化試劑。常用的鈾氧化物的氯化試劑有Cl2[1]、CCl4[2-3]、HCl氣體[4]、光氣(COCl2)[3]、AlCl3[5]、ZrCl4[6]和MoCl5[7]等。由于AlCl3、ZrCl4和MoCl5等向體系中引入雜質(zhì)，會(huì)影響最終產(chǎn)品的純度和熔鹽的回收處理；光氣是劇毒氣體，貯存和使用安全要求高；Cl2氯化時(shí)需要引入碳等還原劑，容易向體系中引入碳雜質(zhì)。因此本研究主要進(jìn)行了CCl4和HCl氣體兩種氯化試劑對(duì)鈾氧化物(主要為U3O8)的氯化機(jī)理和各影響因素的研究。

由于CCl4在熔鹽中幾乎不溶解，在熔鹽體系中CCl4很難與鈾氧化物接觸進(jìn)行氯化反應(yīng)，因此使用CCl4氯化鈾氧化物時(shí)，通常不在熔鹽體系中進(jìn)行，可用于氯化物的揮發(fā)分離。HCl氣體同樣可以將鈾氧化物氯化，但是會(huì)有水生成，由于鈾氯化物容易揮發(fā)，揮發(fā)過(guò)程中會(huì)與揮發(fā)的水反應(yīng)，氯化鈾水解又轉(zhuǎn)化為鈾氧化物或氯氧化物，降低氯化效率，因此HCl氣體氯化鈾氧化物在氯化物熔鹽體系中進(jìn)行，可以將生成的氯化鈾溶解到熔鹽中，防止揮發(fā)，提高氯化效率。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

UO2芯塊，中核建中核燃料元件有限公司生產(chǎn)；CCl4、硝酸、氯化鋰、氯化鉀、HCl氣體、高純氬氣、氬氫混合氣及其它試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純以上級(jí)別?！?br>