草酸鈰和草酸鈾的熱分解機理及煅燒遺傳性

吳緯洲，王 博，李傳博，左 臣，鄭衛芳，晏太紅

中國原子能科學研究院 放射化學研究所，北京 102413

在核燃料后處理過程中，通常采用草酸沉淀法將溶液態硝酸钚轉變為固態草酸钚沉淀，草酸钚經煅燒制備二氧化钚，用于MOX燃料制造[1]。制造MOX燃料對二氧化钚的產品粒徑有嚴格的要求，粒徑過大影響后續球磨工藝，過小則會產生可吸入顆粒[2]。此外，工業上對氧化物的球磨工藝并不能完全消除煅燒后氧化物的形貌特征[3]，因此研究草酸鹽熱分解機制和煅燒前后顆粒形貌尺寸的變化關系從而有效控制形貌和粒徑，對于钚尾端沉淀煅燒工藝改進具有重要意義。

鑭、釔、釹、鈰等稀土元素的草酸鹽熱分解機理一直是研究的重點[4-8]，并能為錒系元素草酸鹽研究提供參照，de Almeida等[9]就互補表征研究了釹、鈰和钚(Ⅲ)草酸鹽的熱分解機理，發現草酸鹽分解一般是脫結晶水形成不定形草酸鹽后再進一步分解。?lg等[10]發現不定形無水草酸鈾的進一步熱分解會先生成中間產物，氬氣氣氛的中間產物為UO1.5(CO3)0.5，而空氣氣氛的則還包括UO(CO3)。Vigier等[11]發現四價草酸钚在靜態空氣氣氛下煅燒會還原生成混合草酸-碳酸钚(Ⅲ)中間物，而不是無結晶水的不定形草酸钚。

煅燒過程對最終氧化物粒徑形貌等性質有較大的影響。柳召剛等[12]發現煅燒溫度升溫速率過快會導致氧化鈰晶面破碎從而導致粒度分布變寬，高溫則會導致顆粒松散密度升高。康秋珍等[13]的研究發現，分步灼燒和延長灼燒時間有利于獲得大粒度氧化鈰。……