MOX制备过程不合格粉末回收方法技术

本发明专利技术属于核燃料制备过程中不合格产品回收技术领域，具体涉及一种MOX制备过程不合格粉末回收方法。计算所需的不合格MOX粉末，通入冷却水混合；分析铀钚含量、杂质含量、粒度、比表面积、松装密度和O/M；对于重金属杂质超标的不合格粉末，转入水法线进行化学溶解回收处理；对于可挥发性杂质含量或O/M不合格的粉末，根据所需处理物料量与煅烧炉内空间，选择相应的烧结舟，将不合格粉末均匀平铺至烧结舟中，对煅烧炉内通入Ar‑H2混合气，根据O/M调节需要H2含量，缓慢升温，保温，保温结束后，将煅烧炉降至室温；对于铀钚含量不合格的MOX粉末，按照铀钚含量分析结果，加入UO2或PuO2粉末，调节粉末的铀钚含量。本发明专利技术可以实现不合格粉末的有效利用。

An unqualified powder recovery method for MOX preparation process

The invention belongs to the technical field of unqualified product recovery in the process of nuclear fuel preparation, and specifically relates to an unqualified powder recovery method in the MOX preparation process. Calculate the required unqualified MOX powder, cooling water is injected into the mixture; analysis of uranium and plutonium content, impurity content, particle size, surface area, bulk density and O/M; for heavy metal impurities exceed the standard unqualified powder, into the water line for chemical dissolving and recycling treatment; for volatile impurities or unqualified powder O/M and according to the required material processing capacity and calcining furnace space, choose the corresponding sintering boat, unqualified powder evenly to the sintering of the calcining furnace in a boat, entering the Ar H2 mixed gas, according to the O/M regulation H2 content, slow heating, heat preservation, heat insulation after the calcination furnace to room temperature for MOX powder; uranium plutonium content unqualified, according to the analysis results of uranium and plutonium content, adding UO2 or PuO2 powder, adjust the content of uranium and plutonium powder. The invention can realize the effective utilization of the disqualified powder.

【技术实现步骤摘要】
MOX制备过程不合格粉末回收方法
本专利技术属于核燃料制备过程中不合格产品回收
，具体涉及一种MOX制备过程不合格粉末回收方法。
技术介绍
MOX芯块制备过程中，会产生多种不合格粉末，主要成分为铀、钚氧化物。由于铀、钚金属是不可再生的有限宝贵资源并具有强放射性，同时由于粉末粒度极小，容易随气流扰动在小室内漂浮，对精密设备的运行和控制造成影。因此需对不合格粉末进行回收处理，避免物料的损失、放射性污染以及损坏设备。目前，传统的燃料芯块回收技术为简单的将粉末暂存入收集容器内，存在有两点不足，一是MOX粉末具有放射性，将粉末统一收存会对设备及操作人员造成辐射伤害；二是MOX粉末来源不同，包含有煅烧、球磨、混料、压制等多个工艺来源，现有单一处理方式并不能够针对粉末中杂质种类、含量、以及粉末物化性质的不同特点进行调整。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种MOX制备过程不合格粉末回收方法，解决粉末积存及处理方式单一等问题，实现不合格粉末的有效回收和利用。为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种MOX制备过程不合格粉末回收方法，包括以下步骤：步骤一：计算所需的不合格MOX粉末，通入冷却水混合，避免粉末板结；步骤二：对混合好的不合格粉末取样，分别分析铀钚含量、杂质含量、粒度、比表面积、松装密度和O/M；步骤三：对于重金属杂质超标的不合格粉末，转入水法线进行化学溶解回收处理；步骤四：对于可挥发性杂质含量或O/M不合格的粉末，根据所需处理物料量与煅烧炉内空间，选择相应的烧结舟，将不合格粉末均匀平铺至烧结舟中，对煅烧炉内通入Ar-H2混合气，根据O/M调节需要H2含量，缓慢升温，保温，保温结束后，将煅烧炉降至室温；步骤五：对于铀钚含量不合格的MOX粉末，按照铀钚含量分析结果，加入UO2或PuO2粉末，调节粉末的铀钚含量；步骤六：对于粒度、比表面积、均匀度不符合要求的粉末，计算所需的物料量，称量所需的磨球，将磨球放入球磨罐中，再将不合格物料加入球磨罐中，通入N2，将物料预先混合均匀，然后以更大的速度通入N2，逐渐增加球磨速度，搅拌，逐渐减小搅拌速度直至停止；步骤七：对于松装密度不合格的MOX粉末，将MOX粉末送入制粒机，对送入的粉末碾压，破碎，最后经筛网进行筛分处理；按照物料量加入硬脂酸锌，将MOX颗粒缓慢的放入滚动球化容器中，避免冲击力过大导致的颗粒破裂现象；在滚动球化容器的夹层中通入冷却水，逐步增大滚动球化容器转速，混合处理，随后逐步减小滚动球化容器转速，停止混合后，关闭冷却水；步骤八：对于上述处理获得的粉末，分别分析铀钚含量、杂质含量、粒度、比表面积、松装密度和O/M，若不合格则进行相应项目的再次处理，直至合格为止。所述的步骤一中以15～35％的装填率计算所需的不合格MOX粉末，以1～50L/min的速度通入10～40℃的冷却水，采用1～5r/min的速度混合5～30min。所述的步骤四中烧结舟为石英烧结舟。所述的步骤四中平铺厚度为0.1～2.0cm。所述的步骤四中以0.5～10.0L/h的速度对煅烧炉内通入Ar-H2混合气，根据O/M调节需要H2含量为1～10％，以5～15℃/min的升温速率缓慢升温至200～1000℃，保温1～48h，保温结束后，以5～35℃/min的速率将煅烧炉降至室温。所述的步骤六中以15～50％的装填率计算所需的物料量；按磨球与原料质量比为10:1～1:15称量所需的磨球；以1～3L/h的速度通入N2，以1～20r/min的速度将物料预先混合均匀5～30min，然后以3～5L/h的速度通入N2，按照1～15/min的速度逐渐增加球磨速度，以20～600rpm的转速搅拌10～200min，以1～20r/min的速度逐渐减小搅拌速度直至停止。所述的步骤七中采用1～10r/min的转速将MOX粉末送入制粒机，对送入的粉末采用5～15KN的压力碾压，采用10～60r/min的转速破碎，最后经20～150目的筛网进行筛分处理；加入0.1～6.0％w.t.的硬脂酸锌；以1～10L/min的速度在滚动球化容器的夹层中通入5～28℃的冷却水，采用5～15r/min的速度逐步增大滚动球化容器转速，在10～100r/min的速度下混合处理10～1000min，随后以10～40r/min的速度逐步减小滚动球化容器转速，停止混合20～150min后，关闭冷却水。本专利技术所取得的有益效果为：本专利技术通过检测分析对不合格粉末进行分类，采用不同处理方法实现粉末的合理利用，提高了粉末的利用率，降低了粉末积存及飞扬造成的人员辐照水平和设备损坏率。经MOX制备过程不合格粉末回收试验验证，不合格粉末回收率达到99.99％，可以满足MOX芯块制备对铀钚物料使用率的要求。此外，本专利技术同样适用于其它核燃料芯块制备过程中不合格粉末的回收利用，处理效果和可靠性高，可以满足核燃料制备对物料的控制要求。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术所述MOX制备过程不合格粉末回收方法包括以下步骤：步骤一：以15～35％的装填率计算所需的不合格MOX粉末，以1～50L/min的速度通入10～40℃的冷却水，避免粉末板结，采用1～5r/min的速度混合5～30min。步骤二：对混合好的不合格粉末取样，分别分析铀钚含量、杂质含量、粒度、比表面积、松装密度、O/M等项目。步骤三：对于重金属杂质超标的不合格粉末，转入水法线进行化学溶解回收处理；步骤四：对于可挥发性杂质含量或O/M不合格的粉末，根据所需处理物料量与煅烧炉内空间，选择相应的烧结舟，烧结舟材质可为石英烧结舟。将不合格粉末均匀平铺至烧结舟中，平铺厚度为0.1～2.0cm。以0.5～10.0L/h的速度对煅烧炉内通入Ar-H2混合气，根据O/M调节需要H2含量为1～10％，以5～15℃/min的升温速率缓慢升温至200～1000℃，保温1～48h。保温结束后，以5～35℃/min的速率将煅烧炉降至室温。步骤五：对于铀钚含量不合格的MOX粉末，按照铀钚含量分析结果，加入一定量的UO2或PuO2粉末，调节粉末的铀钚含量。步骤六：对于粒度、比表面积、均匀度不符合要求的粉末，以15～50％的装填率计算所需的物料量，按磨球与原料质量比为10:1～1:15称量所需的磨球。将磨球放入球磨罐中，再将不合格物料加入球磨罐中，以1～3L/h的速度通入N2，以1～20r/min的速度将物料预先混合均匀5～30min。然后以3～5L/h的速度通入N2，按照1～15/min的速度逐渐增加球磨速度，以20～600rpm的转速搅拌10～200min，以1～20r/min的速度逐渐减小搅拌速度直至停止。步骤七：对于松装密度不合格的MOX粉末，采用1～10r/min的转速将MOX粉末送入制粒机，对送入的粉末采用5～15KN的压力碾压，采用10～60r/min的转速破碎，最后经20～150目的筛网进行筛分处理。按照物料量加入0.1～6.0％w.t.的硬脂酸锌，将MOX颗粒缓慢的放入滚动球化容器中，避免冲击力过大导致的颗粒破裂现象。以1～10L/min的速度在滚动球化容器的夹层中通入5～28℃的冷却水，采用5～15r/min的速度逐步增大滚动球化容器转速，在10～100r/min的速度下混合处理10～10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MOX制备过程不合格粉末回收方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：计算所需的不合格MOX粉末，通入冷却水混合，避免粉末板结；步骤二：对混合好的不合格粉末取样，分别分析铀钚含量、杂质含量、粒度、比表面积、松装密度和O/M；步骤三：对于重金属杂质超标的不合格粉末，转入水法线进行化学溶解回收处理；步骤四：对于可挥发性杂质含量或O/M不合格的粉末，根据所需处理物料量与煅烧炉内空间，选择相应的烧结舟，将不合格粉末均匀平铺至烧结舟中，对煅烧炉内通入Ar‑H2混合气，根据O/M调节需要H2含量，缓慢升温，保温，保温结束后，将煅烧炉降至室温；步骤五：对于铀钚含量不合格的MOX粉末，按照铀钚含量分析结果，加入UO2或PuO2粉末，调节粉末的铀钚含量；步骤六：对于粒度、比表面积、均匀度不符合要求的粉末，计算所需的物料量，称量所需的磨球，将磨球放入球磨罐中，再将不合格物料加入球磨罐中，通入N2，将物料预先混合均匀，然后以更大的速度通入N2，逐渐增加球磨速度，搅拌，逐渐减小搅拌速度直至停止；步骤七：对于松装密度不合格的MOX粉末，将MOX粉末送入制粒机，对送入的粉末碾压，破碎，最后经筛网进行筛分处理；按照物料量加入硬脂酸锌，将MOX颗粒缓慢的放入滚动球化容器中，避免冲击力过大导致的颗粒破裂现象；在滚动球化容器的夹层中通入冷却水，逐步增大滚动球化容器转速，混合处理，随后逐步减小滚动球化容器转速，停止混合后，关闭冷却水；步骤八：对于上述处理获得的粉末，分别分析铀钚含量、杂质含量、粒度、比表面积、松装密度和O/M，若不合格则进行相应项目的再次处理，直至合格为止。...

【技术特征摘要】
1.一种MOX制备过程不合格粉末回收方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：计算所需的不合格MOX粉末，通入冷却水混合，避免粉末板结；步骤二：对混合好的不合格粉末取样，分别分析铀钚含量、杂质含量、粒度、比表面积、松装密度和O/M；步骤三：对于重金属杂质超标的不合格粉末，转入水法线进行化学溶解回收处理；步骤四：对于可挥发性杂质含量或O/M不合格的粉末，根据所需处理物料量与煅烧炉内空间，选择相应的烧结舟，将不合格粉末均匀平铺至烧结舟中，对煅烧炉内通入Ar-H2混合气，根据O/M调节需要H2含量，缓慢升温，保温，保温结束后，将煅烧炉降至室温；步骤五：对于铀钚含量不合格的MOX粉末，按照铀钚含量分析结果，加入UO2或PuO2粉末，调节粉末的铀钚含量；步骤六：对于粒度、比表面积、均匀度不符合要求的粉末，计算所需的物料量，称量所需的磨球，将磨球放入球磨罐中，再将不合格物料加入球磨罐中，通入N2，将物料预先混合均匀，然后以更大的速度通入N2，逐渐增加球磨速度，搅拌，逐渐减小搅拌速度直至停止；步骤七：对于松装密度不合格的MOX粉末，将MOX粉末送入制粒机，对送入的粉末碾压，破碎，最后经筛网进行筛分处理；按照物料量加入硬脂酸锌，将MOX颗粒缓慢的放入滚动球化容器中，避免冲击力过大导致的颗粒破裂现象；在滚动球化容器的夹层中通入冷却水，逐步增大滚动球化容器转速，混合处理，随后逐步减小滚动球化容器转速，停止混合后，关闭冷却水；步骤八：对于上述处理获得的粉末，分别分析铀钚含量、杂质含量、粒度、比表面积、松装密度和O/M，若不合格则进行相应项目的再次处理，直至合格为止。2.根据权利要求1所述的MOX制备过程不合格粉末回收方法，其特征在于：所述的步骤一中以15～35％的装填率计算所需的不合格MOX粉末，以1～50L/min的速度通入10～40℃的冷却水，采用1～5r/min的速度混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾利君，郭亮，王斌，李琪，
申请(专利权)人：中核四零四有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62