PROCESS FOR THE PREPARATION OF URANIUM AND/OR PLUTONIUM FROM A NITRIC OR SULFURIC SOLUTION

Abstract: 1. Method for the obtaining of uranium and/or plutonium from nitric or sulphuric solution by precipitation with cationic surfactants and separation and further processing of the precipitated surfactant deposit, characterised in that the precipitated surfactant deposit is incinerated to form uranium and/or plutonium oxide.

Description: Verfahren zum Gewinnen von Uran und/oder Plutonium aus salpeter- oder schwefelsauerer Lösung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gewinnen von Uran und/oder Plutonium aus salpeter- oder schwefelsauerer Lösung durch Ausfällen mit kationischen Tensiden und Abtrennen und Weiterverarbeiten des ausgefällten Tensidniederschlages. Ein solches Verfahren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 32 24 803 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird der aus einer chemischen Verbindung zwischen dem kationischen Tensid und den anionischen Nitratooder Sulfatokomplexen des Urans oder Plutoniums bestehende Niederschlag entweder abfiltriert oder durch Flotation in Form von Schaum abgetrennt. Der Filterkuchen bzw. der Schaum wird weitgehend entwässert und anschliessend in wenig Wasser wieder suspendiert. Durch Erwärmen der Suspension wird der Niederschlag wieder aufgelöst. Durch Erhöhung des pH-Wertes der Lösung wird sodann Pu bzw. U022+ -als Pu(IV)-Hydroxid bzw. Uranat ausgefällt. Der ausgefällte Niederschlag aus Pu(IV)-Hydroxid bzw. Uranat wird abgetrennt und steht zur Weiterverarbeitung zur Verfügung. Der Niederschlag aus Pu(IV)-Hydroxid Pu(OH)4.x H20 bzw. Granat ist Jedoch gallertartig und kann daher zumindest durch einfache Abtrennverfahren wie z.B. Abfil trieren wegen Verstopfen des Filters nicht befriedigend abgetrennt und anschliessend zu Plutonium- und Uranoxiden weiterverarbeitet werden, die als Kernbrennstoff in Kernreaktorbrennelementen üblicherweise eingesetzt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Weiterverarbeiten von ausgefällten uran- und/oder plutoniumhaltigen Tensidverbindungen zu Uran- und/oder Plutoniumoxid zu vereinfachen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der ausgefällte Niederschlag zu Uran- und/oder Plutoniumoxid verascht wird. Das erwünschte Uran- und/oder Plutoniumoxid wird auf diese Weise aus dem Tensidniederschlag durch einen einzigen Verfahrensschritt gewonnen. Um Verpuffungen des Tensidniederschlages beim Veraschen zu vermeiden, ist es gUnstigt wenn die Oberfläche dieses Tensidniederschlages vor dem Veraschen durch Kompaktieren verringert wird. Aus demselben Grunde kann es auch vorteilhaft sein, wenn der Tensidniederschlag vor dem Veraschen mit Zusatzstoffen durchsetzt wird, die das Veraschen des Niederschlages verzögern. Vorteilhafte Zusatzstoffe sind Uranoxid-, Plutoniumoxid- und/oder Kohlenstoffpulver. Auch kann der Tensidniederschlag günstigerweise in so geringen Portionen verascht werden, dass eine Verpuffung vermieden wird. Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert: Zum Ausfällen von Uran oder Plutonium aus salpeter- oder schwefelsaurer Lösung geeignete Tenside sind langkettige Alkylpyridiniumsalze, Alkylamine oder deren Salze7 Alkyldimethylnaphtylammoniumsalze, alkylierte Arylamine oder deren Salze, alkyliertes Morpholin oder dessen Salze, oxalkyliertes Pyridin oder dessen Salze, alkyliertes Chinolin oder dessen Salze oder Gemische dieser Verbindungen. Günstigerweise haben die langkettigen Alkylreste dieser Tenside gerade oder verzweigte Ketten von 4 bis 24 Kohlenstoffatomen. Aus dieser Gruppe von Tensiden wird Cetyl-Pyridinium Nitrat zum Fällen von Pu(IV) aus einer6-molaren salpetersauren Lösung ausgewählt. In dieser 6-molaren salpetersauren Pu(IV)-Lösung befindet sich 0,1 Mol Pu. Dieser Lösung wird 0,22 Mol Cetyl-Pyridinium-Nitrat als klare, wässrige Lösung zugesetzt. Beim Vermischen durch Umkehren entsteht ein grünlicher Tensidniederschlag aus Di-Cetyl-Pyridinium-Pu (IV)-Hexanitrat (C21 H38N)2 Pu (wo3)6, der abfiltriert wird. Dieser abfiltrierte Tensidniederschlag wird mit U02 Pulver, das eine mittlere Korngrösse von etwa 15 /um hat, im Gewichtsverhältnis 1:5 verknetet. Die resultierende Masse wird mit einem Werkzeug zu Kugeln mit einem Gewicht von etwa Ig pro Kugel kompaktiert. Diese Kugeln werden mit Hilfe einer Dosiervorrichtung einzeln und eine nach der anderen in gleichen Zeitabständen von 15 Sekunden in einen Veraschungsofen eingefüllt, in dem sich jede Kugel in Gegenwart von Luft verzögert innerhalb von 15 Sekunden auf eine Veraschungstemperatur zwischen 5000 und 10000C aufheizt und verpuffungsfrei verascht, da die exotherme Zersetzung des Di-Cetyl-Pyridinium Pu(IV)-Hexanitrates in der Kugel im Veraschungsofen abgeschlossen ist, wenn die nächste Kugel in den Veraschungsofen gegeben wird. Als Rückstand verbleiben im Veraschungsofen Uran- und Plutoniumoxid sowie Kohlenstoff, der mit der Luft in Kohlendioxidgas überführt wird, so dass reines Uran- und Plutoniumoxid dem Veraschungsofen entnommen werden kann. 5 Patentansprüche

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Gewinnen von Uran und/oder Plutonium aus salpeter- oder schwefelsauerer Lösung durch Ausfällen mit kationischen Tensiden und Abtrennen und Weiterverarbeiten des ausgefällten Tensidniederschlages, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der ausgefällte Tensidniederschlag zu Uran-und/oder Plutoniumoxid verascht wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, dass die Oberfläche des Tensidniederschlages vor dem Veraschen durch Kompaktieren verringert wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Tensidniederschlag vor dem Veraschen mit Zusatzstoffen durchsetzt wird, die die Veraschung des Niederschlages verzögern. 4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Tensidniederschlag mit Uranoxid, Plutoniumoxid- und/oder Kohlenstoffpulver durchsetzt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Tensidniederschlag sukzessive in so geringen Portionen verascht wird, dass eine Verpuffung vermieden wird.

Inventors: LEDEBRINK, FRIEDRICH-WILHELM, DR., LINK, KARL-RUPPRECHT, DR.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: C01G43
IPC codes: C01G43, C01G56, C22B60