JP2821459B2 - Uranium hexafluoride production equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、四フッ化ウランにフッ素ガスを反応させて
六フッ化ウランを効率的に製造するための六フッ化ウラ
ン製造方法に関する。The present invention relates to a method for producing uranium hexafluoride for efficiently producing uranium hexafluoride by reacting uranium tetrafluoride with fluorine gas.

［従来の技術］ 六フッ化ウラン製造装置としては、粉状の流動媒体と
ともに供給した粉状の四フッ化ウランに、フッ素ガスを
反応させて六フッ化ウランを製造する流動層を備え、こ
の流動層には、反応部の下側からフッ素ガスを噴出する
ガス噴出手段が設けられ、反応部の上側から発生する六
フッ化ウラン等のガスを四フッ化ウランと分離して排出
するフィルタが設けられたものが知られている。ただ
し、前記流動媒体は、四フッ化ウランを希釈して反応の
急激に進行を抑制するために使用されている。[Prior Art] A uranium hexafluoride production apparatus is provided with a fluidized bed for producing uranium hexafluoride by reacting fluorine gas with uranium tetrafluoride supplied together with a powdery fluid medium. The fluidized bed is provided with gas jetting means for jetting fluorine gas from below the reaction section, and a filter for separating gas such as uranium hexafluoride generated from above the reaction section from uranium tetrafluoride and discharging the same. What is provided is known. However, the fluid medium is used for diluting uranium tetrafluoride to suppress rapid progress of the reaction.

この流動媒体については、長時間使用するうちに流動
摩耗等により、微粉化し、流動層に不適な粒度分布とし
て残るため、定期的に交換する必要がある。This fluidized medium is pulverized due to fluidized abrasion or the like during use for a long period of time, and remains as an unsuitable particle size distribution in the fluidized bed.

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記従来の六フッ化ウラン製造装置におい
ては、流動媒体の交換のたびに、操業を停止しなければ
ならず、稼働率が低下するという欠点があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned conventional uranium hexafluoride production apparatus, the operation must be stopped every time the fluid medium is exchanged, and there is a disadvantage that the operation rate is reduced. .

しかも、交換の際には、流動層を冷却してから、新流
動媒体に交換し、その後流動層を昇温してフッ素ガスに
よるベーキング等を行わなければならず、作業が煩雑で
時間もかかるという欠点があった。In addition, at the time of replacement, the fluidized bed must be cooled and then replaced with a new fluidized medium, and then the fluidized bed must be heated and baked with fluorine gas, etc., which makes the operation complicated and time-consuming. There was a disadvantage.

さらに、流動媒体にはウランが吸着しており、このウ
ランを回収するためには、抜き出した流動媒体を水等で
洗浄する湿式法や、流動媒体にフッ素ガスを接触させて
該ウランをフッ化する乾式法が考えられるが、いずれの
方法も専用の装置を必要とし、プロセスが複雑であると
いう欠点があった。Further, uranium is adsorbed on the fluid medium, and in order to recover the uranium, a wet method in which the extracted fluid medium is washed with water or the like, or fluorinated uranium by contacting the fluid medium with fluorine gas is used. However, each method requires a dedicated apparatus and has a drawback that the process is complicated.

本発明は、上記の事情に鑑みでなされたものであり、
その目的とするところは、六フッ化ウランの製造過程中
に微粉末となった流動媒体を、流動層内の所定の位置に
集め、この集めた流動媒体を取り除くことにより操業を
停止することなく使用済みの流動媒体を排出して稼働率
の向上を図り、しかも排出するまでに流動媒体中のウラ
ンの量を低減することのできる六フッ化ウラン製造装置
を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances,
The purpose is to collect the fluidized medium, which has become fine powder during the process of producing uranium hexafluoride, at a predetermined position in the fluidized bed and remove the collected fluidized medium without stopping the operation. It is an object of the present invention to provide a uranium hexafluoride manufacturing apparatus capable of discharging a used fluid medium to improve the operation rate and reducing the amount of uranium in the fluid medium before the fluid medium is discharged.

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するため、反応を抑制する
ための粉状の流動媒体とともに供給する粉状の四フッ化
ウランにフッ素ガスを反応させて六フッ化ウランを製造
する流動層を備え、この流動層には、その側壁に前記四
フッ化ウラン等を供給する供給口が設けられているとと
もに、下側からフッ素ガスを噴出するガス噴出手段が設
けられ、かつこの流動層の上側には、生成した六フッ化
ウラン等のガスを排出するフィルタが設けられている六
フッ化ウラン製造装置において、前記流動層には、上側
に隙間をあけた状態で、水平方向に仕切る仕切板が設け
られ、この仕切板によって前記流動層が供給口側の主層
と反供給口側の副層とに分割され、この副層の側壁には
流動媒体を排出するための排出管が設けられ、かつ前記
フィルタの少なくとも一部が前記副層の上側に設けら
れ、 前記フィルタには、該フィルタから流動層内へ不活性
ガスを逆流させて該フィルタに付着した微粉末状の流動
媒体を落下させる洗浄手段が設けられているものであ
る。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which powdery uranium tetrafluoride supplied together with a powdery fluid medium for suppressing a reaction is reacted with fluorine gas to form a hexafluoride. A fluidized bed for producing uranium fluoride is provided, and the fluidized bed is provided with a supply port for supplying the uranium tetrafluoride or the like on a side wall thereof and a gas ejection means for ejecting fluorine gas from below. And a filter for discharging a gas such as uranium hexafluoride formed above the fluidized bed is provided. A partition plate is provided to partition the fluidized bed into a main layer on the supply port side and a sub-layer on the side opposite to the supply port, and the fluid medium is discharged to the side wall of the sub-layer. Drain pipe is provided for And at least a portion of the filter is provided above the sub-layer. The filter is configured to reverse the flow of the inert gas from the filter into the fluidized bed to drop the fine powdery fluid medium attached to the filter. Cleaning means is provided.

［作用］ 本発明においては、供給口側の主層で四フッ化ウラン
とフッ素ガスが反応して六フッ化ウランのガスが発生
し、このガス等がフィルタから排出される。[Operation] In the present invention, uranium tetrafluoride and fluorine gas react in the main layer on the supply port side to generate uranium hexafluoride gas, and this gas is discharged from the filter.

ただし、微粉末となった流動媒体は、ガスと共にフィ
ルタに移行し、反応が継続する間に流動媒体がフィルタ
の表面に付着して溜まってくる。However, the fluidized medium in the form of fine powder moves to the filter together with the gas, and the fluidized medium adheres and accumulates on the surface of the filter while the reaction continues.

定期的に、フィルタから流動層内に不活性ガスを噴出
すると、フィルタのまわりに付着した微粉末の流動媒体
が落下して、その一部が仕切板を境にして非出管側の副
層に落下する。When an inert gas is periodically ejected from the filter into the fluidized bed, the fluidized medium of the fine powder attached around the filter falls, and a part of the fluidized medium is separated from the partition plate by the non-outlet sub-layer. To fall.

上記のように、不活性ガスの噴出を繰り返すうちに、
反供給口側の副層に微粉末状の流動媒体が集められる。
また、この流動媒体には少量の微粉末状の四フッ化ウラ
ンが混ざっているか、流動媒体はフッ素ガスを含むガス
で流動化しており、四フッ化ウランは六フッ化ウランと
して除去されて該流動媒体を取り出す際にはウランの量
が極めて少なくなる。As mentioned above, while repeating the burst of inert gas,
The fluid medium in the form of fine powder is collected in the sub-layer on the side opposite to the supply port.
Further, a small amount of fine powdered uranium tetrafluoride is mixed in this fluid medium, or the fluid medium is fluidized with a gas containing fluorine gas, and the uranium tetrafluoride is removed as uranium hexafluoride and removed. When removing the flowing medium, the amount of uranium is extremely small.

このため、操業を停止することなく、副層から流動媒
体を取り出すことができるとともに、取り出した流動媒
体の処理も安全かつ簡単に行うことができる。For this reason, the fluid medium can be taken out of the sub-layer without stopping the operation, and the taken-out fluid medium can be processed safely and easily.

しかも、取り出した流動媒体を量だけ新しい流動媒体
を供給することにより、主層の流動媒体の粒度や濃度を
一定に保つことができ、六フッ化ウランを安定的に発生
させることが可能になる。In addition, by supplying a new fluid medium by the amount of the fluid medium taken out, the particle size and concentration of the fluid medium in the main layer can be kept constant, and uranium hexafluoride can be generated stably. .

［実施例］ 以下、第１図を参照して本発明の一実施例を説明す
る。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第１図は、本発明の実施例を示す六フッ化ウラン製造
装置を示す図である。当該製造装置は、四フッ化ウラン
から六フッ化ウランのガスを発生させる流動層１によっ
て大略が構成されており、六フッ化ウランのガスを冷却
固化させるコールドトラップ２によって該六フッ化ウラ
ンを回収するようになっている。FIG. 1 is a view showing an apparatus for producing uranium hexafluoride showing an embodiment of the present invention. The production apparatus is generally constituted by a fluidized bed 1 for generating uranium hexafluoride gas from uranium tetrafluoride, and the uranium hexafluoride is cooled by a cold trap 2 for cooling and solidifying the uranium hexafluoride gas. It is designed to be collected.

流動層１は、その下部が分散板（ガス噴出手段）３に
よって上下方向に分割されており、また仕切板４によっ
て水平方向に分割されている。The lower part of the fluidized bed 1 is vertically divided by a dispersion plate (gas ejection means) 3, and is horizontally divided by a partition plate 4.

分散板３は、微細な複数のガス噴出孔を有するもので
あって、該分散板３の下側をウインドボックス５として
画成されている。The dispersion plate 3 has a plurality of fine gas ejection holes, and the lower side of the dispersion plate 3 is defined as a wind box 5.

仕切板４は、流動層１の底壁から上方に延び、該流動
層１を主層（供給口側の部屋）1aおよび副層（反供給口
側の部屋）1bに確実に分割するとともに、ウインドボッ
クス５を主ウインドボックスａおよび副ウインドボック
ス5bに分割するようになっている。ただし、この仕切板
４の上側には、主層1aと副層1bとを連通する隙間が形成
されている。The partition plate 4 extends upward from the bottom wall of the fluidized bed 1 and surely divides the fluidized bed 1 into a main layer (room on the supply port side) 1a and a sub-layer (room on the side opposite to the supply port) 1b, The window box 5 is divided into a main window box a and a sub window box 5b. However, a gap that connects the main layer 1a and the sub-layer 1b is formed above the partition plate 4.

また、流動層１内には、主層1aから副層1bにかけての
上側に複数のフィルタ６が設けられており、これらのフ
ィルタ６はコールドトラップ２の入口に連結されてい
る。Further, in the fluidized bed 1, a plurality of filters 6 are provided on the upper side from the main layer 1a to the sub-layer 1b, and these filters 6 are connected to the inlet of the cold trap 2.

コールドトラップ２の出口側は、コンプレッサ８を介
して、主ウインドウボックス5aおよび副ウインドウボッ
クス5bに接続されている。また、主ウインドウボックス
5aには、フッ素ガス供給源10が接続されている。The outlet side of the cold trap 2 is connected via a compressor 8 to a main window box 5a and a sub window box 5b. Also the main window box
The fluorine gas supply source 10 is connected to 5a.

さらに、前記流動層１の主層1a側には該主層1a内に粉
体状の四フッ化ウランおよび粉体状の流動媒体を供給す
る供給管（供給口）10が設けられており、副層1b側に
は、流動媒体を排出するための排出管11が設けられてい
る。Further, on the main layer 1a side of the fluidized bed 1, a supply pipe (supply port) 10 for supplying powdery uranium tetrafluoride and a powdery fluid medium into the main layer 1a is provided. A discharge pipe 11 for discharging the fluid medium is provided on the sub-layer 1b side.

流動媒体は、四フッ化ウランを希釈して反応の急激な
進行を抑制するためのものであって、アルミナやフッ化
化カルシウム等が使用されている。The fluid medium is for diluting uranium tetrafluoride to suppress rapid progress of the reaction, and alumina, calcium fluoride, or the like is used.

また、弁７は、窒素ガス（不活性ガス）の供給源12に
接続されており、該弁７を動作することにより、窒素ガ
スを各フィルタ６から流動層１内に噴出するようになっ
ている。そして、弁７と窒素ガス供給源12とによりフィ
ルタ６の洗浄手段が構成されている。The valve 7 is connected to a supply source 12 of nitrogen gas (inert gas). By operating the valve 7, nitrogen gas is ejected from each filter 6 into the fluidized bed 1. I have. The valve 7 and the nitrogen gas supply source 12 constitute a cleaning unit for the filter 6.

次に、上記のように構成された六フッ化ウラン製造装
置の作用を説明する。Next, the operation of the uranium hexafluoride manufacturing apparatus configured as described above will be described.

四フッ化ウランおよび流動媒体を供給管10から流動層
１の主層1aに供給するとともに、主ウインドウボックス
5aにフッ素ガス供給源９からフッ素ガスを供給する。Uranium tetrafluoride and a fluid medium are supplied from a supply pipe 10 to the main layer 1a of the fluidized bed 1 and a main window box is provided.
Fluorine gas is supplied to 5a from a fluorine gas supply source 9.

そうすると、分酸板３から主層1a内に噴出するフッ素
ガスと四フッ化ウランとが反応して、該四フッ化ウラン
から六フッ化ウランガスに転換し、この六フッ化ウラン
ガスおよびフッ素ガスが各フィルタ６を通り、コールド
トラップ２内に流入する。コールドトラップ２内では、
六フッ化ウランが冷却固化されて捕集され、フッ素ガス
を主成分とする排気ガスがコンプレッサ８で加圧され、
主ウインドウボックス5aおよび副ウインドウボックス5b
に供給される。Then, the fluorine gas and the uranium tetrafluoride ejected from the acid separating plate 3 into the main layer 1a react with each other to convert the uranium tetrafluoride to the uranium hexafluoride gas. It passes through each filter 6 and flows into the cold trap 2. In cold trap 2,
Uranium hexafluoride is cooled and solidified and collected, and an exhaust gas containing fluorine gas as a main component is pressurized by a compressor 8,
Main window box 5a and sub window box 5b
Supplied to

上記のようにして六フッ化ウランを製造する過程で、
流体媒体は徐々に摩耗して微粉末状になるとともに、こ
の微粉末状になった流動媒体等が各フィルタ６の周りに
付着した状態になる。In the process of producing uranium hexafluoride as described above,
The fluid medium gradually wears and becomes a fine powder, and the fluid medium and the like in the fine powder adhere to the periphery of each filter 6.

定期的に、弁７を開閉し、窒素ガスを各フィルタ６か
ら流動層１内に噴出する。これにより、各フィルタ６の
周りに付着した流動媒体等が落下し、その一部が副層1b
内に落下する。このように、各フィルタ６から窒素ガス
の噴出を繰り返すことによって、副層1b内に微粉末状の
流動媒体が徐々に溜まり、最後には排出管11から連続し
て排出されるようになる。また、副層1b内の流動媒体内
に四フッ化ウランが含まれていても、コンプレッサ８か
ら送られてくるフッ化ガスによって六フッ化ウランに転
換され、該流動媒体のウラン量としては極めて少ない状
態になる。Periodically, the valve 7 is opened and closed, and nitrogen gas is spouted from each filter 6 into the fluidized bed 1. As a result, the fluid medium and the like attached around each filter 6 fall, and a part thereof
Fall into. As described above, by repeatedly ejecting nitrogen gas from each filter 6, the fluid medium in the form of fine powder gradually accumulates in the sub-layer 1b, and finally is continuously discharged from the discharge pipe 11. Further, even if uranium tetrafluoride is contained in the fluid medium in the sub-layer 1b, it is converted into uranium hexafluoride by the fluorinated gas sent from the compressor 8, and the amount of uranium in the fluid medium is extremely low. Become less.

したがって、上記のように構成された六フッ化ウラン
の製造装置においては、六フッ化ウランの製造を中止す
ることなく、副層1bから使用済みの流動媒体を取り出す
ことができるから、装置の稼働率の向上を図ることがで
きる。しかも、流動媒体のウラン量が極めて低減されて
いるので、該流動媒体の処理が極めて簡単になる。Therefore, in the uranium hexafluoride production apparatus configured as described above, the used fluid medium can be taken out from the sub-layer 1b without stopping the production of uranium hexafluoride. The rate can be improved. Moreover, since the amount of uranium in the fluid medium is extremely reduced, the treatment of the fluid medium becomes extremely simple.

さらに、取り出された流動媒体の量だけ新しい流動媒
体を補給することにより、主層1a内の流動媒体の粒度が
濃度を一定に保つことができるので、四フッ化ウランか
ら六フッ化ウランに安定的に転換することができる。Furthermore, by replenishing a new fluid medium by the amount of the fluid medium taken out, the particle size of the fluid medium in the main layer 1a can be maintained at a constant concentration, so that uranium tetrafluoride can be stabilized from uranium hexafluoride to uranium hexafluoride. Can be converted.

また、仕切板４の高さによって、副層1bに移動する流
動媒体の量調整することができ、これによって、流動媒
体の使用時間を調整することができる。たとえば、該仕
切板４の高さを高くした場合には、副層１内に溜まる量
が少なくなって、同一の流動媒体を長時間使用すること
になる。In addition, the amount of the fluid medium moving to the sub-layer 1b can be adjusted by the height of the partition plate 4, whereby the usage time of the fluid medium can be adjusted. For example, when the height of the partition plate 4 is increased, the amount of the partition layer 4 that accumulates in the sub-layer 1 decreases, and the same fluid medium is used for a long time.

なお、上記実施例においては、仕切板４を一つ設けた
ものを示したが、該仕切板４を２以上設け、これにより
３以上の部屋を形成するようにしてもよい。ただし、こ
の場合にも、四フッ化ウランを供給する側の部屋と、流
動媒体が体積する側の部屋とを形成する必要がある。In the above embodiment, one partition plate 4 is provided. However, two or more partition plates 4 may be provided to form three or more rooms. However, also in this case, it is necessary to form a room on the side for supplying uranium tetrafluoride and a room on the side on which the flowing medium is volume.

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、反応を抑制す
るための粉状の流動媒体とともに供給する粉状の四フッ
化ウランに、フッ素ガスを反応させ六フッ化ウランを製
造する流動層を備え、この流動層には、前記四フッ化ウ
ラン等を供給する供給口が設けられているとともに、反
応部の下側からフッ素ガスを噴出するガス噴出手段が設
けられ、かつ反応部の上側から六フッ化ウラン等のガス
を排出するフィルタを設けられている六フッ化ウラン製
造装置において、前記流動層には、上部に隙間をあけた
状態で、流動層を供給口側の主層と排出管側の副層と仕
切る仕切板が設けられ、 前記フィルタには、該フィルタから流動層内へ不活性
ガスを逆流させて該フィルタを洗浄する洗浄手段が設け
られているものであるから、 フィルタから流動層内に不活性ガスを噴出させること
により、該フィルタのまわりに付着した流動媒体の一部
を仕切板を境にして前記の副層に落下させることができ
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, uranium hexafluoride is reacted by reacting fluorine gas with powdery uranium tetrafluoride supplied together with a powdery fluid medium for suppressing the reaction. A fluidized bed to be manufactured is provided, and the fluidized bed is provided with a supply port for supplying the uranium tetrafluoride and the like, and is provided with gas ejection means for ejecting fluorine gas from below the reaction unit, and In a uranium hexafluoride manufacturing apparatus provided with a filter for discharging a gas such as uranium hexafluoride from the upper side of the reaction section, the fluidized bed is provided with a gap at an upper portion, and the fluidized bed is supplied at a supply port side. A partition plate for partitioning the main layer and the sub-layer on the discharge pipe side of the filter, wherein the filter is provided with washing means for washing the filter by backflowing an inert gas from the filter into the fluidized bed. So, Phil From by ejecting an inert gas into the fluidized bed, it can fall into the sublayer of the part and the boundary of the partition plate of the fluidized medium attached around the filter.

そして、上記のように、不活性ガスの噴出を繰り返す
ことにより、副層に微粉末状の流動媒体を集めることが
できるから、該使用済みの流動媒体を、六フッ化ウラン
の製造を中断することなく簡単に取り出すことができ
る。Then, as described above, by repeating the injection of the inert gas, it is possible to collect the fine powdery fluid medium in the sub-layer, so that the used fluid medium is suspended in the production of uranium hexafluoride. It can be easily taken out without any.

したがって、稼働率を極めて向上させることができ
る。Therefore, the operation rate can be significantly improved.

しかも、使用済みの流動媒体のウランの量をフッ素ガ
スによって、極めて低くすることができるので、該流動
媒体を極めて安全かつ簡単に処理することができる。In addition, since the amount of uranium in the used fluid medium can be extremely reduced by the fluorine gas, the fluid medium can be treated very safely and easily.

また、取り出した流動媒体の量だけ新しい流動媒体を
供給することにより、主層の流動媒体の粒度や濃度を一
定に保つことができるので、六フッ化ウランを安定的に
製造することができる利点がある。Also, by supplying a new fluid medium by the amount of the fluid medium taken out, the particle size and concentration of the fluid medium in the main layer can be kept constant, so that uranium hexafluoride can be stably produced. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の一実施例として示した六フッ化ウラン
製造装置の図である。 １……流動層、 ３……分散板（ガス噴出手段）、 ４……仕切板、 ５……ウインドボックス、 ６……フィルタ、 ７……弁、 10……供給管（供給口）、 12……窒素ガス供給源。FIG. 1 is a view of an apparatus for producing uranium hexafluoride shown as one embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fluidized bed, 3 ... Dispersion plate (gas ejection means), 4 ... Partition plate, 5 ... Wind box, 6 ... Filter, 7 ... Valve, 10 ... Supply pipe (supply port), 12 …… a nitrogen gas supply source.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】反応を抑制するための粉状の流動媒体とと
もに供給する粉状の四フッ化ウランに、フッ素ガスを反
応させて六フッ化ウランを製造する流動層を備え、この
流動層には、その側壁に前記四フッ化ウラン等を供給す
る供給口が設けられているとともに、下側からフッ素ガ
スを噴出するガス噴出手段が設けられ、かつこの流動層
の上側には、生成した六フッ化ウラン等のガスを排出す
るフィルタが設けられている六フッ化ウラン製造装置に
おいて、 前記流動層には、上側に隙間をあけた状態で、水平方向
に仕切る仕切板が設けられ、この仕切板によって前記流
動層が供給口側の主層と反供給口側の副層とに分割さ
れ、この副層の側壁には流動媒体を排出するための排出
管が設けられ、かつ前記フィルタの少なくとも一部が前
記副層の上側に設けられ、 前記フィルタには、該フィルタから流動層内へ不活性ガ
スを逆流させて該フィルタに付着した微粉末状の流動媒
体を落下させる清浄手段が設けられていることを特徴と
する六フッ化ウラン製造装置。1. A fluidized bed for producing uranium hexafluoride by reacting fluorine gas with powdery uranium tetrafluoride supplied together with a powdery fluid medium for suppressing the reaction. Is provided with a supply port for supplying the uranium tetrafluoride or the like on the side wall thereof, a gas ejection means for ejecting fluorine gas from below, and an upper portion of the fluidized bed formed with the generated sulfur. In a uranium hexafluoride manufacturing apparatus provided with a filter for discharging a gas such as uranium fluoride, the fluidized bed is provided with a partition plate for horizontally partitioning with a gap on the upper side, The fluidized bed is divided into a main layer on the supply port side and a sub-layer on the side opposite to the supply port by a plate, and a discharge pipe for discharging the fluid medium is provided on a side wall of the sub-layer, and at least one of the filters is provided. Partly above the sub-layer The filter is provided with a cleaning means for causing the inert gas to flow back from the filter into the fluidized bed and dropping the fine powdery fluid medium adhered to the filter. Uranium hexafluoride production equipment.