一种利用ADU氧化的U3O8粉末添加制备UO2芯块的工艺的制作方法

一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺
技术领域
1.本发明属于核燃料组件制造技术领域，具体涉及一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺。


背景技术：

2.在核燃料组件生产化工转化过程中，adu(重铀酸铵)粉末经过脱氟还原、稳定化、均匀化工艺转化为合格的陶瓷uo2粉末用于燃料组件生产。在adu化工转化工艺生产过程中会产生一定量杂质合格的adu粉末，这部分adu粉末无法及时通过脱氟还原、稳定化、均匀化工艺转化为uo2粉末，且转化工艺流程较长。同时uo2芯块制备过程中需要添加一定量的u3o8粉末，而废芯块及磨削渣氧化的u3o8粉末无法满足生产通量需求。
3.因此，有必要设计一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，以提高物料周转利用效率。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，包括以下步骤：
7.步骤1：adu粉末氧化
8.adu粉末在氧化炉中被氧化成u3o8粉末；
9.步骤2：制粒成型
10.将u3o8粉末、添加剂、uo2粉末混合后，进行轧片制粒；
11.制粒后粉末与添加剂经混合球化后，压制制成生坯芯块；
12.步骤3：烧结
13.将生坯芯块转移至高温烧结炉中，在烧结炉中完成生坯烧结；
14.步骤4：磨削
15.使用磨床对烧结芯块进行磨削，得到合格的uo2芯块。
16.步骤1中，控制氧化温度550～650℃，氧化时间5～8h。
17.步骤2中轧片制粒时，u3o8粉末添加比例为10～20％。
18.步骤2中轧片制粒时，添加剂的添加比例为0.05～0.07％。
19.步骤2中制粒后压制生坯芯块时，添加剂的添加比例为0.25～0.33％。
20.步骤2中，所述的添加剂为阿克蜡。
21.步骤2中，轧片制粒过程控制轧辊压力30～35kn。
22.步骤2中，压制制成生坯芯块的压制压力30～40kn。
23.步骤2中，制成的生坯芯块密度5.8～6.2g/cm3。
24.步骤3中，控制烧结温度1720～1780℃，烧结时间6～8h。
25.本发明的显著效果在于：
26.(1)采用本发明工艺能够有效缩短adu转化为uo2芯块的工艺流程，提高物料利用效率，有效缓解生产现场物料存放压力。
27.(2)本发明提供了一种uo2芯块制备添加用u3o8粉末的新型制备工艺。
28.(3)本发明制备出的uo2芯块完全满足相关技术要求。
附图说明
29.图1为工艺流程图。
具体实施方式
30.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
31.如图1所示的一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，包括以下步骤：
32.步骤1：adu粉末氧化
33.adu粉末在氧化炉中被氧化成u3o8粉末，过程控制氧化温度550～650℃，氧化时间5～8h；
34.步骤2：制粒成型
35.将u3o8粉末、添加剂、uo2粉末混合后，进行轧片制粒；其中u3o8粉末添加比例为10～20％，添加剂添加比例为0.05～0.07％，过程控制轧辊压力30～35kn；
36.制粒后粉末与添加剂经混合球化后，压制制成生坯芯块；其中压制压力30～40kn，添加剂添加比例为0.25～0.33％，制成的生坯芯块密度5.8～6.2g/cm3；
37.所述的添加剂为阿克蜡；
38.步骤3：烧结
39.将生坯芯块转移至高温烧结炉中，在烧结炉中完成生坯烧结；其中烧结温度1720～1780℃，烧结时间6～8h；
40.步骤4：磨削
41.使用磨床对烧结芯块进行磨削，得到合格的uo2芯块。
42.实施例1
43.一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，包括以下步骤
44.步骤1：adu粉末氧化
45.adu粉末在氧化炉中被氧化成u3o8粉末。过程控制氧化温度600℃，氧化时间6h。
46.步骤2：制粒成型
47.u3o8粉末、添加剂、uo2粉末按照一定的添加比例进行混合后，进行轧片制粒。u3o8粉末添加比例为12％，阿克蜡添加剂比例为0.06％，过程控制轧辊压力32kn。
48.制粒后粉末与添加剂经混合球化后，压制制成生坯芯块。阿克蜡添加剂比例为0.30％，压制压力35kn，生坯芯块密度5.8g/cm3。
49.步骤3：烧结
50.将生坯芯块转移至高温烧结炉中，在烧结炉中完成生坯烧结。烧结温度1730℃，烧结时间7h。
51.步骤4：磨削
52.使用磨床对烧结芯块进行磨削，得到合格的uo2芯块。
53.实施例2
54.一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，包括以下步骤
55.步骤1：adu粉末氧化
56.adu粉末在氧化炉中被氧化成u3o8粉末。过程控制氧化温度650℃，氧化时间5h。
57.步骤2：制粒成型
58.u3o8粉末、添加剂、uo2粉末按照一定的添加比例进行混合后，进行轧片制粒。u3o8粉末添加比例为15％，阿克蜡添加剂比例为0.05％，过程控制轧辊压力35kn。
59.制粒后粉末与添加剂经混合球化后，压制制成生坯芯块。阿克蜡添加剂比例为0.26％，压制压力35kn，生坯芯块密度6.0g/cm3。
60.步骤3：烧结
61.将生坯芯块转移至高温烧结炉中，在烧结炉中完成生坯烧结。烧结温度1750℃，烧结时间6h。
62.步骤4：磨削
63.使用磨床对烧结芯块进行磨削，得到合格的uo2芯块。
64.实施例3
65.一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，包括以下步骤
66.步骤1：adu粉末氧化
67.adu粉末在氧化炉中被氧化成u3o8粉末。过程控制氧化温度650℃，氧化时间6h。
68.步骤2：制粒成型
69.u3o8粉末、添加剂、uo2粉末按照一定的添加比例进行混合后，进行轧片制粒。u3o8粉末添加比例为12％，阿克蜡添加剂比例为0.05％，过程控制轧辊压力30kn。
70.制粒后粉末与添加剂经混合球化后，压制制成生坯芯块。阿克蜡添加剂比例为0.30％，压制压力35kn，生坯芯块密度5.9g/cm3。
71.步骤3：烧结
72.将生坯芯块转移至高温烧结炉中，在烧结炉中完成生坯烧结。烧结温度1730℃，烧结时间8h。
73.步骤4：磨削
74.使用磨床对烧结芯块进行磨削，得到合格的uo2芯块。
75.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
76.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：adu粉末氧化adu粉末在氧化炉中被氧化成u3o8粉末；步骤2：制粒成型将u3o8粉末、添加剂、uo2粉末混合后，进行轧片制粒；制粒后粉末与添加剂经混合球化后，压制制成生坯芯块；步骤3：烧结将生坯芯块转移至高温烧结炉中，在烧结炉中完成生坯烧结；步骤4：磨削使用磨床对烧结芯块进行磨削，得到合格的uo2芯块。2.如权利要求1所述的一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，其特征在于：步骤1中，控制氧化温度550～650℃，氧化时间5～8h。3.如权利要求1所述的一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，其特征在于：步骤2中轧片制粒时，u3o8粉末添加比例为10～20％。4.如权利要求1所述的一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，其特征在于：步骤2中轧片制粒时，添加剂的添加比例为0.05～0.07％。5.如权利要求1所述的一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，其特征在于：步骤2中制粒后压制生坯芯块时，添加剂的添加比例为0.25～0.33％。6.如权利要求1所述的一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，其特征在于：步骤2中，所述的添加剂为阿克蜡。7.如权利要求1所述的一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，其特征在于：步骤2中，轧片制粒过程控制轧辊压力30～35kn。8.如权利要求1所述的一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，其特征在于：步骤2中，压制制成生坯芯块的压制压力30～40kn。9.如权利要求1所述的一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，其特征在于：步骤2中，制成的生坯芯块密度5.8～6.2g/cm3。10.如权利要求1所述的一种利用adu氧化的u3o8粉末添加制备uo2芯块的工艺，其特征在于：步骤3中，控制烧结温度1720～1780℃，烧结时间6～8h。

技术总结
本发明涉及核燃料组件制造技术领域，具体公开了一种利用ADU氧化的U3O8粉末添加制备UO2芯块的工艺，包括以下步骤：步骤1：ADU粉末在氧化炉中被氧化成U3O8粉末；步骤2：将U3O8粉末、添加剂、UO2粉末混合后，进行轧片制粒；制粒后粉末与添加剂经混合球化后，压制制成生坯芯块；步骤3：将生坯芯块转移至高温烧结炉中，在烧结炉中完成生坯烧结；步骤4：使用磨床对烧结芯块进行磨削，得到合格的UO2芯块。采用本发明工艺能够有效缩短ADU转化为UO2芯块的工艺流程，提高物料利用效率，有效缓解生产现场物料存放压力。力。力。


技术研发人员：潘彬 王江民 张宾 王付祥 黄志峰 谢思 曹明明 乔永飞 孙克祥 郭军 李振刚
受保护的技术使用者：中核北方核燃料元件有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2023/7/13