ADU制备AUC工艺的优化研究

唐儒煜，胡锦明

(中核二七二铀业有限责任公司，湖南 衡阳 421002)

三碳酸铀酰铵(以下简称AUC)晶体，属单斜晶系斜方体晶体[1]148，各晶面具有不同的生长速度，是铀纯化体系中的一个重要中间产物[2]。在中国经典的天然铀湿法纯化工艺中[3]，需要生产棱柱状、颗粒粗、核纯级的AUC晶体，供生产化学活性高、适用于干法氢氟化过程的核纯级二氧化铀[4]181；通常采用重铀酸铵(以下简称ADU)制备AUC[5]94。随着工艺控制条件的变化，制备的AUC晶体差异较大，既可生产平均粒径较大(≥40 μm)的AUC，也可生产平均粒径较小(≤35 μm)且近似球形的AUC[6]354。为满足后续生产要求，对ADU制备AUC的反应条件进行研究，了解AUC结晶过程的内在规律及其影响因素，优化反应条件，提高粗晶产率，减少或避免平均粒径较小的AUC产生，对工业生产的成本和质量控制，具有非常重要的意义。

1 ADU制备AUC工艺原理

经过初步水冶加工的天然铀浓缩物(主要是重铀酸盐)或经初步处理的铀氧化物(主要是UO2、U3O8、UO3)，均含有大量杂质，需要进一步纯化，以得到适于后续转化加工的产物[7]1。

在中国经典天然铀湿法纯化工艺中，首先采用硝酸溶解天然铀浓缩物或铀氧化物，然后经TBP-磺化煤油萃取、微硝酸反萃取制得核纯级的硝酸铀酰溶液，再经氨水沉淀制得核纯级的ADU[5]94。然后在ADU中添加过量(NH4)2CO3溶液，使(NH4)2U2O7固体与(NH4)2CO3溶液反应，生成溶于水的NH4+和[UO2(CO3)3]4-；同时由于溶液中存在过量的(NH4)2CO3，通过NH4+的同离子盐析作用[7]78，[UO2(CO3)3]4-以(NH4)4[UO2(CO3)3]晶体的形态结晶析出，其化学反应式为[8]30

(NH4)2U2O7+6(NH4)2CO3+3H2O→2(NH4)4[UO2(CO3)3]+6NH4OH。

(1)

2 试验部分

2.1 主要原料

ADU，铀湿品位为54.56%，取自天然铀湿法纯化工业生产现场。……