新型氟化物吸附剂的制备和吸附性能研究

• 作 者: 李洒洒[1]程治强[2]李杨娟[2]窦强[2]李晴暖[2]
• 机 构: 中国科学院上海应用物理研究所
• 出 处: 第三届全国核化学与放射化学青年学术研讨会
• 发表日期: 2015年期

铀氟化挥发技术,是通过氟化的方法将铀化合物(如氧化铀、四氟化铀等)转化为易挥发的六氟化铀,从而实现铀的分离和纯化的一种技术.在干法后处理流程中,生成可挥发性UF6的同时,伴有其他挥发性氟化物杂质(如Mo、Nb等挥发性氟化物)生成.目前,除去UF6中气态杂质的方法主要有吸附纯化法和冷凝精馏法,其中吸附纯化法具有装置简单、操作方便等特点,而被广泛应用.吸附纯化法主要利用碱金属和碱土金属的氟化物在不同温度下对不同挥发性氟化物选择性吸附和解吸附实现UF6的净化。评价吸附剂的吸附性能的关键要素有吸附选择性、吸附容量、吸附与解吸附速率、重复利用性等，而吸附剂的比表面积、孔隙率等物理特性和化学组成均对吸附剂吸附性能有着重要影响。目前用于氟化挥发UF6净化的吸附剂主要为NaF和MgF2，存在吸附剂吸附容量低、解吸附不完全及吸附剂制各过程中对设备腐蚀严重等问题。在吸附剂中掺杂金属元素，是一种改善吸附剂吸附性能的有效方法。本研究将Ce元素作为首选的掺杂元素，通过改变NaF吸附剂的表观性质，希望起到改善吸附性能的作用。研究中重点考察了Ce元素的掺杂对NaF吸附剂的吸附容量、吸附速率、解吸附温度产生的影响。研究结果表明，该新型吸附剂的比表面积为(0.84±0.04)m2/g，是相同条件下制得的NaF吸附剂的2.4倍；该新型吸附剂对MoF6的吸附容量为81.5mg/g，与NaF吸附剂的吸附容量基本相当；而该新型吸附剂的初始吸附速率明显大于NaF吸附剂。同时，实验研究还表明新型吸附剂中CeO2的加入使得MoF6的解吸温度控制在300度以下，更加有利于吸附剂的解吸、再生。