Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Курсовик Получение тетрафторида урана. Расчет реактора для фторирования

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Химия. Добавлен: 28.3.2013. Сдан: 2012. Страниц: 33. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание
Введение 3
1 Литературный обзор 4
1.1 Существующие способы получения тетрафторида урана 6
1.2 Получение тетрафторида урана из водных растворов урана (IV) 6
1.3 Получение тетрафторида урана взаимодействием различных соединений урана с плавиковой кислотой или другими фторирующими агентами 10
1.4 Получение тетрафторида урана электролитическим методом 12
1.5 Получение тетрафторида урана фотосинтезом 12
1.6 Получение тетрафторида урана действием газообразного фтористого водорода на диоксид урана 13
1.7 Сравнение сухих и мокрых методов получения тетрафторида урана 21
2 Расчет материального баланса 23
3 Выбор и описание аппаратурно-технологической схемы 26
3.1 Описание реактора для гидрофторирования 26
3.2 Расчет реактора для гидрофторирования 26
3.3 Описание аппаратурной схемы 27
3.4 Технологический контроль 28
3.5 Характеристика отходов 30
3.6 Техника безопасности 30
4 Заключение 32
Список используемой литературы 33

Введение

Тетрафторид урана находит различное применение в ядерной энергетике. Он может быть использован в качестве ядерного горючего в реакторах, работающих на расплавленных фторидах; уран в этом случае обогащается U235. Исходным продуктом для производства тетрафторида урана, используемого в ядерных реакторах, служит обогащенная фракция гексафторида урана, поступающая с газодиффузионных установок. Этот гексафторид урана восстанавливается водородом, четыреххлористым углеродом или другими восстановителями до тетрафторида урана. Следует отметить, что тетрафторид урана, полученный из гексафторида урана, должен обладать ядерной чистотой; его физические характеристики (насыпной удельный вес и размер частиц), по-видимому, существенного значения не имеют, так как тетрафторид урана в данном случае используется для приготовления гомогенных фторидных расплавов.
Тетрафторид урана является важнейшим промежуточным продуктом в технологии производства урана. Он служит основным сырьем для получения металлического урана кальцие- и магниетермическим методом. Кроме того, металлический уран может быть также получен электролизом солевых распла­вов, одной из составных частей которых служит тетрафторид урана или его двойные соли. Наиболее экономичный метод производства гексафторида урана - прямое фторирование элементарным фтором тетрафторида урана.
1 Литературный обзор
Металлургическое и гексафторидное производство являются основными потребителями тетрафторида урана. Специфика последующего передела тетрафторида урана в существенной степени определяет характеристики исходного сырья как с точки зрения чистоты тетрафторида урана, так и с точки зре­ния некоторых его физических свойств.
Важное значение имеет его насыпной вес. Для восстановления урана изготавливается шихта из порошкообразного тетрафторида урана и из порошка или стружки металлических кальция и магния. Чем больше насыпной вес тетрафторида урана, тем больше насыпной удельный вес шихты и тем, следовательно, боль­ше тепла выделяется на единицу объема печи восстановительной плавки. Поэтому предпочитают восстанавливать до металлического урана тетрафторид урана с насыпным весом не менее 2,5-3,5 г/см3. Это обстоятельство имеет значение лишь тогда, когда восстановительная плавка урана проводится, в бомбах небольшими порциями и эффект расслаивания шихты по удельным весам практически роли не играет.
Черновой металлический уран, полученный в результате восстановления тетрафторида урана, в значительной степени концентрирует в себе те примеси, которые содержались в исходных материалах (тетрафторид урана, металлические кальций или магний и футеровка печей восстановительной плавки). Последующая рафинировочная плавка урана сопряжена с отделением лишь небольшого количества примесей. Поэтому исходный тетрафторид урана должен быть не только ядерночистым продуктом, но и иметь еще некоторый запас кондиций на случай возможного загрязнения металлического урана из материалов футе­ровки печи или восстановителя. Реакция восстановления тетрафторида урана металлотермическим методом протекает весьма бурно и связана со значитель­ным выделением тепла. При наличии в исходном тетрафториде урана летучих компонентов, легко отделяемых за счет испарения (таких, как вода или аммиак), восстановление урана будет сопровождаться сильным газовыделением, которое может привести к выбросам из печей восстановительной плавки. Сле­довательно, в тетрафториде урана, используемом для плавки на уран, должны отсутствовать легколетучие компоненты (в частности, такой тетрафторид урана должен быть негигроскопичным.).
В тетрафториде урана, используемом для восстановительной плавки, кондиционируется содержание таких примесей, как двуокись урана и уранилфторид. Их повышенное содержание может привести к значительным потерям ура­на со шлаком.
Несколько иначе дело обстоит в том случае, если тетрафторид урана используется для производства гексафторида урана. В процессе высокотемпературного фторирования наблюдается хорошая очистка урана от ряда примесей, образующих нелетучие фториды (Fe, Ni, Са, Мg и ряд других металлов); поэтому содержание вышеперечисленных элементов в исходном тетрафториде урана может быть значительным. Некоторые же примеси (Мо, V, Si, Сг и т.д.) могут образовывать летучие фториды, отделение которых от гексафторида урана будет представлять определенные трудности; следовательно, содержание этих элементов в исходном тетрафториде урана должно быть очень малым.
Наличие легколетучих компонентов (вода и аммиак) недопустимо при фторировании тетрафторида урана до гексафторида урана по несколько иным причинам, чем в случае восстановительной плавки тетрафторида урана. Вода и аммиак при взаимодействии с гексафторидом урана и элементарным фтором будут образовывать фтористый водород, отделение которого от гексафторида урана достаточно сложно; кроме того, наличие фтористого водорода может привести к значительной коррозии аппаратов. Содержание в исходном тетрафториде урана таких примесей, как UO2F2 и UO2, также лимитируется, так как их фторирование до гексафторида урана сопряжено с большими расходными коэффициентами по фтору.
По своим физическим свойствам тетрафторид урана, используемый для производства гексафторида урана, должен быть достаточно пористым продук­том. В то же время исходный материал не должен спекаться при температурах фторирования и его потери за счет пылеуноса не должны быть очень большими. Этим требованиям в большинстве своем удовлетворяет тетрафторид урана, используемый для восстановительной плавки.
1.1 Существующие способы получения тетрафторида урана
Тетрафторид урана UF4 может быть получен несколькими методами:
1. осаждением из водных растворов урана (IV);
2. взаимодействием различных соединений урана с газообразными фторирующими агентами при повышенных температурах;
3. взаимодействием различных соединений урана с плавиковой кислотой или другими фторирующими агентами;
4. электролитическим методом.
1.2 Получение тетрафторида урана из водных растворов урана (IV)
При получении UF4 из водных растворов применяют растворы различных солей урана (IV) и плавиковую кислоту:
U4+водн + 4F-водн ?UF4?
В качестве исходного продукта для получения водных растворов U (IV) вначале использовали уранат натрия, который реагируя с плавиковой кислотой, давал уранилфторид. Для восстановления уранилфторида до четырехвалентного состояния в раствор добавляли хлорид олова, гидросульфит и хлориды цинка, меди, хрома и титана. Чтобы обеспечить хорошую фильтрацию осадка и ускорить восстановление UO2F2, процесс вели при кипячении и непрерывном перемешивании. После реакции восстановления около 95% UF4 выпадало в осадок. Этот способ был мало эффективен и давал продукт, содержащий несколько процентов NaF.
Взамен ураната натрия в промышленности используют главным образом более доступный U3O8, который растворяют в смеси соляно и азотной кислот:
U3O8 + 6HCl + 2HNO3?3UO2Cl2 + 4H2O + 2NO2,
либо в смеси серной и азотной кислот:
2 U3O8 + 6H2SO4 + 2HNO3?6UO2SO4 + NO2 + NO + 7H2O
В качестве восстановителя уранилхлорида или уранилсульфата используют хлорид олова:
6UO2SO4 + 6SnCl2 + 12 H2SO4? 6U(SO4)2 + 6SnCl2SO4 + 12H2O
Взамен солей-восстановителей успешно используют электро­литическое восстановление раствора уранилсульфата, которое обладает многими техническими и экономическими преимущест­вами.
Чтобы предупредить выпадение малорастворимой соли U(SO4)2*4H2O, которая загрязняет UF4, необходимо до начала образования осадка добавлять плавиковую кислоту, которая хорошо растворяет эту соль с образованием сульфатно-фторидного комплекса:
U(SO4)2 + 2HF?H2[U(SO4)2F2].
После некоторого выдерживания раствора при температуре 20-1000 С сульфатно-фторидный комплекс разлагается и выпадает UF4:
H2[U(SO4)2F2] ?UF4 + U(SO4)2 + 2 H2SO4.
Сульфат урана, находящийся в растворе в виде U(SO4)2·8H2O, не выпадает в осадок, так как он хорошо растворим. Наличие сульфат-иона в тетрафториде урана вредно влияет на последующий процесс восстановительной плавки.
Независимо от применяемых растворов осаждение UF4 при комнатной температуре приводит к образованию аморфных осадков, трудно поддающихся фильтрации и отмывке. Этот технологический недостаток устраняется перемешиванием аморфной массы, разбавленной плавиковой кислотой (0,1-3%), в течение нескольких часов. Кристаллический осадок, получаемый в результате такой обработки, легко фильтруется. Сухие кристаллы устойчивы на воздухе и имеют состав UF4?2,5Н2О. В тетрафторид урана переход........


Список используемой литературы

1. Стерлин Я.М. Металлургия урана. - М.: Госатомиздат, 1962.-420 с.
2. Макаров Ю.И., Генкин А.Э. Технологическое оборудование химических и нефтеперерабатывающих заводов. - М.: «Машиностроение», 1969.-304 с.
3. Громов Б.В. Введение в химическую технологию урана. Учебник для вузов. - М.: Атомиздат, 1978.-336 с.
4. Судариков Б.М., Раков Э.Г. Процессы и аппараты урановых производств. - М.: «Машиностроение», 1968.-381 с.
5. Радиохимия и химия ядерных процессов. Под редакцией Мурина А.Н., Нефедова В.Д., Шведова В.П. - Л.: Госхимиздат, 1961. - 785 с.
6. Химия урана. Под редакцией Ласкорина Б.Н. М.: «Наука», 1981. - 505 с.
7. Галкин Н.П., Судариков Б.Н. и др. Технология урана. - М.: Атомиздат, 1964. - 309 с.


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.