[发明专利]一种二氧化铀氢氟化工艺尾气中氟化氢的再利用工艺

说明书

一种二氧化铀氢氟化工艺尾气中氟化氢的再利用工艺，属于铀转化生产技术领域。本发明为了提高氢氟化工艺尾气中氟化氢的利用率，减少四氟化铀制备过程中含氟废弃物的产生率。本发明是将二氧化铀氢氟化的工艺尾气采用逆流方式输入到反应床内，并在反应床内连续输入二氧化铀粉末，使二氧化铀粉末在反应床内与二氧化铀氢氟化工艺尾气中的氟化氢逆流接触，通过二氧化铀对二氧化铀氢氟化工艺尾气中的氟化氢进行吸收，实现二氧化铀氢氟化工艺尾气中氟化氢的再利用。本工艺一方面有效避免了用于吸收氢氟化工艺尾气工艺中HF的石灰渣等二次废物的产生；另一方面，对氢氟化工艺尾气中HF气体的有效利用显著降低尾气中的HF和铀元素含量。

技术领域

本发明涉及二氧化铀氢氟化工艺尾气中氟化氢的再利用工艺，属于铀转化生产技术领域。

背景技术

在铀转化过程中，通过UO₂和无水氟化氢反应的方式制备UF₄是国内外最为广泛应用的技术。UO₂的转化率将直接影响到后续产品的质量。为保证UO₂的转化率，在生产过程中需要加入过量的无水氟化氢，在ADU(重铀酸铵)、AUC(三碳酸铀酰胺)为原料和以UNH (铀硝态氮)为原料两种主流的制备UF₄的工艺中无水氟化氢的过剩量分别达到10％和 20％。过量的无水氟化氢不仅增加了原料成本，而且造成尾气中含有大量的氢氟酸，为后续废液处理增加了负担，同时由于氢氟酸较强的腐蚀性对涉酸管道、设备、阀门等提出了更高的要求，也增加了人员操作的风险。因此，在铀转化制备UF₄过程中过量的氟化氢的有效处理是一项亟待解决的问题。

在UF₄制备过程中，国外所有铀转化厂都非常重视尾气中HF的回收利用。国内针对氢氟化工艺尾气中HF气体的回收技术的研究相对较少，主要以中核四0四有限公司开展的工艺研究为代表。其主要工艺为：对氢氟化工艺尾气进行冷凝实现气液的分离，在HF 回收反应器中实现NaF与HF的反应，经过脱水工序后的NaHF₂再加热到300℃时分解为 NaF和HF气体，从而实现HF的回收利用和NaF的循环利用。但试验验证发现，由于上清液抽走时造成部分氟化钠和氟化氢损失，导致氟化钠不能完全循环使用，且氟化氢回收率达不到设计要求。

综上所述，在氢氟化工艺尾气中HF回收领域，国内外的相关工艺主要存在过程复杂、产生固体废弃物、未实现工业化应用等问题，因此，如何研究一种能够工业化应用的UO₂氢氟化工艺尾气中HF再利用技术，对提高铀转化过程中的经济效益和减少环境污染具有重要意义。

发明内容

本发明为了提高氢氟化工艺尾气中氟化氢的利用率，减少四氟化铀制备过程中含氟废弃物的产生率。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种二氧化铀氢氟化工艺尾气中氟化氢的再利用工艺，包括反应床，具体工艺步骤为：

步骤一.将二氧化铀氢氟化的工艺尾气从反应床下部输入到反应床内；

步骤二.在反应床上部输入二氧化铀粉末，在反应温度200℃～230℃范围内，二氧化铀粉末在反应床内与二氧化铀氢氟化工艺尾气中的氟化氢逆流接触。

优选的：所述反应床通过进料螺旋输送器与加料料斗建立安装关系，通过进料螺旋输送器将加料料斗内存储的二氧化铀粉末输送到反应床内。

优选的：步骤一中，二氧化铀氢氟化的工艺尾气经过加热器加热后送入到反应床内。

优选的：反应床排出的尾气经过除尘器进行除尘处理后，进入到冷凝器，通过冷凝器对反应床排出的尾气进行处理，经过冷凝器处理后的水蒸气和氟化氢气体转化为氢氟酸，并收集到氢氟酸储槽中。