Химического никелирования

Для получения сухого уранового химического концентрата измельченная руда сначала обрабатывается выщелачивающим раствором (в1 зависимости от руды либо кислотным, либо основным). Затем из щелочного раствора уран извлекается либо селективной экстракцией, либо ионным обменом. Конечный продукт, содержит от 70 до 80 % U3O8.

Вследствие высокой калорийности ядерного топлива резко сокращается как его масса, так и его физический объем, необходимые для производства заданного количества энергии. Тем самым хранение и транспортирование исходного сырья (химического концентрата природного урана) и готового ядерного топлива требуют относительно малых затрат. Следствием этого является независимость размещения АЭС от районов добычи и изготовления ядерного топлива, что существенно облегчает экономически выгодное географическое размещение производительных сил. В этом смысле можно говорить об универсальном характере ядерного топлива. Ядерно-физические свойства топлива всюду одинаковы, а экономика его использования практически не зависит от расстояний до

ЯТЦ характеризуется полной длительностью цикла и отдельных его стадий. Полная длительность ЯТЦ Т'ятц—это время, необходимое Щля полного цикла обращения ядерного топлива в замкнутом ЯТЦ, т. е. от момента получения и передачи химического концентрата природного урана (или его регенерата) иа заводы по фторированию и обогащению урана и до завершения радиохимической переработки отработавшего топлива и передачи регенерированных продуктов в рецикл:

получение сухого уранового химического концентрата из различных урановых соединений с содержанием (в пересчете на закись-окись урана) 75% и более;

6.8. Технологическая схема комплекса подземного выщелачивания урана с последующим извлечением его из раствора сорбционным методом: 1 — закачиая скважина; 2 — выщелачивающий раствор; 3 — емкость для выщелачивающего раствора (окислителя и бикарбоната натрия); 4 — колонна для очистки воды; 5 — сорбцион-ная колонна; 6 — смола для десорбции; 7 — десорбат иа осаждение урана; 8 — реагент; 9 — емкость для осаждения урана; 10 — пульпа химического концентрата; 11 — десорбирую-щий раствор; 12 — десорбционная колонна; 13 — насыщенный ураном сорбент; 14 — раствор после выщелачивания; 15 — погружной насос; 16 — откачиая скважина

Высокое качество (по чистоте химического концентрата) достигается при осаждении урана перекисью водорода. При действии перекиси водорода на растворы солей уранила образуется осадок дегидрата перекиси урана UO4-2H2O, хорошо растворимый в серной кислоте. Эта реакция используется для тонкой очистки урана от ряда примесей. Она позволяет также получить высокий коэффициент извлечения урана из раствора.

6.12. Схема установки для сушки и упаковки химического концентрата урана:

Стоимость переработки урановых руд и получения химического концентрата UsO8. Структура затрат при добыче руды до получения химического концентрата U3O8 может быть представлена (ук-рупненно) в следующем виде:

осаждение химического концентрата — 6,2;

Для определения стоимости производства природного урана, включая затраты на разведку и добычу руд, их переработку и получение химического концентрата, с учетом как эксплуатационных затрат, так и затрат на амортизацию производственных фондов (будем их называть капитальными затратами) американские специалисты провели расчеты и опубликовали типичные данные (табл. 6.13), оцененные исходя из условий США. Из данных таблицы виден рост эксплуатационных и капитальных затрат на добычу 1 т руды и на производство 1 кг U3O8, происшедший за 2 года после энергетического кризиса 1973 г. Расчеты проведены применительно к крупному горно-металлургическому комплексу, где добывается и перерабатывается 2000 т руды в сутки и производится около 8400—9000 т U3O8 в год. Руда — песчаник с содержанием 0,15% U3O8. Среднегодовое извлечение урана принято равным 94%. Открытая добыча с коэффициентом вскрытия 24: 1 (отношение массы перемещаемой пустой породы к массе руды). В приведенные данные не включены затраты в аффинажном производстве.

ненных горно-металлургических и аффинажных заводов. В нее ? входят все затраты производственного цикла: добыча из недр, извлечение из руд, очистка и получение товарного химического концентрата, а также все последующие химико-металлургические переделы, включая получение чистых химических концентратов и превращение урана в гексафторид, удовлетворяющий техническим требованиям на его поставку разделительному заводу. Сюда относят и все связанные с производством транспортно-складские, административно-хозяйственные затраты, а также положенные начисления и прибыль, которая должна обеспечивать установленный нормативный уровень рентабельности. Природный уран может быть приобретен со стороны (импортирован) по определенной коммерческой цене. Он может быть поставлен в виде полуфабриката — концентрата закиси — окиси (UsOs), в виде тетра-фторида или в другой форме. В этом случае в цену природного урана должны быть включены все затраты, связанные с очисткой, фторированием и получением готового кондиционного продукта — гексафторида урана, с его затариванием в специальные емкости и транспортированием на разделительный завод.

В последнее время производятся эксперименты по применению кислых растворов для химического никелирования ножек транзисторов. Первые положительные результаты дало никелирование ножек транзисторов в растворе следующего состава:

Непосредственное никелирование алюминия и его сплавов можно вести и Б растворах химического никелирования. Перед нанесением покрытия детали обезжиривают в слабощелочных растворах н подвергают длительному активированию (до 30 мин) в 3—5 %-иых растворах соляной или серкой кислот.

Для непосредственного химического никелирования алюминия и его ставов можно использовать как щелочные, так н кислые электролиты [23].

Щелочные растворы химического никелирования характеризуются простотой корректировки, значительной устойчивостью, слабой склонностью к саморазложению Их применяют, главным образом, при покрытии коррознониостоикой стачи, алюминия, титана, магния, а также нанесения сплавов на основе никеля (с кобальтом, вольфрамом и другими металлами). Содержание фосфора в покрытиях из щелочных растворов 4—6 %.

СОСТАВЫ, г/л, ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ И РЕЖИМЫ ХИМИЧЕСКОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ

СОСТАВЫ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ И РЕЖИМЫ ХИМИЧЕСКОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ

Раствор с боразотными соединениями для химического никелирования стальных н медных изделий, г/т. хлорид никеля 25—40, уксусная кислота 20 или ацетат натрия 28, дичетилборачан 3—5 с рН=5,0—5,5 используют при 70— 75 '-"С, скорости осаждения 20— 25 мкм/ч.

Корректировка растворов. Большинство растворов химического никелирования одноразового пользования Корректируют лишь некоторые растворы, например, с добавкой молочной кислоты (до 5—8 корректировок), мажинового ангидрида (до 15—25). Корректировку ведут горячими, свежеприготовленными растворами. Обычно готовят два концентрированных раствора —- сульфата никеля н гипофосфнта натрия (до 400 г/л) с добавками При содержании в электролите фосфитов никеля >300 г/л раствор следует заменить.

Химическое кобальтовое покрытие, как н никелевое, накосят при эффективном восстановлении ионов кобальта гинофосфитом или боргид ридом Но в отличие от химического никелирования коба шт восстанавливается только в щелочной среде.

Различают осаждение никеля гипофосфитом и аминобораном. В обоих случаях растворы химического никелирования содержат лять составляющих:

Главным технологическим недостатком процесса химического никелирования является склонность раствора к саморазложению из-за присутствия восстановителя и наличия центров паразитной кристаллизации в толще раствора в виде взвешенных коллоидных частиц металла или локализованных очагов перегрева. Саморазложение интенсивно развивается и в случае быстрого приливания ше-лочи (кислоты) при поддержании рН. При этом из-за нарушения стабильности раствора выпадает гидроокись или фосфат никеля, частицы которых становятся центрами разложения в объеме.