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一种超细铀金属粉制备工艺，该工艺利用超细铀金属粉制备装置，包括以下几部分：钠池、雾化系统、反应炉、冷凝塔、六氟化铀罐、惰性气体罐、缓冲容器、尾气吸收装置、空气分离系统；六氟化铀罐通过阀门与缓冲容器连接；惰性气体罐通过阀门与缓冲容器连接；缓冲容器通过阀门与钠池连接；缓冲容器通过阀门与反应炉顶部连接；钠池通过阀门与雾化系统连接；雾化系统与反应炉顶部连接；反应炉底部通过阀门与冷凝塔连接；冷凝塔通过阀门与尾气吸收装置连接；冷凝塔通过阀门与缓冲容器连接；反应炉底部通过阀门与空气分离系统连接，其特征在于包括以下步骤：步骤(1)、采用液态钠金属为还原剂，将液态钠金属雾化后高温下与UF<sub>6</sub>气体直接接触，反应生成氟化钠盐和铀蒸气；步骤(2)、快速向反应产物中通入惰性气体，使铀蒸气迅速冷却，获得铀金属粉和氟化钠的固体混合物；步骤(3)、利用空气分离技术分离铀金属粉和氟化钠粉，获得纯铀金属粉；其中，步骤(1)中液态钠金属的雾化方式，采用超声波雾化的方法；步骤(1)中液态钠金属雾化后与UF<sub>6</sub>气体直接接触的温度控制在1000℃～1200℃；步骤(2)中快速向反应产物中通入的冷却气体为氩气；步骤(3)中空气分离技术中载气为氩气或氮气；该工艺的具体工作过程为：(1)将反应炉内空气置换为惰性氩气；(2)向反应炉内充入六氟化铀气体；(3)液钠通过反应炉顶部的雾化系统进入炉体；(4)发生化学反应；(5)快速充入氩气冷却铀颗粒；(6)过量六氟化铀气体和惰性气体的回收；(7)氮气分离铀金属粉与氟化钠盐；其中，反应炉从上向下可分为三段，雾化段、反应段和冷却段，雾化段温度较低，雾化段内液态钠金属呈雾化态；反应段温度最高，达到液态钠雾化颗粒与六氟化铀气体的反应温度，实现快速化学反应；冷却段温度最低，在低温惰性气体载带下，铀蒸汽晶粒在冷却段实现快速冷却；冷凝塔实现未反应完全的六氟化铀气体的冷凝固化回收；缓冲容器用于控制进入钠池和反应炉的六氟化铀气体和惰性气体数量；空气分离系统利用铀金属粉与氟化钠粉密度差异大特点，通过载气载带分离。 |
