核燃料循环.pptx

核燃料循环;核燃料循环，为核动力反应堆供应燃料和其后的所有核燃料循环 处理和处置过程的各个阶段。它包括铀的采矿，加工提纯，化学转化，同位素浓缩，燃料元件制造，元件在反应堆中使用，核燃料后处理，废物处理和处置等。;主要内容;核燃料的制造;1.中国是铀矿资源不甚丰富2.我国铀矿探明储量居世界第10位之后，不能适应发展核电的长远需要3.矿床规模以中小为主4.矿石品位偏低 一般在千分之一含量就要开采，成本较高  开发堆浸、地浸技术，可降低成本5.我国逐步发现了花岗岩型38%、火山岩型22% 、砂岩型19.5%和碳硅泥岩型16%四大类型的铀矿床 北方铀矿区以火山岩型、砂岩型为主?地浸 南方铀矿区以花岗岩型为主?堆浸;铀矿开采是生产铀的第一步。它的任务是把工业品位的铀矿厂从地下矿床中开采出来，或将铀经化学溶浸，生产出液体铀化合物。铀矿的开采与其它金属矿的开采基本相同，但是由于铀矿有放射性，能放出放射性气体（氡气），品位较低，矿体分散（单个矿体的体积小）和形态复杂，所以铀矿开采又有一些特殊的地方。铀矿床开采方法可归纳如下几种：;露天开采是按一定程序先剥离表土和覆盖岩石，使矿石出露，然后进行采矿，这种方法一般用于埋藏较浅的矿体。; 地下开采是通过掘进联系地表与矿体的一系列井巷，从矿体中采出矿石，地下开采的工艺过程比较复杂。一般在矿床离地表较深的条件下采用这种方法。 根据我国铀矿床的特点，地下采矿使用最多的为充填采矿法。郴州，仁化和抚州铀矿就是使用的充填采矿法。;原地浸出采铀简称地浸采铀，是在矿床天然产状条件下，通过从地表钻进至矿层的注液钻孔将配制好的化学试剂注入矿层，与矿物发生化学反应，溶解矿石中的铀，随后将含铀的溶液抽至地表，送进回收车间进行离子交换、淋洗、沉淀、压滤，干燥，最终得到合格产品。这种铀矿开采方法不移动矿石和围岩，将矿石的开采、选矿、水冶集于一体。这种采铀方法与常规采矿相比，生产成本低，劳动强度小，但其应用有一定的局限性，只适用于具有一定地质、水文地质条件的矿床。;堆浸采铀方法又分为地表堆浸采铀和地下堆浸采铀两种。地表堆浸采铀是通过常规的井下或露天方法将采出的矿石破碎至一定粒度，在地表筑起一定高度的梯形矿堆，通过布置在堆顶面的布液系统将化学试剂均匀地喷洒，化学试剂在渗滤过程中与铀矿物反应，形成的含铀溶液经底部集液系统收集，送水冶厂处理，得到最终产品。 地下堆浸与地表堆浸不同之处是将矿堆建在井下。与常规采矿方法相比，堆浸采铀省去了磨矿工艺。主要以北方可地浸砂岩型矿床为主（新疆、东北、内，蒙古地区）;原地爆破浸出是通过爆破手段，将天然埋藏下的铀矿体原地破碎到一定块度，形成矿堆，再用化学试剂与矿堆接触并发生化学反应，有选择地浸出铀至溶液中，最终将含铀溶液收集并输送至水冶厂处理，得到铀产品的一种采矿方法。这种方法大大减少了矿石运输量和尾矿库的容积，有利于环境保护。; 铀矿冶是指从铀矿石中提出、浓缩和纯化精制天然铀产品的过程。铀矿冶是核工业的基础。 目的是将具有工业品味的矿石， 加工成有一定质量要求的固态铀化学浓缩物， 以作为铀化工转换的原料。 在铀矿冶中，由于铀含量低、杂质含量高、腐蚀性强，又具有放射性， 铀的冶炼工艺比较复杂，需经多次改变形态，不断进行铀化合物的浓缩与纯化。; 常规的铀提取工艺一段包括，铀矿石的破碎和磨细、铀矿石的浸取、矿浆的固液分离、离子交换和溶剂萃取法提取铀浓缩物、溶剂萃取法纯化铀浓缩物。提炼方式 铀的选矿 重力选矿、磁选选矿、放射性选矿 铀的水冶将铀溶解的化学反应过程（用酸或碱的水溶液） 铀的纯化从纯净的溶液中提取铀（浓缩和纯化使铀和杂质分开）?达到较高和核纯级要求的产品 产品固态铀化学浓缩物铀水冶 ? 重铀酸铵（黄饼）、三碳酸铀铵纯化精制 ? 核纯度的铀氧化物（ U3O8黄饼）; 矿石开采后运至处理厂磨矿后采用堆浸浸出。 堆浸是堆置浸出法的简称，是通过将稀的化学溶剂喷洒到预先堆置好的矿石堆上，选择性地溶解（浸出）矿石中的目标成分，形成离子或络合离子并使之转入溶液，以便进行进一步的提取或回收的浸出方法；堆浸的矿石仅需粗碎即可，溶液在矿堆中处于非饱和流状态。;铀的提取和沉淀产出；1.目的 将浸出液中的铀与杂质分离使铀得到部分浓缩2.提取和沉淀方式 （1）离子交换法 （2）溶液萃取法 （3）加入沉淀剂使铀化学浓缩物沉淀 （4）将沉淀物洗涤、压滤、干燥3.产品 铀化学浓缩物(黄饼)