该技术属于原料预处理领域，具体涉及一种mox用二氧化铀原料预处理方法。
背景技术：
mox用二氧化铀原料长时间暴露在大气中，会使铀氧化物颗粒中的可挥发性杂质增加，影响物料配置的准确性，由于水分的存在，导致物料粘性增大，影响球磨、混料处理效果，部分具有还原性的杂质在烧结过程中反应形成还原性杂质气体，会阻碍烧结过程，因此，需要严格控制原料二氧化铀粉末中的可挥发性杂质的含量。氧金属比是mox燃料最重要的性能指标之一，对mox燃料的熔点，晶格常数、扩散系数等性能均有较大的影响，按照mox燃料技术要求，需控制二氧化铀粉末氧金属比在2.02～2.05范围内。
目前，传统行业的原料预处理技术主要存在四点不足，一是温度的控制不适用于铀氧化物处理过程，温度过低致可挥发性杂质去除不完全，温度过高引起二氧化铀物料分解，并会使球磨性和烧结性的降低；二是处理时间设备不当，也会导致可挥发性杂质去除效果不理想；三是气氛控制不当导致二氧化铀物料被氧化，甚至氧化形成八氧化三铀，满足不了2.02～2.05的控制范围；四是不能满足核物料处理过程中临界、辐射防护要求。为了解决这些问题，
本专利设计了一种mox用二氧化铀原料预处理方法，通过设置合理的加热温度，在避免物料分解的前提下，保证挥发性杂质的去除效果；通过长时间加热的方式，实现可挥发性杂质的彻底去除；通过采用氢氩混合气的烧结气氛，保证处理过程中二氧化铀不会被氧化，维持氧金属比在2.02～2.05范围内；并通过辐射屏蔽、气体及时排出等方式实现辐射防护和临界的控制。
技术实现要素：
本发明的目的在于：开发一种mox用二氧化铀原料预处理方法，在避免物料分解并满足氧金属比、辐射防护的要求的前提下，充分去除挥发性杂质。
本发明的技术方案如下：一种mox用二氧化铀原料预处理方法，包括以下步骤：
步骤一：选取含量82.7～87.8％，杂质含量450～19000μg/gu，水份含量0.03～2.21％，水蒸气以外气体含量0.02～0.91％，氧金属比2.02～2.05，比表面积3.8～30.1m2/g，粒度为4.2～43.5μm的二氧化铀原料；
步骤二：根据所需处理二氧化铀原料的量与煅烧炉内空间，选择相应的烧结舟；
步骤三：将步骤一中的二氧化铀原料均匀平铺至步骤二的烧结舟中，平铺厚度为0.2～6.2cm；
步骤四：以0.4～23.4l/h的速度对煅烧炉内通入ar-1％h2～ar-10％h2的干燥空气；
步骤五：将煅烧炉内的温度，以3～21℃/min的升温速率缓慢升温至45～200℃，保温1～48h。
还包括步骤六：在步骤五的保温结束后，以3～20℃/min的速率将煅烧炉降至室温。
所述二氧化铀原料为薄片状、针状或球状。
所述烧结舟材质为石英烧结舟或氧化铝烧结舟。
本发明的显著效果在于：技术简单，易实现，能够安全可靠的应用到mox用二氧化铀原料预处理过程中。利用二氧化铀原料，采用上述工艺制备得到的二氧化铀粉末产品，经检验产品铀含量84.3～88.1％，杂质含量15～450μg/gu，水含量0.01～0.03％，水分以外气体含量0.01～0.04％，氧金属比2.02～2.05，比表面积2.9～29.2m2/g，粒度为9.1～75.1μm。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
本发明的mox用二氧化铀原料中铀含量为87.8％，杂质含量为480μg/gu，水含量为0.03％，水分以外气体含量0.02％，氧金属比为2.02，颗粒为薄片状，比表面积为3.8m2/g，粒度为4.2μm。
首先计算烧结舟的体积，将二氧化铀原料均匀平铺至烧结舟中，厚度为0.2cm，对炉内以0.4l/h的速度通入干燥的ar～1％h2。其次，以3℃/min速度升温，在45℃保温1h，保温完毕后以3℃/min冷却。
产物铀含量为88.1％，杂质含量为17μg/gu，水含量为0.01％，水分以外气体含量0.01％，氧金属比为2.02，比表面积为2.9m2/g，粒度为9.1μm。
实施例2：
本发明的mox用二氧化铀原料中铀含量为86.1％，杂质含量为2350μg/gu，水含量为0.42％，水分以外气体含量0.29％，氧金属比为2.04，颗粒为针状，比表面积为16.2m2/g，粒度为20.4μm。
首先计算烧结舟的体积，将二氧化铀原料均匀平铺至烧结舟中，厚度为1.9cm，对炉内以12.8l/h的速度通入干燥的ar～7％h2。其次，以11℃/min速度升温，在100℃保温15h，保温完毕后以12℃/min冷却。
产物铀含量为87.3％，杂质含量为140μg/gu，水含量为0.02％，水分以外气体含量0.02％，氧金属比为2.02，比表面积为8.3m2/g，粒度为29.2μm。
实施例3：
本发明的mox用二氧化铀原料中铀含量为82.7％，杂质含量为18560μg/gu，水含量为2.21％，水分以外气体含量0.91％，氧金属比为2.05，颗粒为球状，比表面积为30.1m2/g，粒度为43.5μm。
首先计算烧结舟的体积，将二氧化铀原料均匀平铺至烧结舟中，厚度为6.2cm，对炉内以23.4l/h的速度通入干燥的ar～10％h2。其次，以21℃/min速度升温，在200℃保温48h，保温完毕后以20℃/min冷却。
产物铀含量为84.3％，杂质含量为410μg/gu，水含量为0.03％，水分以外气体含量0.04％，氧金属比为2.05，比表面积为29.2m2/g，粒度为75.1μm。