Технология магниетермического получения губчатого циркония из диоксида циркония

По самым осторожным оценкам, к середине XXI века потребление энергии на планете удвоится. Это станет следствием развития мировой экономики, роста населения и других геополитических и экономических факторов.

Поэтому атомная энергетика занимает в настоящее время лидирующие позиции в мире и пока не собирается их сдавать.

Рост энергетических мощностей приведет к увеличению потребности в ядерном топливе и его компонентах.

Циркониевые сплавы — основной материал оболочек тепловыделяющих элементов энергетических атомных реакторов. Использование циркония для этой цели, прежде всего, обусловлено основной физической характеристикой конструкционного материала активных зон — малым коэффициентом захвата нейтронов.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

• Атомная энергетика (изготовление тепловыделяющих элементов)
• Пиротехника
• Производство сплавов
• Производство сверхпроводников
• Электровакуумная техника
• Производство изоляторов в высокочастотном оборудовании
• Керамика
• Эмали
• Огнеупоры
• Медицина

ПРОЕКТЫ

АО «ИНСТИТУТ ТИТАНА» разработал современную высокоэффективную технологию получения губчатого циркония из диоксида циркония методом его хлорирования и магниетермического восстановления полученного тетрахлорида циркония.

Принципиальная технологическая схема магниетермического получения губчатого циркония предусматривает следующие технологические операции:

• солевое хлорирование диоксида циркония;
• очищение полученного тетрахлорида циркония;
• вакуумная сепарация цирконийсодержащей реакционной массы;
• подготовка магния-восстановителя;
• переработка блоков губчатого циркония в товарную продукцию.

Было выполнено проектирование опытно-промышленной установки получения губчатого циркония и разработаны рекомендации по конструкции опытно-промышленного оборудования.

На пилотных установках были наработаны экспериментальные партии губчатого циркония, который по содержанию основных примесей и физико-химическим свойствам может быть взят за основу при производстве сплава Zr1Nb для атомной энергетики.

ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИИ

• Разработанные специальные технологические приемы позволяют получить металлический цирконий (циркониевую губку) необходимого качества для последующего производства циркониевых сплавов, которые используются в изготовлении топлива для ядерных реакторов.
• Технология получила высокую оценку экспертов.
• Отличается оптимальными технико-экономическими показателями.
• Опытно-промышленная установка служит стандартным модулем производства губчатого циркония. Наращивание производительности промышленного производства может осуществляться путем увеличения количества стандартных единиц модуля до необходимого количества.