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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.97.2016.tde-25022016-100156
Document
Author
Full name
Joffre Luiz Silva Capucho
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Lorena, 2015
Supervisor
Committee
Silva, Maria Lúcia Caetano Pinto da (President)
Izário Filho, Hélcio José
Soares Neto, Turíbio Gomes
Title in Portuguese
Síntese da fluorita (CaF2) a partir da solução de fluoreto de amônio (NH4F) obtida como subproduto do processo de produção de dióxido de urânio (UO2)
Keywords in Portuguese
Calcita
Fluoreto de amônio
Fluorita
Síntese
Urânio
Abstract in Portuguese
Em uma das etapas do processo de produção do dióxido de urânio, obtém-se como subproduto o fluoreto de amônio em solução. O dióxido de urânio é utilizado na confecção dos elementos que abastecem às Usinas Nucleares.Na unidade fabril da empresa Indústrias Nucleares do Brasil S. A.,esse material sintético é cristalizado em um oneroso e delicado processo de secagem, utilizando grandes equipamentos e considerável quantidade de insumos.A unidade fabril em questão é capaz de produzir anualmente pouco mais de 130 toneladasde fluoreto de amônio seco e a perspectiva atual é favorável à expansão da capacidade instalada. Atualmente, não há destinação final ou aplicação prevista para esse material seco, ou seja, o material é armazenado por tempo indeterminado, onerando ainda mais a produção do combustível nuclear com os custos de manuseio e armazenagem. Este trabalho propõe-se a estudar uma rota alternativapara a síntese da fluorita, ou fluoreto de cálcio (CaF2), a partir da solução de fluoreto de amônio obtida como subproduto do processode produção do Dióxido de Urânio, verificando qual o melhor agente precipitante e estabelecendo as melhores condições para o processo de síntese. A fluorita possui uma vasta aplicação, principalmente nos campos da química, siderurgia e cerâmica. Os melhores resultados foram obtidos utilizando-se calcita (CaCO3) como agente precipitante, mantidas as condições de processo: temperatura (Treação) =70 ºC; tempo de residência (treação) = 2 h e relação estequiométrica entre os reagentes (RE) = 1:1. A calcita foi caracterizada por ICP/OES, difratometria de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura acoplada a espectrômetro de energia dispersiva (MEV/EDS).Os produtos foram caracterizados por DRX e MEV/EDS.
Title in English
Synthesis of fluorite (CaF2) from ammonium fluoride (NH4F) solution produced as a by-product of uranium dioxide (UO2) production process
Keywords in English
Ammonium fluoride
Calcite
Fluorite
Synthesis
Uranium
Abstract in English
At the uranium dioxide production process, ammonium fluoride is obtainedas a byproduct. Uranium dioxide is used at the production of fuel assemblies for Nuclear Mills.At Indústrias Nucleares do Brasil S. A. site, synthetic ammonium fluoride is crystallized in a costly and delicate drying process, which spends importantamounts of supplies. The industrial site in question is able to annually produce over 130 tons ofdryammonium fluoride and the current outlook is favorable to the expansion of installed capacity. Currently, there is no final destination or application provided for this dry material, i.e.,the material is stored indefinitely, further burdening the production of nuclear fuel with the handling and storage costs. This work proposes to study an alternative route for the synthesis of fluorite, or calcium fluoride (CaF2), from ammonium fluoride solution obtained as a by-product of uranium dioxide production process, checkingthe best precipitant agent and establishing the best conditions for the synthesis process.The fluorite has a wide application, particularly in the fields of chemistry, steel and ceramic. The best results were achievedusing calcite (CaCO3) as precipitating agent, keeping the process conditions: temperature (Treação) = 70 ° C; residence time (treação) = 2 h stoichiometric ratio between the reagents (ER) = 1:1.The calcite was characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectrometer (SEM/EDS).The products were characterized by XRD and SEM/EDS.
 
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EQD15004_C.pdf (6.92 Mbytes)
Publishing Date
2016-02-25
 
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