【内容摘要】离心级联清洗试验后产生了由BrF
3、UF
6
和Br2组成的清洗混合工质。为了实现混合工质中各组分的有效分离，
第一，利用各组分饱和蒸气压的不同，通过低温分离法分离出混合工质中的Br2。第二，利用NaF吸附塔吸附BrF3
和UF6分别形成络合物BrF3·nNaF和UF6·nNaF，再利用二者解吸率的不同，可有效分离BrF3和UF6。根据公司
现有的设备，设计了低温－吸附法分离混合工质的初步技术方案，并讨论了该方案的可行性。结果表明，低温－吸
附法用于分离清洗混合工质具有理论可行性。
【关键词】低温分离法；吸附法；清洗混合工质；NaF吸附塔
【作者简介】姚浩田（1990 ），男，河南人；中核陕西铀浓缩有限公司主工艺运行部主任助理，工程师，博士；研究方向：同位素分离杨小松（1977 ），男，陕西人；中核陕西铀浓缩有限公司主工艺运行部副主任，高级工程师；研究方向：同位素分离
一、引言
20世纪90年代，我国在中核陕西铀浓缩有限公司（以下称陕铀公司）建立起第一个用于生产低浓铀的离心级联［1］。近年来，该级联出现了分离功下降、部分离心机摩擦功耗异常上升等问题，且均有加速趋势。研究表明，这些现象均与级联中的沉积物（下文称沉积物）有不同程度的联系。
针对该问题，陕铀公司和相关科研院所开展了采用化学方法清除沉积物，进而恢复级联分离性能的研究。核工业理化工程研究院（以下称理化院）对以BrF3为介质清洗主机内沉积物的方法进行了深入研究，并依次完成了单台、装架、“240”台架级的沉积物清洗试验，验证了清洗技术的可行性和安全性，掌握了关键参数和清洗工艺。
为进一步验证主机清洗技术在铀浓缩工程上应用的可行性，陕铀公司和理化院共同在某离心工程的某
机组上进行了清洗试验并取得了成功，之后将该机组接入级联正常运行，分离功有明显的涨幅。
试验结束后，冷肼中收取的气体尾料是由反应生成的UF
6
、Br
2
以及未反应的BrF3组成的混合物。其中BrF3和Br2都为有毒物质，UF6作为核材料需要回收。考虑到危化品管理问题和核材料管制问题，需要对上述混合工质中的不同组分进行有效分离。
如表1所示，列出了BrF3、UF6、Br2和HF四种物质的主要相关性质，结合工厂现有情况，本文从理论上提出了利用低温法和吸附法相结合的方法来有效分离清洗混合工质。并根据陕铀公司已有的设备装置，设计了利用低温－吸附法分离清洗混合工质的初步技术方案。
表1BrF3、UF6、Br2和HF的相关性质
性质三氟化溴六氟化铀溴气氟化氢颜（常温常压）无或淡黄液体白、斜方晶体棕液体无
气体气味———苹果香甜味窒息感臭味刺激性气味熔点8.8ħ64.1ħ－7.2ħ－83.7ħ沸点125.7ħ56.5ħ58.7ħ19.4ħ相对分子量137********密度 2.8g/cm3 5.09g/cm3 3.12g/cm30.9576g/cm3饱和蒸气压（20ħ）7.3mbar103.8mbar233.1mbar1030.78mbar 表2饱和蒸气压表
温度/ħ
BrF
3
饱和
蒸汽压/mbar
UF
6
饱和
蒸汽压/mbar
Br
2
饱和
地面沉降蒸汽压/mbar
－196000－110000－100000.01－80000.15－6000.03 1.26－400.030.45 6.93－200.29 3.7527.97 0 1.722.588.84
二、低温法分离实现Br
2
信息监控系统
分离
低温分离法是指利用各种物质在相同温度下饱和蒸气压的不同来达到分离目的的一种方法［2］。饱和蒸气压是指在密闭的条件中，在一定温度下，与固体或液体处于相平衡的蒸汽所具有的压强。如表2所示，列出了UF6、BrF3、Br2在不同温度下对应的饱和蒸气压。
从表2中可以看出，以－80ħ为例，在此温度下Br2的饱和蒸汽压为0.15mbar，UF6、BrF3的饱和蒸汽压为0mbar，可以将清洗混合工质通入－80ħ冷冻装置，实现Br2的分离。为了提高分离效率和节约时间成本，可通过多级冷凝装置串联，理论上可实现UF6和BrF3完全冷凝，Br2被有效地分离。
·
47
·
而对于陕铀公司维持－80ħ甚至更低的冷冻环境，利用制冷柜以及
“24L 容器”可以实现，并且低温逐级冷冻设计能够较快地应用于实际，
因此在陕铀公司利用低温分离的方法可以较容易地实现Br 2从清洗混合工质中的分离。对于分离后的Br 2，可根据其量的大小做进一步利用或中和。Br 2在碱溶液中的反应如下。在0ħ及以下低温碱溶液中发生的离子反应方程式：
Br 2
+2OH －
=BrO －
+Br －
+H 2O （1）在50ħ及以上高温碱溶液中发生的离子反应方程式：
3Br 2+6OH －=BrO －3+5Br －+3H 2O （2）
三、吸附法实现BrF 3和UF 6分离
利用低温分离法实现了清洗混合工质中Br 2的分离后，在剩余混合工质中还剩余UF 6和BrF 3，由于二者饱和蒸气压接近，利用低温分离二者的效率低下，耗费时间太长，而通过吸附法可以有效地实现二者的分离。吸附法是指当流体与多孔固体接触时，
流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄，也指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质（液体或气体）中的分子或离子现象。对于UF 6和BrF 3两种大分子物质，理论上可以通过NaF 吸附塔对二者进行吸附
［3］
。
实验表明，
NaF 对UF 6的吸附能力极强（强于冷风箱－10ħ时收料能力），约7分钟的时间约收料1.8kg 。公司现已利用NaF 吸附塔处理离心级联尾料净化情况，实现六氟化铀与氟化氢的吸附
［4］
。俄方研究也表明［5］，将UF 6和BrF 3混
合气体按预定的速率通过填充NaF 的吸附柱，
同时将吸附剂NaF 的温度保持在70ħ 120ħ，二者可同时被有效吸附。该操作温度模式是经多次试验研究结果选择最佳的温度，在温度低于70ħ以下时，因吸附过程的动力学减慢原因，在技术上已无价值。
UF 6－BrF 3混合气体通入NaF 吸附塔后，形成BrF 3·nNaF 和UF 6·nNaF 的络合物。而由于二者在不同温度下的解析率不同，
可控制温度实现UF 6和BrF 3的有效分离。图1为BrF 3·nNaF 和UF 6·nNaF 络合物在不同温度的解吸率
。
图1
BrF 3·nNaF 和UF 6·nNaF 络合物在不同温度的解吸率
从图1中可以看出，控制吸附塔温度在190ħ 220ħ，BrF 3能够单独有效的解析出来。俄方实验也表明，直到BrF 3完全解吸为止，吸附柱出口压力相对趋于UF 6的平衡压力，高于络合物UF 6·nNaF 的形成压力。在UF 6和BrF 3吸附后
榉树种子期时，
抽空吸附柱至0.1 10mmHg 压力，加热至190ħ 220ħ，解吸的BrF 3将持续不断被抽出。下一步，通过加热吸附塔温度至350ħ 400ħ，并抽空至吸附柱至10 20mmHg ，则UF 6被解吸，实现UF 6的回收。
公司已经实现NaF 吸附塔的应用，掌握了NaF 吸附塔大量的性质和实用参数［6］
，可以将该方法应用到清洗混合工质
的分离。
四、初步技术方案
综上所述，低温分离可以实现Br 2的分离，NaF 吸附塔吸附－脱附可实现UF 6和BrF 3的分离。基于此，
本文提出了利用低温－吸附法分离清洗混合工质的可行性方案。如图2所示，第一步，控制清洗工质容器（1#容器）温度，将容器温度降至－110ħ以下，
完全冷凝UF 6、BrF 3和Br 2，利用尾气处理装置缓慢抽空容器，将容器中可能的杂质（HF 、O 2）抽出。第二步，
对清洗工质容器加热升温，逐渐控制压力在6.5mbar 左右，
将混合工质导入到三个串联的冷凝装置（2、3、4#容器）以及Br 2收集容器（5#容器）。三级冷凝装置温度均控制在－40ħ，在此温度下，Br 2在6.5mbar 的压力下不会出现液化。三级冷凝装置可以完全将UF 6和BrF 3冷凝在冷凝容器中，而Br 2在收集容器（－190ħ）中收集，实现溴气的分离。第三步，
直到清洗混合工质容器中完全无料后（通过压力表判断），
截断Br 2收集容器，对三个冷凝装置解冻升温，将剩余的UF 6和BrF 3加热导入到二级串联的NaF 吸附塔（6、7#容器）。NaF 吸附塔通过电伴加热带控制吸附剂所处的温度（70ħ 120ħ），吸附UF 6和BrF 3，连接尾气装置（10#容器），吸收未完全吸附的UF 6和BrF 3。第四步，加热NaF 吸附塔到不同的温度，分别解吸UF 6和BrF 3，通过UF 6收集容器（8#容器）和BrF 3收集容器（9#容器）实现UF 6和BrF 3的收集
。
图2低温－吸附法分离清洗混合工质的结构示意图表3
技术方案中所需的实际设备
设备编号
技术方案装置公司具体设备温度控制1清洗混合工质容器
清洗收料容器
———2、3、4冷凝装置制冷柜－120ħ 50ħ6、7吸附塔NaF 吸附塔电伴加热5、8、9
Br 2、UF 6、BrF 3收集容器24L 容器－196ħ10尾气处理装置
24L 容器－196ħ11
真空泵
20Д泵/2H －15泵
—
——
上述过程需在不同温度下实现，通过目前公司已经在系统上运行的设备可以完全达到要求，表3列出了各个过程所
气象战士·
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速度滑冰与速度轮滑的技术差异性研究
□冷爽
【内容摘要】速度轮滑，从速度滑冰之中相分离出来，速度轮滑与速度滑冰密不可分，二者主动运动的动作和完成方式，主要需要轮滑鞋和专业的轮滑跑道，通过这些设施，来完成短道轮滑活动和长道轮滑活动，奥运项目中，也有着速度滑冰
这一项目，速度滑冰的运动员通常穿着尼龙的紧身衣服，根据国家标准速度滑冰的跑道，展开比赛。本文根据速度
滑冰与速度轮滑的技术差异性进行深入的讨论，通过对速度滑冰与速度轮滑的研究进行不断的深入挖掘，从而提
出一些方法、建议。
【关键词】速度滑冰；速度轮滑；体育运动；差异性
什么是散文
深圳创业板【作者简介】冷爽（1978．12 ），男，吉林长春人；吉林大学应用技术学院讲师，硕士；研究方向：体育教育
一、速度滑冰的运动姿势及技术探讨
（一）速度滑冰中直道的姿势和技巧。在直线速度滑冰的过程中，滑冰体育运动员在进行滑冰运动项目中，要不断地放低身体姿态，身体从上而下不断进行放松，身体形状呈现弯着腰的形态，滑冰运动员的头、上身等部位要慢慢微抬，整个上身有60度的倾斜程度，两条腿不断向下弯曲，直到弯至大概90度，在此之后滑冰运动员，需要不断利用身体惯性的力量向前缓缓的滑动，脚和地面的角度大概要呈现45度。
（二）速度滑冰中弯道的技术姿势研究分析。和直线滑冰相比较来说，直线滑冰不存在倾斜这一情况，弯道滑冰，本来就存在着很大的倾斜，随着倾斜程度的变化，运动员的重心和身体的倾斜程度也
要不断进行调整，弯道越弯，运动员身体也要倾斜得更大，并且不断地向一侧倾斜，倾斜的角度大概要达到90度，在倾斜的整个过程中，头部的倾斜要与身体的切斜保持一致，在整个速度滑冰的弯道滑冰中，运动员上身要一直保持倾斜，同时使用脚步发力，使整个脚为发力的爆发点，然后整个身体利用惯性向前滑行，同时大腿也要发力，保证在弯道滑冰中滑冰的稳定，同时能够更加自如地控制身体，防止出现摔倒、失控的情况。
（三）速度滑冰过程中起跑的技巧。速度滑冰的起跑形式主要分为两种，一是站立式的起跑方式；二是蛙步起跑的跑步方式。站立式起跑需要冰刀，整个身体用冰刀来支撑，目前站立式起跑是国际整个速度滑冰比赛中最受欢迎的起跑方式，大多数速度滑冰运动员都采取这种起跑方式，站立式起跑动作要领，需要滑冰运动员左脚向前迈出，两条腿向下弯曲，在滑冰起跑时，身体要向上倾斜，身体的全部力量、重心向前倾斜，向圆弧的最里面的一侧倾斜，这样可以增加在滑冰过程中不断倾斜的力；蛙式起跑是这些年来最新的滑冰起跑方式，起跑时需要单手，两只脚和脚下冰刀的支撑，冰刀距离起跑线要存在一定的距离，身体不断向前倾斜，整个身体保持全力加速的姿态，这个起跑方式非常有利于全身保持平衡，减少身体滑倒的几率，从而有效地保持身体的平衡。
二、速度轮滑运动技术和姿势技巧的分析
（一）速度轮滑直道运动技术和姿势。速度轮滑和速度
需要的具体设备以及该设备控制的温度范围。对于图2设计方案也可拆分在不同的场所分别进行，例如高温下吸附塔解析过程，可拆下吸附塔，选择远离级联厂房的地点进行操作。
五、结语
本文从理论上通过低温分离实现了混合工质中Br2的分离，再通过吸附－脱附法实现了UF6和BrF3的分离的方法。并结合公司现有设备条件，设计了初步技术方案。认为可以实现混合工质的分离并能较快应用于实际，为清洗原料和核材料的回收以及有毒物质的处理提供了可行性方案。
【参考文献】
［1］肖啸菴，杨恩波，李公攀等．同位素分离［M］．北京：原子能出版社，1999：26 30
［2］吴业正．制冷与低温技术原理［M］．北京：高等教育出版社，2004：376 378
［3］胡景炘，张力争，张先业等．NaF吸附UF
6
过程中交换区法的应用［J］．原子能科学技术，1986，1：75 79
［4］柳彤，王少波，董露荣等．氟化钠吸附氟化氢最佳工艺参数测定［J］．舰船科学技术，2009，3（2）：109 111
［5］俄罗斯专利．中核陕西铀浓缩有限公司译．分离组分为BrF3、UF6和五氟化碘的气体混合的方法［P］．中核陕西铀浓缩有限公司，2019
［6］中核陕西铀浓缩有限公司．NaF吸脱附工艺在铀浓缩工厂的应用研究［P］．中核陕西铀浓缩有限公司，2019
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