‏يكي از استخراج كننده هاي نوع مايع- مايع كه كاربرد وسيعي در صنايع هسته اي دارويي و هيدرومتالوژي دارد، استخراج كننده هاي نوع ضربه اي بوده كه خود شامل سه نوع مي باشد: ١‏- ستون استخراج كننده ضربه اي از نوع سيني دار ٢‏- ستون استخراج كننده ضربه اي از نوع پر شده ٣‏- ستون استخراج كننده ضربه اي از نوع ديسك و دونات. ‏اين دستگاهها در صنعت هسته اي براي خالص سازي تركيبات اورانيوم از ناخالصي معدني استفاده مي شوند. ‏در اين اختراع ساخت ستون ضربه اي از نوع پر شده براي اولين بار در سال ٨٣ ‏انجام پذيرفت و بعد از انجام ‏آزمايشات مختلف پارامترهاي طراحي ان بهينه سازي گرديد. اين دستگاه از قسمت هاي اصلي زير تشكيل شده است: 1- مجموعه مخازن و پمپ هاي انتقال خوراك و حلال ٢ ‏- قسمت فعال ستون كه كار اصلي جداسازي و خالص سازي را انجام مي دهد در اين اختراع از حلقه هاي نوع ‏راشينگ رينگ بعنوان پر كننده استفاده شده است. ٣ ‏- ناحيه ته نشين كننده بالايي براي جداسازي فاز سبك خروجي از محتويات ستون 4 ‏- ناحيه ته نشين كننده پائيني براي جداسازي فاز سنگين خروجي از محتويات ستون 5- ‏ايجاد كننده ضربه كه براي ايجاد اغتشاش به منظور بالا بردن راندمان جداسازي استفاده مي شود. ‏براساس مطالعات و تجربيات بدست امده، طراحي، ساخت و راه ا ندازي اينگونه دستگاهها در كشور بومي ‏گرديده است و پژوهشگاه علوم و فنون هسته اي آمادگي ساخت اين نوع دستگاهها را در مقياس هاي مختلف دارد.

‏اين اختراع عبارتست از طراحي و ساخت واحد صنعتي توليد كريستال آمونيوم اورانيل كربنات. در اين واحد محلول نيترات اورانيل خالص تغليظ يافته با استفاده از دو دستگاه راكتور به محلول AUC ‏ تبديل مي شود. اين محلول از دو فاز مايع و جامد تشكيل شده است كه فاز جامد آن (كريستال AUC ‏ به كمك دو دستگاه فيلتر نوع خلاء از فاز مايع جدا مي شود. تجهيزات اصلي در اين واحد عبارتند از : ١ ‏- دو دستگاه راكتور (دوجداره،همزن دار مكانيكي) كه هر كدام مجهز به سيستم هاي گرمايش و سرمايش، كنترل سطح، كنترل دما و فشار مي باشند. ٢ ‏- دو دستگاه فيلتر تخت خلا، با وسايل جانبي. ٣ ‏- پنج دستگاه مخزن جهت ذخيره و نگهداري مواد مختلف فرايندي كه هر كدام مجهز به دو نوع سيستم جهت كنترل سطح مي باشند. ٣ ‏- دو دستگاه مخزن اندازه گيري جهت اندازه گيري حجم محلول كربنات آمونيوم و نيترات اورانيل مصرفي راكتورها، كه هر كدام مجهز به سيستم كنترل سطح مي باشد. ۵ ‏دو دستگاه پمپ خلا، با تجهيزات جانبي جهت تامين خلا، مورد نياز فيلترها. 6-‏ دوازده دستگاه پمپ از نوع سانتريفيوژ جهت انتقال سيالات مختلف واحد. 7‏- پنج دستگاه فلومتر جهت اندازه گيري سيالات با قابليت نمايش دبي در محل اتاق كنترل. ٨ ‏- اتاق كنترل و تجهيزات ابزار دقيق جهت تنظيم پارامترهاي عملياتي دستگاهها از راه دور AUC ‏توليدي در اين واحد بصورت پودر با توزيع اندازه ذرات مختلف است اما قسمت عمده ذرات قطري در حدود ۵٠ ‏تا 60 ميكرون دارند. درصد اورانيم در AUC ‏ توليدي بيشتر از ٣٢ ‏درصد وزني و رطوبت پودر AUC ‏كمتر از هشت درصد وزني است.

كيك زرد سنگ معدن اورانيم تغليظ يافته است و يك تركيب راديواكتيو پايدار و داراي مقدار زيادي ناخالصي است هدف واحد انحلال حذف قسمت عمده اي از ناخالصي ها (ناخالصي هاي غير محلول) از طريق روش انحلال كيك زرد در محلول اسيد نيتريك بمنظور توليد محلول اورانيل نيترات نسبتا خالص است. در اين واحد درصد ناخالصي ها از حداكثر 25 درصد در كيك زرد به كمتر از 12 صدم درصد در محلول اورانيل نيترات كاهش مي يابد انحلالU3O8 با اسيد نيتريك يك مرحله و هدف بسيار مهم در فرايند خالص سازي تركيبات واسط اورانيوم است. گازهاي اكسيد نيتروژن توليدي در طي انحلال نيز به واحد بازيابي NOx و توليد اسيد نيتريك فرستاده مي شوند تا از محلول اسيد نيتريك توليدي در فرايند تخليص اورانيم استفاده شود. اين محصول واسطه در توليد ساير محصولات نظير UF و UF كاربرد دارد. به برخي از واكنش ها و عناصر اصلي اختراع حاضر مي توان به شرح ذيل اشاره نمود. 1- طراحي راكتورهاي نوع اختلاط كامل با همزن مكانيكي براي توليد نيترات اورانيل مجهز به سيستم هاي كنترل گرمايش و سرمايش براي كنترل دما 2- طراحي سيستم فيلتراسيون براي فيلتر كردن نيترات اورانيل به منظور جداسازي ذرات ناخالص معلق 3- طراحي و ساخت سيستم انتقال كيك زرد به درون راكتور 4- طراحي و ساخت سيستم هاي اندازه گيري و تزريق اسيد نيتريك به راكتور 5- طراحي و ساخت اتاقك مجهز به سيستم هاي گرمايش ، سرمايش و تهويه براي تخليه بسته هاي كيك زرد و توزين آن. 6- طراحي و ساخت سيستم هاي كنترل اتوماسيون به منظور كنترل پارامترهايي از قبيل سرعت همزدن اندازه گيري دما، اندازه گيري فشار و غيره.

اين اختراع عبارتست از طراحي و ساخت واحد صنعتي خالص سازي نيترات اورانيل به روش استخراج با حلال در ستون هاي ضربه اي ، خوراك اين واحد محلول اورانيل نيترات ناخالص (ناخالصي هاي محلول) است. هدف اصلي اي واحد جداكردن ناخالصي هاي محلول با استفاده از روش استخراج با حلال مي باشد. در اين واحد درصد ناخالصي ها در محلول اورانيل نيترات از حداكثر 0.12 درصد به حدود صفر تقليل مي يابد. اني واحد از چهار مرحله زير تشكيل شده است: 1- مرحله EXTRACTION و 2- مرحله SCRUBBING و 3- مرحله STRIPPING و 4- مرحله SOLVENTRECOVERY تجهيزات اصلي اين واحد عبارتند از: 1- يك دستگاه ستون استخراج ضربه اي از نوع سيني دار جهت انتقال اورانيل نيترات از فاز آبي به فاز آلي به منظور جدا كردن ناخالصي هاي اوليه حلال مصرفي اين دستگاه TBP رقيق شده با KEROSENE مي باشد. 2-يك دستگاه ستون ضربه اي از نوع سيني دار جهت شستشو جدا كردن ناخالصي هاي باقيمانده احتمالي و تنظيم PH محلول اورانيل نيترات در فاز آلي حلال مصرفي اين دستگاه آب بدون يون اسيدي مي باشد. 3- يك دستگاه ستون ضربه اي از نوع سيني دار جهت اتقال اورانيل نيترات از فاز آلي به فاز آبي حلال مصرفي اين دستگاه آب بدون يون اسيدي است. 4- يك دستگاه ستون ضربه اي از نوع سيني دار جهت بازيابي و احياء TBP رقيق شده با KEROSENE مصرفي به منظور استفاده مجدد حلال مصرفي اين دستگاه محلول كربنات سديم و محلول اسيد نيتريك است. 5- سيزده دستگاه مخزن، جهت نگهداري و ذخيره مواد مختلف فرايندي كه هر كدام مجهز به دو نوع سيستم جهت كنترل سطح مي باشند. 6- يك دستگاه مخزن نگهداري داراي سيستم گرمايشي و مجهز به دو نوع سيستم جهت كنترل سطح 7- بيست و شش دستگاه پمپ از نوع سانتريفوژ جهت انتقال سيالات مختلف واحد 8- سيزده دستگاه فلومتر جهت اندازه گيري دبي سيالات با قابليت نمايش دي در محل و اتاق كنترل 9- اتاق كنترل و تجهيزات ابزار دقيق ، جهت كنترل و تنظيم پارامترهاي عمليات از راه دور

شرح مختصر اختراع اين اختراع عبارتست از طراحي ساخت نصب و راه اندازي واحد صنعتي تغليظ محلول اورانيل نيترات با استفاده از روش تبخير در اين واحد محلول اورانيل نيترات خالص شده و رقيق با استفاده از دو دستگاه تبخير كننده از غلظت 5/13 درصد وزني به 28 درصد وزني تغليظ شده تا در فرآيند هاي بعدي كه از اين محلول جهت توليد آمونيوم اورانيوم كربنات استفاده مي شود محصول به صورت كريتال قابل استحصال باشد و حجم پسماند مايع نيز كاهش يابد در صورت استفاده از محلول اوليه بدون عمليات تغليظ و در فرآيند هاي بعدي آمونيوم اورانيوم كربنات به صورت كريستال قابل استحصال نبوده و با توجه به حجم زياد آب محلول اوليه در آن حل مي شود با افزايش غلظت محلول و در فرآيند هاي بعدي اين محلول به حالت اشباع رسيده و كريستال آمونيوم اورانيوم كربنات رسوب داده مي شود اين اختراع يكي از فرآيندهاي اصلي فرآوري اورانيوم از كيك زرد به آمونيوم اورانيوم كربنات و در نهايت توليد هگزا فلورايد اورانيوم يا اكسيد اورانيوم مي باشد و قابليت كاربرد در تاسيسات فرآوري اورانيوم قابليت كاربرد در تاسيسات مشابه با اعمال افزايش يا كاهش مقياس را دارا مي باشد

مقدار قابل توجهي گاز خرمايي رنگ اكسيد نيتروژن در فرآيند انحلال كيك زرد اسيد نيتريك حاصل مي شود اگر اين گازها در اتمسفر رها شوند نه تنها سبب آلودگي محيط زيست مي شوند بلكه باعث اتلاف مواد نيز مي شود هدف اين واحد بازيابي گازهاي از جريان گاز حاصل سنگ اورانيوم است گازهاي nox توسط آب دي يونايز و در پنج برج جذب آكنه دار متوالي جذب و تبديل به اسيد نيتريك مي گردد عمليات جذب با كمك آكنه راشينگ و در برجهاي جذب انجام مي گيرد و بعلت گرمازا بودن فرآيند از مبدل حرارتي مابين برجها به منظور كاهش دما استفاده مي شود خوراك واحد كه گازهاي حاصل از فرآيند انحلال است با دبي جرمي و درصد جرمي مشخص nox اورانيل نيترات وارد برج جذب مي گرد محصول واحد نيز كه محل.ل اسيد نيتريك مي باشد توليد مي شود واحد شامل هشت مخزن مختلف و مجهز به سطح سنج داخلي و خارجي و سيستم كنترل سطح و دماسنج با نمايش دما در محل و در اتاق كنترل مي باشد واحد همچنين شامل چهار مبدل حرارتي نوع لوله و پوسته 22 پمپ سانتريفوژ 2 پمپ خلا 14 فلومتر مجهز به سيستم نمايش دبي سيال در اتاق كنترل 18 دماسنج عقربه اي محلي 15 دماسنج با نمايشگر در اتاق كنترل و چهار آناليز تعيين غلظت اسيد با نمايشگر در اتاق كنترل مي باشد

شرح مختصر اختراع ‏اسيد نيتريك يكي از مواد اوليه مورد نياز در فرآيندهاي توليد كيك زرد ، U02 ، ADU ، AUC ‏و ... مي باشد و از اين ‏نظر در صنايع هسته اي از اهميت بسزايي برخوردار مي باشد. اسيد نيتريك در ابتدا به عنوان ماده اوليه وارد فرآيند انحلال گرديده و با مواد رادير اكتيه وارد واكنش مي شود، سپس در مرحله خالص سازي از مواد راديواكتيو جدا مي گردد. در فرآيند جداسازي مذكو ر، مواد راديواكتيو به طور كامل از اسيد نيتريك جدا نشده و مقداري از مواد راديواكتيو نيز همراه اسيدنيتريك باقي خواهد ماند. بنابراين محلول مذكور يك محلول راديواكتيو محسوب مي گر دد علاوه بر اين داراي ناخالصي هايي است كه قابل بر گشت به فرآيند نمي باشد.هدف از اختراع حاضر تخليص اسيد نيتريك پس از مرحله مذكور و بازگرداندن آن به چرخه توليد مي باشد. ‏عمليات بازيابي اسيد نيتريك توسط برج تقطير انجام مي شود. تقطير خوراك در يك بوج آكنه با ارتفاع كلي 14 ‏متر . حاوي آكنه صورت مي گيرد. برج تقطير از دو قسمت با قطرهاي متفاوت تشكيل شده است فشار بالاي برج در حدود KPa 30 ‏و فشار ته برج حدود 44 Kpa ‏مي باشد نسبت جريان برگشتي به ميزان مناسب كنترل مي گردد. نسبت بازيابي بيشتر از 80 ‏رصد است و عمليات در حالت پايدار انجام مي شود.خوراك واحد با دبي جرمي در حدود 241 ‏كيلوگرم برساعت از مخازن فرآيند خالص سازي وارد مي گردد.اين خوراك حاوي مقاديري اسيد نيتريك ، نا خالصي هاي شيميايي و مواد راديو اكتيو(عمدتا اورانيل نيترات ) بوده كه بصورت مستقيم قابل استفاده نيستند و توسط فرآيند تقطير، اسيد نيتريك آن بازيابي مي شود و حجم مواد را.يو اكتيو كه به محيط زيست وارد مي شود نيز كاهش مي يابند.