哈萨克斯坦地下并不直产黄饼,正确路径是铀矿先变成含铀溶液,再经离子交换、萃取、沉淀、干燥,得到重铀酸盐或铀酸盐,俗称黄饼。黄饼不是成品燃料,只是核燃料循环的初级浓缩物,后续要进精炼厂继续提纯。
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哈萨克斯坦多为砂岩型铀矿,部分矿山采用原地浸出,把浸出剂注入矿层,铀溶解成溶液后抽出,地表再做吸附和沉淀,比传统掘井更省成本、对地表的扰动更小。哈国是全球重要天然铀生产国,资源体量和大宗供应能力较强,但卖原矿只是价值链底端,真正赚钱在后端转化、浓缩和芯块制造。
黄饼运到中国精炼厂后,第一步是精制除杂。
黄饼含杂质和多种伴生元素,先溶解、萃取、反萃、沉淀或煅烧,做成较纯的八氧化三铀,再转化六氟化铀气体。天然铀里可裂变的铀235只占约0.7%,压水堆通常要浓缩到3%至5%,这就靠离心级联把铀235比例提上去。
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浓缩后的六氟化铀再转回二氧化铀粉末,这一步决定芯块纯度和批次稳定性。
粉末按配比混合、加入少量成型剂,用模具压成小圆柱生坯。生坯进烧结炉,在约1600至1700摄氏度、氢气或可控气氛中烧10至20小时,颗粒扩散重排,体积收缩、密度提升到理论密度95%以上,变成黑亮陶瓷体。出来后外圆磨削,控制尺寸和表面粗糙度,避免装管时划伤包壳。
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陶瓷芯块装进锆合金管,两端封焊成燃料棒,再按栅格拼成燃料组件。
压水堆每台机组换料按组件计量,芯块密度、氧铀比、杂质总量都要符合国标。2026年发布的GB/T 10266对压水堆烧结二氧化铀芯块、GB/T 10265对可烧结二氧化铀粉末都给出技术条件,相当于给核能心脏定体检表。
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黄饼进口解决有没有料,精炼和烧结才解决能不能稳定发电。
哈萨克斯坦提供资源与地缘就近优势,中国把转化、浓缩、芯块、组件能力攥在手里,既降供应链中断风险,也把核不扩散和安全监管留在可控体系内。未来中哈合作若从卖黄饼走向联合转化、联合芯块制造,是双赢;但核心浓缩能力和最终燃料标准,仍应留在受监管主体内,这才是核能产业最稳的打法。
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