DOU 29/10/2025 - Diário Oficial da União - Brasil

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Nº 206, quarta-feira, 29 de outubro de 2025
ISSN 1677-7042
Seção 1
industrial com economia favorável. Estes processos são: Troca Catalisada e Eletrólise Combinada (CECE), Troca Catalisada e Reforma Industrial Combinada (CIRCE) e Troca Água-
Hidrogênio Bitermal (BHW).
O processo GS está baseado na troca de hidrogênio e deutério entre a água e o sulfeto de hidrogênio dentro de uma série de torres que são operadas com a seção superior
fria e a seção inferior quente. A água flui para baixo das torres enquanto o sulfeto de hidrogênio circula da parte inferior para a parte superior das torres. Uma série de bandejas
perfuradas é usada para misturar o gás e a água. O deutério migra para a água a baixas temperaturas e para o sulfeto de hidrogênio a altas temperaturas. O gás ou a água,
enriquecidos em deutério, é removido das primeiras torres dos estágios na junção das seções a frio e a quente e o processo é repetido nas torres dos estágios subsequentes. O produto
do último estágio, água enriquecida em deutério até 30% por peso, é enviado para uma unidade de destilação para produzir água pesada de grau para uso em reator: ou seja, 99,75%
de óxido de deutério por peso.
O processo de troca de amônia-hidrogênio pode extrair deutério do gás de síntese através de contato com amônia líquida (NH3) na presença de um catalisador. O gás de
síntese é alimentado nas torres de troca e para um conversor de amônia. Dentro das torres, o gás flui da parte inferior para a superior enquanto a amônia líquida flui da parte superior
para a inferior. O deutério é separado do hidrogênio no gás de síntese e concentrado na amônia. A amônia flui então para o craqueador de amônia na base da torre enquanto o
gás flui para um conversor de amônia na parte superior. Em estágios subsequentes ocorre enriquecimento e a água pesada de grau de uso em reator é produzida através de destilação
final. A alimentação de gás de síntese pode ser fornecida por uma usina de amônia que, por sua vez, pode ser construída juntamente com uma usina de troca hidrogênio-amônia
de água pesada. O processo de troca amônia-hidrogênio pode também usar água comum como uma fonte de alimentação de deutério.
Muitos dos itens de equipamento principais para usinas de produção de água usando o processo ou os processos de troca amônia-hidrogênio são comuns em vários
segmentos das indústrias de petróleo e indústrias químicas. Este fato ocorre particularmente no caso de pequenas usinas utilizando o processo GS. No entanto, poucos itens estão
disponíveis "fora da prateleira" ("off the shelf"). Os processos GS e amônia-hidrogênio requerem o manuseio de grandes quantidades de fluidos tóxicos, corrosivos e inflamáveis a
pressões elevadas. Consequentemente, quando se estabelecem normas de operação e de projeto para usinas e equipamentos usando esses processos, deve ser dada atenção cuidadosa
às especificações e à seleção de materiais a fim de assegurar uma vida longa de serviço com fatores de confiabilidade e de alta segurança. A escolha de escala é primariamente uma
função de fundo econômico e de necessidade. Assim, a maioria dos itens de equipamentos seria preparada de acordo com os requisitos do cliente.
Finalmente, deve ser observado que, nos dois processos, o de troca amônia-hidrogênio e o GS, itens de equipamento que individualmente não são especialmente projetados
ou preparados para produção de água pesada podem ser reunidos em sistemas que são especialmente projetados ou preparados para produção de água pesada. O sistema de produção
do catalisador usado nos sistemas de destilação de água e de processo de troca amônia-hidrogênio usados para a concentração final de água pesada em grau adequado para uso
em reator em cada um dos processos são exemplos de tais sistemas.
Dos três principais processos de produção de água pesada que empregam a troca hidrogênio-água, dois (CECE e CIRCE) só são práticos quando integrados em grandes
processos de produção de hidrogênio, onde o hidrogênio é produzido para outras utilizações comerciais. O terceiro processo de troca bitérmica de hidrogênio-água (BHW) poderia
potencialmente ser usado em uma usina autônoma. Todos estes processos requerem grandes quantidades de catalisadores platinados especializados, à prova de humidade, instalados
em colunas longas para proporcionar um bom contato com a água que flui para baixo. O processo CECE exige que tais colunas de troca de catalisador platinadas e à prova de umidade
sejam fornecidas com hidrogênio de um eletrolisador de água que recebe sua alimentação de água das colunas de troca. Desta forma, o isótopo mais pesado (deutério) acumulará
uma concentração no eletrolisador que recebe a alimentação de água das colunas de troca. O sistema eletrolisador pode potencialmente aumentar a sua concentração de deutério
até chegar a água pesada quase pura. Na prática, o processo será escalonado e o primeiro estágio grande normalmente aumenta a concentração de deutério por um fator entre 5
e 20. O processo CIRCE é semelhante, mas usa um reformador de vapor-hidrocarboneto como fonte de hidrogênio, fornecendo ao reformador sua fonte de água para vapor. Em todas
essas usinas, o processo CECE é normalmente usado como estágio final para produzir água pesada para reator. Deve-se notar que as maiores fábricas de produção de hidrogênio do
mundo produzem hidrogênio suficiente para extrair cerca de 20-60 Mg por ano de água pesada utilizando um processo CECE ou CIRCE. Um processo BHW é conceitualmente igual
ao GS, mas usa hidrogênio em vez de sulfeto de hidrogênio com um catalisador para promover a transferência de deutério. Num arranjo análogo ao processo GS, o processo BHW
explora o efeito da temperatura na razão de equilíbrio do deutério entre a água e o hidrogênio. O equilíbrio cai com o aumento da temperatura. À medida que a água desce pelas
torres frias superiores e pelas torres quentes inferiores, o deutério é enriquecido entre elas, enquanto o hidrogênio circula pelas torres quentes e frias, por sua vez. A água retirada
entre as torres frias e quentes é enviada para estágios superiores para posterior enriquecimento com deutério. Um processo BHW poderia ser construído para qualquer escala de
produção.
O componente chave nestes processos é claramente o catalisador platinado especializado à prova de humidade que provou ser relativamente difícil de fabricar em larga
escala a um custo razoável. As condições de operação são benignas, com fluidos e catalisadores não tóxicos, pressão entre a atmosférica e cerca de 4 MPa e temperaturas na faixa
de 293 K (20 °C) a 473 K (200 °C). Nenhum dos equipamentos é significativamente diferente daquele usado em várias partes da indústria de processos químicos, exceto o catalisador
platinado à prova de umidade.
Os itens de equipamento que são especialmente projetados ou preparados para a produção de água pesada usando quaisquer das tecnologias descritas acima, incluem o
seguinte:
6.1. Torres de troca de água-sulfeto de hidrogênio
Torres de troca com diâmetros de 1,5 m ou maior e capazes de operar a pressões maior ou igual a 2 MPa, especialmente projetadas ou preparadas para a produção de
água pesada utilizando o processo de troca água-sulfeto de hidrogênio.
6.2. Compressores e Ventiladores
Compressores ou Ventiladores centrífugos de cabeçote baixo (ou seja, 0,2 MPa) de estágio único para circulação de sulfeto de hidrogênio (ou seja, gás contendo mais do
que 70% de H2S por peso), especialmente projetados ou preparados para a produção de água pesada utilizando o processo de troca de água-sulfeto de hidrogênio. Esses compressores
ou ventiladores têm uma capacidade de bombeamento superior a ou igual a 56 m3 enquanto operando a pressões maiores ou igual a 1,8 MPa de sucção e com vedações projetadas
para trabalhar com H2S úmido.
6.3. Torres de "troca amônia-hidrogênio"
Torres de troca amônia-hidrogênio com altura igual ou superior a 35 m e diâmetro entre 1,5 m e 2,5 m, capazes de operar a pressões superiores a 15 MPa, especialmente
projetadas ou preparadas para a produção de água pesada utilizando o processo de troca amônia-hidrogênio. Essas torres também possuem pelo menos uma abertura axial flangeada,
com o mesmo diâmetro da parte cilíndrica, por onde os componentes internos das torres podem ser inseridos ou retirados.
6.4. Partes internas da torre e bombas de estágio
Componentes internos de torres e bombas de estágio especialmente projetados ou preparados para torres de produção de água pesada utilizando o processo de troca
amônia-hidrogênio. Os componentes internos das torres incluem contactores de estágio especialmente projetados que promovem o contato íntimo entre gás e líquido. As bombas de
estágio incluem bombas submersíveis especialmente projetadas para a circulação de NH3 líquida dentro do contato de estágio interno às torres de estágio.
6.5. Reator de decomposição de amônia / Sistema de cracking (pirólise) de amônia
Crackers de NH3 com pressões de operação superiores ou iguais a 3 MPa especialmente projetados ou preparados para produção a água pesada utilizando o processo de
troca amônia-hidrogênio.
6.6. Analisadores de absorção infravermelha
Analisadores de absorção infravermelha capazes de realizar análise on-line da razão hidrogênio/deutério, onde as concentrações de deutério são iguais ou superiores a 90%
em peso.
6.7. Queimadores catalíticos
Queimadores catalíticos para a conversão do gás de deutério enriquecido em água pesada, especialmente projetados ou preparados para a produção de água pesada
utilizando o processo de troca amônia-hidrogênio.
6.8. Sistemas completos de enriquecimento de água pesada ou suas colunas correspondentes
Sistemas completos de enriquecimento de água pesada ou colunas com diâmetros de 0,1 m ou maior, especialmente projetadas ou preparadas para o enriquecimento da
água pesada para um nível de concentração de deutério que permita a operação do reator.
NOTA EXPLICATIVA
Sistemas de enriquecimento de água pesada normalmente apoiam a operação de um reator nuclear moderado por água pesada ou fazem parte de uma usina de produção
de água pesada GS (nesse caso, são comumente denominadas "unidades de acabamento"). Tais sistemas geralmente empregam destilação de água, mas também podem ser baseados
no processo CECE. Em reatores nucleares moderados por água pesada, os enriquecidores mantêm a concentração de água pesada no núcleo do reator.
Estes sistemas, que normalmente utilizam a destilação da água para separar água pesada da água leve, são especialmente projetados ou preparados para produzir água
pesada grau reator (isto é, tipicamente 99,75% em peso de D2O) a partir de água pesada de alimentação com concentração inferior.
6.9. Conversores de síntese de NH3 ou unidades de síntese
Conversores de síntese de NH3 ou unidades de síntese especialmente projetados ou preparados para a produção de água pesada utilizando o processo de troca amônia-
hidrogênio.
NOTA EXPLICATIVA
Esses conversores ou unidades transportam o gás (nitrogênio e hidrogênio) de uma coluna (ou colunas) de troca de alta pressão de NH3 hidrogênio, e o NH3 sintetizado
é devolvido para à coluna (ou colunas) de troca.
7. Usinas para a conversão de urânio e plutônio para uso na fabricação de elementos de combustível e na separação de isótopos de urânio conforme definido nos parágrafos
4 e 5, respectivamente, e equipamentos especialmente projetados ou preparados para essa finalidade
E X P O R T AÇ ÃO
A exportação de todo o conjunto de itens principais deste tópico deverá ser feito somente de acordo com os procedimentos listados na legislação específica de bens
sensíveis. Todas as usinas, sistemas e equipamentos especialmente projetados ou preparados deste tópico podem ser usadas para o processamento, produção ou utilização de material
físsil especial.
7.1. Usinas para a conversão de urânio e equipamentos especialmente projetados ou preparados para essa finalidade.
NOTA INTRODUTÓRIA
Sistemas e usinas de conversão de urânio podem realizar uma ou mais transformações de uma espécie química de urânio para outra, incluindo: conversão de concentrados
de minério de urânio em trióxido de urânio (UO€), conversão de UO€em dióxido de urânio (UO€), conversão de óxidos de urânio em tetrafluoreto de urânio (UF€), hexafluoreto de urânio
(UF€) ou cloreto de urânio (UCl€), conversão de UF€em UF€, conversão de UF€em UF€, conversão de UF€em metal de urânio e conversão de fluoretos de urânio em UO€.
Muitos dos equipamentos-chave para plantas de conversão de urânio são comuns a diversos segmentos da indústria de processos químicos.
Por exemplo, os tipos de equipamentos empregados nesses processos podem incluir: fornos, fornos rotativos, reatores de leito fluidizado, reatores de torre de chama,
centrífugas para líquidos, colunas de destilação e colunas de extração líquido-líquido. No entanto, poucos desses itens estão disponíveis "prontos para uso", ou seja, não são
customizados, sendo que a maioria seria fabricada de acordo com os requisitos e especificações do cliente.
Em alguns casos, são necessárias considerações especiais de projeto e construção para lidar com as propriedades corrosivas de alguns dos produtos químicos utilizados
(fluoreto de hidrogênio (HF), flúor (F€), trifluoreto de cloro (ClF€) e fluoretos de urânio), bem como com preocupações relacionadas à criticidade nuclear.
Por fim, deve-se observar que, em todos os processos de conversão de urânio, itens de equipamento que individualmente não são especialmente projetados ou preparados
para conversão de urânio podem ser montados em sistemas que são especialmente projetados ou preparados para uso em conversão de urânio.
7.1.1. Sistemas especialmente projetados ou preparados para a conversão de concentrados de minérios de urânio para o UO3.
NOTA EXPLICATIVA
A conversão de concentrados de minério de urânio para o UO3 pode ser realizada dissolvendo primeiramente o minério em ácido nítrico e extraindo o nitrato de uranilo
purificado (UO2(NO3)2) usando um solvente tal como o fosfato de tributila (TBP). A seguir, o nitrato de uranilo é convertido para o UO3 ou por concentração e denitrização ou por
neutralização com amônia gasosa para produzir diuranato de amônia com filtragem, secagem e calcinação subsequentes.
7.1.2. Sistemas especialmente projetados ou preparados para a conversão de UO3 para o UF6.
NOTA EXPLICATIVA
Conversão do UO3 para o UF6 pode ser realizada diretamente por fluorinação. O processo requer uma fonte de gás de flúor (F2) ou detrifluoreto de cloro (ClF3).
7.1.3. Sistemas especialmente projetados ou preparados para a conversão de UO3 para o UO2.
NOTA EXPLICATIVA
A conversão do UO3 para o UO2 pode ser realizada através da redução do UO3 com hidrogênio ou gás de amônia.
7.1.4. Sistemas especialmente projetados ou preparados para a conversão do UO2 para o UF4.