Урана гексафторид фторированием

Фтористый водород широко используется в электрохимических процессах фторирования органических веществ и служит основным материалом для получения элементарного фтора в электролизерах. Наконец, безводный НГ играет важную роль в атомной промышленности, где его используют для получения четырехфтористого урана (после восстановления которого образуется металлический уран) и элементарного фтора (с помощью которого тетрафторид урана переводят в гексафторид). [c.30]

Исследуется возможность регенерации ядерного горючего, т. е. очистки урана от радиоактивных осколочных элементов, с помощью фторидов. В основу метода положено фторирование облученного в атомном реакторе уранового горючего, а затем отделение урана в виде летучего гексафторида. Получение иРе особенно выгодно в тех случаях, когда регенерированный уран направляют на диффузионную установку для обогащения. Эффективность описанного метода подтверждают данные табл. 4, из которых видно, что за редким исключением фториды продуктов деления менее летучи, чем гексафторид урана. [c.34]

И реакция с холодной концентрированной серной кислотой, при которой образуется сернокислый уранил и лишь в ничтожной степени происходит восстановление до четырехвалентного со-стояния . Многие органические растворители, содержащие водород, легко подвергаются фторированию хлорированные растворители значительно более устойчивы, и растворы UFe в четыреххлористом углероде, тетрахлорэтилене и хлороформе оказываются устойчивыми в течение нескольких дней при комнатной температуре. Так, UFe может быть перекристаллизован из пентахлорэтана. Однако при температуре выше 100 °С гексафторид быстро реагирует даже с хлорированными растворителями. Например, легко протекающее при 150 °С в автоклаве восстановление четыреххлористым углеродом [c.163]

Еще об одном фториде урана неизбежен разговор при оценке роли фтора в технологии ядерного горючего. Атом урана способен образовывать с фтором несколько соединений, проявляя различные степени окисления. Известны трифторид, тетрафторид, пентафторид, гексафторид и промежуточные фториды (между тетра- и пентафторидом) урана. Возможность их образования необходимо учитывать в технологии ядерного горючего, и поэтому понятен большой интерес к ним, однако практически важным целевым продуктом, помимо гексафторида урана, является только его тетрафторид. В ядерных реакторах в качестве топлива используется диоксид урана или металлический уран, а последний получают восстановлением именно тетрафторида. Кроме того, обычно не получают сразу гексафторид, а первоначально соединения урана переводят в тетрафторид, который фторируют элементарным фтором до гексафторида. При такой технологии расход фтора снижается приблизительно втрое, что значительно удешевляет конечный продукт, так как элементный фтор-наиболее дорогой фторирующий агент. Важно и то, что технологическое оформление процесса несравненно проще при фторировании тетрафторида урана, а пе, например, его оксида. [c.111]

Фтор дороже, чем фтористый водород, поэтому для многих целей удобнее получать тетрафторид урана с помощью фтористо, го водорода, а затем получать гексафторид обработкой тетрафторида газообразным фтором. Однако последняя реакция происходит при высокой температуре и сопровождается выделением большого количества тепла, поэтому фторирование лучше проводить в жидкой фазе с помощью трехфтористого брома. Металлический уран и окись урана легко и спокойно вступают в реакцию с жидким трехфтористым бромом. Ход реакции можно регулировать путем охлаждения жидкой фазы. Сплавы урана и плутония также легко растворяются в трехфтористом броме, но пока весь уран не перейдет к гексафторид, плутоний остается в виде трифторида и, возможно, частично в виде тетрафторида. Уран может вступать в реакцию и с трехфтористым хлором. Последний легче хранить, с ним легче работать, чем с трехфтористым бромом, но он менее пригоден для фторирования в жидкой фазе. [c.194]

Уран и плутоний могут быть выделены из отработанного топлива ядерного реактора в виде летучих фторидов. При осуществлении этого процесса необходимо свести к минимуму потери, связанные с термическим разложением гексафторида плутония при прохождении его через горячую зону. Изучение термического разложения как в статических, гак и динамических условиях показало, что скорость процесса зависит от поверхности образующегося тетрафторида плутония и от давления гексафторида. Из реактора фторирования гексафторид плутония может быть выведен путем быстрой закалки газовой струи за зоной с температурой 500° сконденсированный материал затем подвергается дистилляции или испарению в токе фтора или гелия. [c.123]

Прямой процесс фторирования и испарения фторидов был разработан Аргоннской национальной лабораторией для выделения урана и плутония из отработанной двуокиси урана, использовавшейся в качестве ядерного топлива для производства энергии. После удаления оболочки топливные элементы обрабатываются фтором для превращения окислов в соответствующие фториды. Уран может быть отделен от плутония за счет большей скорости фторирования тетрафторида и различия в химической активности гексафторидов. Таким путем достигается разделение урана и плутония и их высокая очистка от продуктов деления. [c.123]

Для получения гексафторида урана может использоваться и газообразный трехфтористый хлор. Реакция с металлическим ураном в этом случае протекает очень бурно. Минимальная температура, при которой наблюдается воспламенение, равна 205°. Фторирование тетрафторида урана протекает спокойнее. В интервале температур от комнатной до 50° реакция описывается уравнением [c.294]

В результате фторирования очиш,енного тетрафторнда в пламенных реакторах уран количественно переходит в газовую фазу и виде гексафторида урана. Кроме того, в отходящих газах имеется избыток фтора и фтористого водорода, который всегда содержится во фторе и может быть получен в результате взаимодействия гексафторида урана с влагой [c.314]

В случае фторирования облучённого уран-плутониевого топлива (с выгоранием 10,4% и временем выдержки 2,5 года) в лабораторном пламенном аппарате факельного типа выход в гексафториды с полным их разделением сорбционным методом составил для урана > 99%, для плутония 89-ь91%. При опытной газофторидной регенерации облучённых смесей U-Pu топлива, коэффициенты очистки последних от продуктов деления составили для урана 10 , для плутония 10 -Ь Это был обнадёживающий результат. [c.176]

В еще недостаточно исследованном нитрофтор-процессе [31 — 33] облученные тепловыделяющие элементы реагируют с системой окислов азота и фторидов. Практический интерес представляют два реагента 20 мол.%-ный раствор NOj в жидком фтористом водороде и жидкость состава NOF 3HF. Обе жидкости реагируют почти со всеми компонентами используемых типов топливных материалов, превращая все элементы в соответствующие фториды. Эти фториды часто являются комплексными соединениями, содержащими окислы азота, которые можно превратить в нормальные фториды при осторожном нагревании. В созданной по этой схеме установке растворение облученного топливного элемента проводят в вертикально расположенной трубе из монель-металла диаметром 20—30 мм и длиной 150 см. В процессе растворения выделяются водород, криптон и ксенон. Нерастворимые комплексные фториды осаждаются в нижней части растворителя и удаляются из него промыванием и декантацией. Выходящий из растворителя раствор, содержащий уран и плутоний, выпаривают до сухого остатка, который подвергается термическому разложению до простых фторидов. К этому остатку добавляют жидкий трифторид брома смесь нагревают до 100—140° С. Образующиеся гексафторид урана и летучие фториды продуктов деления направляются в дистилляционную колонку, где происходит очистка паров гексафторида урана от продуктов и от BrFg. Полученный трифторид брома вновь используется для фторирования смеси фторидов [1, 2, 4]. [c.337]

Процессы возгонки. Эти процессы отличаются от только что описанных методов, но также используются для выделения урана из руд. Поскольку уран образует летучие хлориды и фториды, изучалась фракционированная дистилляция или сублимация летучих галогенидов с целью извлечения урана из руд или из концентратов. Было установлено [33], что концентраты урановой руды могут быть постепенно превращены в высоколетучий гексафторид урана UFg (температура кипения 64° С при 1137 лш) при помопщ фторирования в жидкой фазе трифторидом брома B1F3 (температура кипения 126° С). Хотя для многих руд процесс непосредственно не применим, тем не менее он удовлетворительно проходит с концентратами. Результаты этих экспериментов представлены в табл. 5.5. Так как фтор в форме трифторида брома весьма дорог, целесообразней вводить как можно больше фтора в виде недорогого фтористого водорода (который, конечно, не может использоваться для превращения низкофтористых соединений урана в гексафторид) и затем заканчивать фторирование урана трифторидом брома. Снижение расхода фтора может быть легко осуществлено посредством предварительного гидрофторирования при температуре 600° С. При такой обработке фторируется двуокись кремния и другие пустые породы, присутствующие в концентратах руды, а уран превращается в UF4. Таким образом, % фтора в окончательном продукте, гексафториде урана, присоединяется при обработке относительно недорогим фтористым водородом это значительно выгоднее, чем применение трифторида брома. Гексафторид урана используется при разделении изотопов урана, поэтому сублимация выгодна тем, что в процессе ее образуется очень ценное соединение урана. Процессы хлорирования не подверга- [c.137]

В технологические схемы, применяемые в настоящее время для перевода маточного раствора очищенного нитрата уранила в материал, пригодный для восстановления до металла или для фторирования до гексафторида урана, входит восстановление трех-окиси урана до двуокиси [уравнение (2. 30)]. Затем эта двуокись гидрофторируется, согласно уравнению (2. 31), до зеленой соли [c.48]

Фторирование урана с целью получения гексафторида урана выгодно вести галоидными соединениями фтора. Два из них трехфтористый бром и трехфтористый хлор — особенно пригодны для этого, так как они могут фторировать в жидком состоянии при удобных режимах температуры и давления. Трифторид брома кипит при 126,8° С и плавится при 8,8° С, а трифторид хлора кипит при 11,75° С и плавится при — 76,3° С [2861. Реакция между трехфтористым хлором и ураном в отсутствие катализатора идет медленно. Добавка безводной НР ускоряет реакцию, и она идет при 28° С с подходящей скоростью [2871. Реакция между трехфтористым бромом и металлическим ураном идет спокойно, легко регулируется образуется раствор гексафторида урана в избытке трехфтористого брома. Более летучий гексафторид урана легко отделяется от трехфтористого брома. Вещества, ведущие себя в растворах ВгРд как кислоты, например НР, ВГз, 5Ьр5 и НР , являются катализаторами реакции. В отсутствие катализатора реакция идет автокаталитически индукционный период может длиться несколько часов. [c.106]

Руфф и Хайнцельманн [1] в 1909 г. успешно получали гексафторид урана реакцией фтора с металлическим ураном, карбидом урана и пентафторидом его. В 1941 г. Абельсон (Национальное бюро стандартов) сообщил о применении тетрафторида урана в качестве материала для реакции с элементарным фтором. В первом технологическом процессе, предложенном Абельсоном для осуществления этой реакции, фторирование производилось при 274° С в присутствии плавленого хлористого натрия как катализатора [2]. На основе этого процесса Дюпоном [3] был спроектирован и построен завод. Реакция велась в двух никелевых трубках, работающих последовательно. Полученный продукт, который не вполне отвечал техническим условиям, очищался далее быстрым испарением. В качестве другого метода очистки исследовалась также фракционная дистилляция. [c.452]

Фторирование соединений урана. Руфф и Хайнцель-ман [3] впервые получили гексафторид урана действием фтора на металлический уран или его карбид [c.322]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология