Урана тетрафторид водородом

Фториды. Трифторид UF3 может быть получен восстановлением теТрафторида водородом, алюминием или мелкодисперсным ураном при температуре около 1000° С [c.308]

В последующих работах проведено повторное исследование реакции между водородом и тетрафторидом. Водород тщательно очищали пропусканием над нагретым металлическим ураном (стр. 141). При проведении реакции в кварцевой трубке при температуре выше 600° выделялись фторсодержащие газы. Продукт реакции, однако, в значительной степени состоял из двуокиси урана. Полученные данные объясняли следующим образом в присутствии следов влаги небольшое количество тетрафторида подвергается гидролизу, причем образуются двуокись урана и фтористый водород последний действует на кварц с образованием тетрафторида кремния и некоторого количества воды. Цикл повторяется до полного превращения тетрафторида урана в двуокись. Такой механизм реакции наиболее вероятен в том случае, когда водород медленно пропускается через систему. При проведении реакции между тетрафторидом урана и водородом в трубке из монель-металла выделения фтористого водорода не наблюдается совсем. Тетрафторид может быть выделен практически неизмененным даже после 48-часовой обработки чистым водородом при 980°. Эти результаты непонятны, поскольку, как указывается ниже, в Англии добились успеха в получении трифторида по существу тем же самым методом. [c.285]

Получение трифторида урана. Из разработанных до настоящего времени методов получения трифторида урана лишь два являются успешными. Первый из них, предложенный в Англии, состоите восстановлении тетрафторида водородом, причем особое внимание обращается на влияние кислорода и влаги, а также на чистоту тетрафторида урана [10]. Второй метод заключается в восстановлении тетрафторида металлическим ураном. [c.286]

Четырехфтористый уран осаждают из водных растворов соединений и(IV) в виде гидратов (которые можно обезводить нагреванием в токе фтористого водорода при 300 °С), но лучще получать его из двуокиси урана и фтористого водорода при 550 °С. Это—гвердое нелетучее зеленое, весьма нерастворимое вещество, плавящееся при 960 °С. Оно реагирует с борогидридом алюминия, образуя летучий борогидрид урана (IV) фторид тория реагирует аналогично При нагревании в атмосфере водорода или с алюминием образуется темно-красно-фиолетовый трифторид, который нерастворим, но выделяет водород из кипящей воды при температуре выще 1000 °С он диспропорционируется на тетрафторид и металл. [c.123]

Эксперимент по водородному восстановлению урана из иГ4 проводили следующим образом. После заполнения тигля 1 ураном технологический объем установки откачивали насосом 16, включали криптоновую лампу 3 и фокусировали ее излучение параболическим рефлектором на поверхности уранового слитка 5, плавили в вакууме уран, расплав которого приобретал форму тигля. Затем давали возможность урановому расплаву превратиться в слиток 5 и остыть до комнатной температуры, удаляли кварцевую крышку 2 с тигля и на поверхность уранового слитка наносили слой высушенного тетрафторида урана 6 моноклинной структуры, свободного от гид-ратной воды. Далее аппарат заполняли аргоном, опять включали криптоновую лампу 3, включали подачу водорода с контролируемым расходом. Температуру поверхности расплава урана и тетрафторида урана на нем измеряли оптическим пирометром. [c.612]

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]

Знание свойств систем с четырехфтористым ураном имеет больщое значение и при переработке отработанного горючего способом сплавления солей. По этому способу металлическое горючее погружают, например, в плав Nap—2гг и обрабатывают фтористым водородом, причем покрытие стержней, продукты деления и сам уран превращаются во фториды, растворяющиеся в плаве. Уран выделяют из плава после превращения тетрафторида в гексафторид при действии фтора. [c.157]

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]

Механизм гидрофторирования металлов изучен мало. При взаимодействии некоторых элементов с HF важное значение может иметь образование промежуточных гидридных фаз. Было показано, что смесь водорода и фтористого водорода позволяет превращать металлический уран в тетрафторид при более низких температурах, чем при реакции с чистым фтористым водородом [154]. [c.337]

Нормально тетрафторид урана (получаемый в производственном масштабе гидрофторированием двуокиси урана) содержит небольшие количества уранилфторида и смешанных окислов. Наилучшие выходы металла (97%) достигаются при использовании тетрафторида, содержащего 98% ир4, 1% растворимых в воде примесей и 1 % примесей, не растворимых в щавелевокислом аммонии . Однако тетрафторид, содержащий 95% ир4 и по 2,5% примесей, растворимых в воде и не растворимых в щавелевокислом аммонии, дает выход металла порядка 95%. Оставшийся уран обычно находится в виде корольков и маленьких пластинок и частично в виде мельчайших включений невосстановленного материала, распределенного в шлаке. При всех условиях оставшийся уран извлекается при последующей переработке шлака. Уранилфторид, нагретый в присутствии влаги, гидролизуется с образованием трехокиси урана и фтористого водорода. Время подогрева до воспламенения шихты увеличивается, вероятно, вследствие реакции магния с НР и образования на нем фторидной пленки. Можно показать, что между содержанием растворимой в воде примеси в тетрафториде и временем нагрева бомбы до воспламенения существует прямая зависимость. [c.270]

Если не приняты специальные меры, то в уране,полученном восстановлением тетрафторида урана магнием, в среднем содержится около 4,5 10 % водорода. Часть этого водорода присутствует как соединение ин.ч в виде включений различной формы (см. например, рис. 10. 24). Эти включения обычно находятся в дефектных местах решетки, например, по границам зерен или [c.286]

Фтористый водород (см. гл. 12). Порошкообразный металлический уран реагирует с безводным фтористым водородом при повышенных температурах с образованием тетрафторида урана [c.143]

Плавиковая кислота. На компактный металлический уран концентрированная плавиковая кислота действует медленно, даже при температуре 80—90°, вероятно вследствие образования на поверхности урана нерастворимого тетрафторида. Окислители, например перекись водорода, повидимому, заметно не ускоряют реакцию. [c.144]

Предложены методы приготовления различных соединений трех- и четырехвалентного урана из гидрида урана [69]. Многие из этих методов, основанные на данных, представленных в табл. 62, были действительно использованы. Так, был получен тетрафторид урана действием фтористого водорода на гидрид [70] или одновременной обработкой урана водородом и фтористым водородом [51, 71]. Можно также получить некоторые соли уранила с использованием гидрида урана в качестве исходного вещества [21]. Например, фторосиликат и лактат уранила могут быть получены по уравнениям [c.173]

Плотный металлический уран превращается сначала в гидрид при 250°. Чтобы достигнуть полного превращения гидрида в тетрафторид, необходимо тщательное перемешивание. Для второй стадии, повидимому, достаточна температура 200° [5]. Однако если реакционную смесь не перемешивать, то реакция между гидридом урана и фтористым водородом при 270° идет неполно вследствие спекания. Установлено, что если гидрид разложить при 500° и на полученный тонкораздробленный металл действовать фтористым водородом при той же самой температуре, то происходит превращение в тетрафторид с хорошим выходом [55]. [c.297]

По второму способу обе стадии объединены в одну. Произведено исследование одновременно протекающих реакций водорода и фтористого водорода с металлическим ураном [56]. Небольшие количества (50 г) металлического урана при 250° легко превращаются в тетрафторид при действии смеси водорода и фтористого водорода, взятых примерно в равных молярных концентрациях. Большие количества урана не могут быть обработаны таким простым путем. На поверхности плотного куска металла происходит реакция между гидридом и фтористым водородом, при этом за счет выделяющегося тепла температура настолько поднимается, что скорость образования гидрида становится незначительной (эта скорость быстро уменьшается при приближении к 430°, как указано на стр. 162). Отсюда следует, что для проведения реакции необходимо охлаждение до 350°. Когда имеют дело с большими количествами урана, следует применять механическое перемешивание для удаления корки тетрафторида по мере его образования [57]. С учетом всех этих предосторожностей, можно считать, что применение одновременно протекающих реакций водорода и фтористого водорода с ураном целесообразнее, чем применение ступенчатого процесса. [c.297]

Безводный фтористый водород играет важную роль в атомной промышленности, где его используют для получения четырехфтористого урана (восстановлением которого получается металлический уран) и элементарного фтора (с помощью которого тетрафторид урана превращается в гексафторид). [c.19]

На этом этапе производства ядерного горючего важнейшее соединение — тетрафторид урана, из которого могут быть получены гексафторид и двуокись урана или металлический уран. Тетрафторид урана можно получать двумя принципиально различными группами способов — водными (осаждением из растворов) и сухими (гидрофторированием твердых соединений газами при повышенных температурах). При газовом методе исходным соединением служит двуокись урана, а фторирующим реагентом — безводный фтористый водород, фториды аммония или фторсодержащие углеводороды. К сухим способам производства тетрафторида урана относятся также процессы получения его термическим разложением осадка аммонийуран-пентафторида, а также разнообразные реакции одновременного термического разложения, восстановления и гидрофторирования в атмосфере фторидов аммония. [c.154]

Тетрафторид урана может быть получен либо осаждением его растворимыми фторидами из водных растворов четырехвалентного урана, либо сухим методом, путем взаимодействия соединений урана, в частности иОг, с фторирующими агентами при повышенных температурах. Обычно UF4 получают путем фторирования фтористым водородом UO2, приготовленной восстановлением высших окислов урана водородом. Тетрафторид урана различного изотопного состава получают восстановлением UFs водородом. Электролитическим восстановлением водных растворов иона уранила в присутствии HF можно непрерывно получать UF4. Тетрафторид урана осаждается из водных растворов в виде очень устойчивого UF4 2,5F[20. Предпринимавшиеся попытки полностью извлечь гидратную влагу из тетрафторида урана простым нагреванием в токе инертного газа обычно оказывались безуспешными. Тетрафторид, получаемый этим методом, почти всегда содержит небольшие количества окиси, образовавшейся при его гидролизе. Для получения чистого безводного UF4 из осажденного гидрата необходимо обработать его при 400—500° С газообразным фтористым водородом. Безводный IJF4 требуется в производстве металлического урана и гекса-фторида урана. Холодные концентрированные минеральные кислоты слабо воздействуют на тетрафторид урана, но он растворяется в кипящей H2SO4 и в сильных кислотах, к которым добавлена борная кислота, образующая с нонами фтора комплексы ВРГ. В образовавшихся растворах уран находится в форме ионов четырехвалентного урана. Тетрафторид урана образует ряд двойных солей с фторидами металлов. Эти соли очень устойчивы и могут быть получены из солевых расплавов, содержащих UF4, или осаждены из водных растворов. [c.114]

Общая схема плазменно-водородной технологии переработки гексафторида урана в металлический уран и безводный фторид водорода. Схема процесса и его аппаратурное оформление показаны в общем виде на рис. 11.24. Первая стадия заключается в восстановлении урана из гексафторида урана до элементного урана или до низших фторидов урана. Эта промежуточная цель достигается возбуждением электрического разряда в потоке смеси газообразного гексафторида урана с водородом при этом смесь гексафторида урана с водородом превращается в уран-фтор-водородную плазму, содержащую смесь атомов урана, водорода и фтора, молекулы фторидов урана (UF4, UF3, UF2, UF), фтора, водорода, положительно и отрицательно заряженные ионы и электроны. Если при этой операции температура плазмы составляет при атмосферном или близком к нему давлении 6000 К, основная часть урана содержится в виде атомов U, т.е. в газовой фазе имеет место полное восстановление урана. По выходе (и-Е-Н)-плазмы из зоны электрического разряда происходит интенсивная рекомбинация молекул фторидов урана, сопровождаемая мощным световым излучением и конденсацией нелетучих ири обычных условиях фрагментов молекул гексафторида урана тетрафторида и трифторида урана, а также элементного урана. Рекомбинация может приводить к образованию летучих фторидов иентафторида, и даже гексафторида урана. Закалка, т. е. быстрое и глубокое понижение температуры до уровня, на котором рекомбинация кинетически заторможена, понижает глубину и скорость рекомбинации, но радикально не меняет ситуацию. [c.591]

Гексафторид урана получают в результате реакции взаимодействия урана с элементарным фтором, но эта реакция трудно управляема. Более удобно обрабатывать уран соединениями фтора с другими галогенами, например С1Гз, ВгГ и ВгРе. Получение тетрафторида урана иГ4 связано с использованием фтористого водорода. В 1963 году в США на производство урана затрачивалось почти 10% всего фторпстого водорода — порядка 20 000 тони. [c.161]

Здесь не будет рассматриваться химия Мо, W и U (уран входит также в семейство актиноидов). Напомним только, что знание химии урана играет существенную роль в создании ато.м-ных электростанций, которые заменят традиционные тепловьь станции, когда природное топливо на Земле будет исчерпано напомним также, что современное электрическое освещение было бы невозможно без сочетания свойств, обнаруженных у вольфрама. Получить свободные элементы этой группы намного легче, чем свободные элементы многих других групп металлов. Хром можно получить из СггОз восстановлением углем или алюминием молибден и вольфрам обычно восстанавливают из окислов с помощью водорода. Уран можно восстановить аналогичными методами или электролизом тетрафторида урана, растворенного в расплавленной смеси СаСЬ и Na l. [c.334]

Металлический протактиний был получен восстановлением тетрафторида протактиния металлическим барием при температуре 1400 С. Получение металлического протактиния, о котором сообщали в 1934 г. Гроссе и Агрусс [35], было выполнено несколько необычным способом. Окись протактиния в высоком вакууме бомбардировали электронами с энергией 35 кэв или, в другом случав, пентахлорид протактиния термически разлагали на нити накала. Эти исследователи данных о свойствах металла не опубликовали. Металл, полученный восстановлением тетрафторида барием,—блестящее, ковкое вещество, по твердости близкое к урану. Рентгенограмма металлического протактиния показала, что он имеет тетрагональную структуру, отличную от структуры других металлов [36]. Вычисленная плотность металлического протактиния равна 15,37 г/см . На воздухе металл тускнеет, образуя сначала, вероятно, низший окисел протактиния, точный состав которого не известен. Металлический протактиний, подобно другим металлическим актинидам, реагирует с водородом при температурах от 250 до 300° С и образует гидрид РаН , изостр -турный с UH3. [c.101]

Превращение UFg в UF4. Практически весь обогащенный уран сначала получается в виде UF,,, который должен быть химическим способом переведен в UOj или металлический уран для использования в реакторах или сверхкритических устройствах. Так как UF4 может быть промежуточным продуктом при производстве UOj и металлического урана, то восстановление до UF4 часто является основной операцией переработки обогащенного UFg. В течение последних 15 лет для получения тетрафторида урана из гексафторида в полузаводском и промышленном оборудовании применялось большое количество различных процессов, как периодических, так и непрерывных. Наиболее широко применяется процесс восстановления UFg водородом, разработанный фирмой Юнион Карбайд Ньюклеар Компани [10]. В противоположность прежним литературным данным [11], было найдено, что одноступенчатое восстановление гексафторида урана водородом должно быть количественным и совершенно надежным. [c.476]

Тетрафторид урана легко получается при действии фтористого водорода на и02 при 300—400°. Восстановление раствора фторида уранила хлоридом двухвалентного олова или добавление фтористоводородной кислоты к раствору тетрафторида урана также приводят к осаждению гидратированного тетрафторида урана, который, будучи высушен в соответствующих условиях, имеет состав 11Р4 2,5 Н2О. Кристаллизационная вода в этом соединений удерживается очень прочно. Тетрафторид, как гидрат, так и безводный, представляет собой нерастворимый в воде порошок зеленого цвета. При сильном нагревании на воздухе он переходит в черную окись изОд. Безводный те трафторид урана имеет моноклиническую структуру ( 1 = 12,79 0,06 [c.53]

Фтористый водород реагируег со многими окисями и гидроокисями с образованием воды и фторидов. Наиболее характерными в этом отношении являются соединения щелочных и щелочноземельных металлов, серебра, олова, цинка, ртути и железа. С болое термоустойчивыми окисями, например окисью алюминия, фтористый водород реагирует медленно или только при высокой температуре. С хлоридами, бромидами и иодидами этих элементов, а также таких элементов, как сурьма и мышьяк, фтористый водород реагирует весьма бурно с выделением соответствующего галоидоводорода. С цианидами НР реагирует с выделением цианистого водорода, а с фторосиликатами— с выделением тетрафторида кремния. С силикатами он дает поду и тетрафторид кремния. С окисями таких элементов, как фосфор, вольфрам, уран и сера, реакция идет с образованием оксифторидов или фторкислот. В зависимости, , от термоустойчивости исходных веществ или продуктов реакции, а также от температуры реакции фтористый водород может реагировать с веществами, содержащими отрицательные элементы или отрицательные группы. Он реагирует со всеми металлами, расположенными ниже водорода в ряду напряжений, за исключением тех, которые образуют защитные пленки из тугоплавких фторидов. К таким металлам относятся алюминий и магний и особенно железо и никель. Медь расположена в ряду напряжений ниже водорода. Поэтому в отсутствие кислорода и других окислителей фтористый водород на нее не действует, но в присутствии кислорода медь очень быстро корродируется. Некоторые сплавы, например монель-металл, прекрасно противостоят НР, но нержавеющая сталь легко корродируется. Железо и сталь по сравнению с нержавеющей сталью значительно более устойчивы. Свинец при действии фтористого водорода быстро разрушается. [c.212]

При проведении этой реакции большое значение имеет регулирование температуры, так как уравнение [4] обратимо и выше 1050° равновесие заметно смещается влево. Реакция может быть проведена в никелевом сосуде, в который загружается смесь тетрафторида со стехиометрическим количеством урана в виде стружек. Смесь нагревают до 250° и затем вводят водород для превращения металла в гидрид. После этого гидрид разлагают при 400° и получают таким образом тесную смесь тетрафторида урана с тонкодисперсным металлическим ураном. Эту смесь сплавляют при 1050° в течение 2 час. в атмосфере аргона. При этом получается черное плотное коксоподобное вещество, которое, как показывает анализ, представляет трифторид с примесью 1 °/о двуокиси урана и уранилфторида. [c.287]

Другие сильные окислители также реагируют с тетрафторидом с образованием растворимых солей уранила. Так, тетрафторид растворяется в растворе сульфата церия. Перекиси щелочных металлов (например, перекись натрия) и смеси раствора аммиака с перекисью водорода энергично реагируют с ним с образованием растворимых пероксиуранатов. Реакция с аммиаком [c.305]

Комплексные соединения тетрафторида урана. Тетрафторид образует с фторидами металлов ряд двойных солей. Впервые соединения этого типа были обнаружены еще на ранней стадии развития химии урана. Так, в 1866 г. Болтон наблюдал образование зеленого нерастворимого в воде соединения в результате действия на раствор уранилфторида, содержащий фторид калия и муравьиную кислоту, сильного солнечного света [1, 2]. Фотохимическое восстановление ионов уранила в растворе, содержащем фторид натрия или фторид калия, может быть также достигнуто (на солнечном свету) с помощью спирта, этилового эфира или глюкозы [93]. Во всех случаях получается зеленое вещество, по внешнему виду напоминающее тетрафторид урана. Это соединение плавится на воздухе с выделением фтористого водорода остаток,образующийся после длительного нагревания, состоит из ураната калия или Натрия. С сухим водородом эти комплексные соли реагируют лишь медленно, в воде или в разбавленных кислотах практически не растворяются они разлагаются горячей концентрированной серной кислотой с выделением фтористого водорода. Концентрированная соляная кислота растворяет эти соли медленно. В старых работах для этих соединений были предложены формулы НаУРб [c.307]

Для получения тетрафторнда урана, кроме фтористого водорода, могут быть использованы и другие фторирующие реагенты (фторид и бн-фторцд аммония, фреоны). Исходным продуктом для производства тетрафторида урана в этом случае служит двуокись урана, высшие окислы и некоторые другие соединения диуранат аммония, уранилнитрат, фторид уранила. [c.274]

При новыпгении температуры аммиак диссоциирует с образованием водорода, которых восстанавливает фторид уранила до двуокиси, а последняя, взаимодействуя с образующимся фтористым водородом, превращается в тетрафторид урана. В общем виде уравнение реакции может быть написано следующим образом [c.277]

Большой практический интерес представляет реакция гексафторида урана с газообразным трихлорэтиленом. Процесс восстановления проводится в вертикальном реакторе. Трихлорэтилен и гексафторид урана, разбавленные азотом и предварительно нагретые, вводят в верхнюю часть аппарата. При температуре стенок реактора и подогревателя, равной 232°, молярном отношении трихлорэтилена к гексафториду урана, равном 3, и концентрации гексафторида урана на входе в реактор порядка 0,5—3,5% гексафторид урана полностью превращается в тетрафторид. Насыпной вес тетрафторида урана колеблется от 0,224 до 1,62 г см . Увеличение насыпного веса достигается спеканием порошка тетрафторида в атмосфере фтористого водорода при температре 900° в течение 2 ч. Тетрафторид урана содержит значительное количество углерода, который удаляется при обработке кислородом для предотвращения образования фтористого уранила в газовую фазу вводят фтористый водород. [c.299]