Урана тетрафторид получение

Степень агрегации получающегося UF4 определяется на этом рисунке как отношение куба среднего диаметра агрегата к кубу среднего диаметра частицы и изменяется с температурой реакции гидрофторирования подобно изменению реакционной способности показанной на рис. 2. 32. Размеры частиц вычислены из измерений удельной поверхности. Спекание у тетрафторида, полученного из диураната аммония, начинается уже при 200° С, тогда как тетрафторид из UOg, полученный разложением нитрата уранила, начинает спекаться при температурах выше 500° С. [c.77]

Химические свойства тетрафторида урана. Тетрафторид урана представляет твердое кристаллическое веш,ество зеленого цвета. Полученный при высокой температуре, он обычно бывает более темным и плотным, а также гораздо менее гигроскопичным, чем тетрафторид, полученный по методу Гроссе [40]. В химическом отношении тетрафторид урана является устойчивым, довольно неактивным соединением. По физическим свойствам он напоминает фториды других четырехвалентных элементов, особенно изоморфные с ним тетрафториды циркония, гафния и тория. Химическое различие между ними проявляется главным образом в том, что уран может существовать в целом ряде валентных состояний, в то время как цирконий, гафний и торий в соединениях с фтором исключительно четырехвалентны. [c.303]

Электролиз можно вести также в присутствии фтор-иона в этом случае восстанавливающийся до четырехвалентного уран образует практически нерастворимый фторид, пленка которого плотно прилегает к электроду. Электролитическим восстановлением уранил-фторида до ир4 пользуются в промышленном масштабе [922] для получения чистого тетрафторида урана, служащего для получения металлического урана. [c.371]

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

В литературе [37] рассмотрен способ получения тетрафторида урана электровосстановлением сульфата уранила на свинцовом катоде в полупромышленном электролизере на на- [c.202]

В химии урана и трансурановых элементов большое значение приобрели также электролитические методы окисления или восстановления. Так, для получения осадка тетрафторида урана, являющегося одним из наиболее важных промежуточных продуктов производства гексафторида урана и металлического урана, применяется электролитическое восстановление иона уранила до урана (IV) с последующим осаждением ир4 с помощью НР [445]. [c.179]

Процессы осаждения часто применяют в технологии урана. Их используют для выделения урана из карбонатных, а иногда и из кислых растворов, полученных в результате выщелачивания рудного сырья. В виде довольно богатых химических концентратов уран осаждают из сорбционных регенератов и реэкстрактов после сорбционного или экстракционного концентрирования и аффинажа. Осадительную технологию применяют также при очистке урана от примесей, получении тетрафторида, переработке разнообразных урансодержащих отходов и во многих других случаях, где необходимо концентрирование урана, отделение его от примесей и получение в виде тех или иных соединений, пригодных для последующего изготовления ядерного горючего. [c.133]

Химические концентраты урана в дальнейшем подвергают дополнительной очистке в целях получения урана необходимой чистоты для Использования в качестве реакторного топлива. В настоящее время наибольшее распространение получили экстракционные методы очистки продуктов переработки урановых руд. Основным экстрагентом, применяемым в большинстве технологических схем, является трибутилфосфат, растворенный в разбавителе — керосине или гексане. После очистки на химических заводах получают окислы, тетрафторид, гексафторид урана и металлический уран. [c.262]

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]

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]

Католит с осадком тетрафторида урана непрерывно удаляется из ванны и направляется в отстойник. После декантации твердый ир4 ленточным транспортером-сушилкой подается в высокотемпературный дегидратор, а маточный раствор, содержащий небольшое количество урана, серную кислоту и следы НР, возвращается на стадию получения уранил-фторида. [c.496]

Сплавление металлических компонентов почти всегда необходимо проводить в вакууме или инертной атмосфере аргона или гелия. В настоящее время часто применяются тугоплавкие тигли из окислов бериллия, циркония или тория в отдельных случаях пользуются и тиглями из окиси алюминия. Для предотвращения окисления требуется создание очень хорошего вакуума. ЕсЛи один из. металлов весьма летуч, то, для сведения к минимуму потерь из-за дестил-ляции можно применять атмосферу из хорошо очищенного аргона. Лучше всего пользоваться индукционным нагревом это особенно желательно при сплавлении металлов, сильно различающихся по удельному весу, так как при этом происходит их более полное перемешивание. В случае легкоплавких металлов, например свинца или висмута, применяются электролитические процессы. Так, тетрахлорид урана растворяли в расплавленной смеси хлоридов натрия и кальция (т. пл. 750°), затем смесь подвергали электролизу в ванне со стальным катодом, покрытым слоем жидкого свинца или висмута [2]. Для получения ртутных амальгам необходимо применять очень чистый металлический уран, приготовленный разложением гидрида. Некоторые сплавы были случайно получены при одновременном восстановлении тетрафторида урана и фторидов других металлов. Но этот метод не рекомендуется для систематического изучения, так как при нем затруднительно заранее определить конечный состав и структуру сплавов. [c.148]

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]

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]

Получение тетрафторида из водных растворов. Метод получения тетрафторида из водных растворов разработан в Англии. Результаты, полученные Болтоном, послужили основанием для различных видоизменений этого метода. Фторид, хлорид или сульфат уранила восстанавливают до четырехвалентного состояния и осаждают тетрафторид урана добавлением плавиковой кислоты. В качестве исходных реагентов используют различные соединения урана и различные восстановители. [c.290]

Получение тетрафторида урана электролитическим восстановлением соединений уранила. Растворенный уранилсульфат можно также восстановить до 0(304)2 электролитическим способом, а затем добавлением плавиковой кислоты осадить тетрафторид урана. При этой операции обходятся без солей олова (П) и получают более чистый продукт, не содержащий загрязнений, вносимых химическими восстановителями. [c.292]

Получение тетрафторида урана из металлического урана или его гидрида гидрофторированием при высоких температурах. Металлический уран можно легко превратить в тетрафторид двумя основными способами. Первый заключается в проведении двух последовательных реакций [c.296]

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]

Таким образом, переработка уранового сырья с целью получения ядерного горючего должна заканчиваться получением двуокиси, тетрафторида или металлического урана. Однако удельная мощность реакторов, работающих на природном уране, сравнительно невелика. Для ее повышения необходимо увеличить содержание в ядерном горючем изотопа Обогащение урана изотопом достигается путем диффузии гексафторида урана через пористые перегородки. В дальнейшем из гексафторида, обогащенного получают те же соединения — двуокись, тетрафторид или металлически уран. [c.8]

Водный реэкстракт поступает на осаждение вначале уран осаждали пергидролем, в настоящее время осаждение ведется аммиаком после фильтрации и прокаливания осадка полученную трехокись урана перерабатывают на металл через двуокись и тетрафторид урана конечный продукт удовлетворяет требованиям ядерной чистоты. [c.213]

Тетрафторид урана (четырехфтористый уран, зеленая соль) служит важнейшим промежуточным продуктом, используемым для производства металлического урана и гексафторида. В принципе, для получения металла и шестифтористого урана можно применять ряд других соединений. Одпако с технологической и экономической точек зрения использование тетрафторида в обоих этих процессах наиболее целесообразно. [c.250]

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]

При действии на уран избытка Рг образуется гексафторид иРб—бесцветное, легко возгоняющееся кристаллическое вещество (давление его пара достигает 101 кПа при 56,5 °С). Это единственное соединение урана, существующее в газообразном состоянии при низкой температуре, что имеет большое практическое значение, поскольку необходимое для получения атомной энергии разделение изотопов и осуществляют с помощью различных процессов, протекающих в газовой фазе. При растворении в воде ирб гидролизуется, образуя иОгр2 и НР. Тетрафторид ир4 получают действием НР на иОз- С хлором уран образует [c.609]

После этих операций уран переводят в твердое состояние — в один из окислов или в тетрафторид иР4. Но этот уран еще надо очистить от примесей с большим сечением захвата тепловых нейтронов — бора, кадмия, лития, редких земель. Их содержание в конечном продукте не должно превышать стотысячных и миллионных долей процента. Вот и приходится уже полученный технически чистый продукт еще раз растворять — на этот раз в азотной кислоте. Уранилнитрат и02(К0з)2 при экстракции трибутил-фосфатом и некоторыми другими веществами дополнительно очищается до нужных кондиций. Затем это вещество кристаллизуют (или осаждают пероксид 1)04-2Н20) [c.363]

Дихлордифторид урана U I2F2, полученный действием паров четыреххлористого углерода на фтористый уранил при 450 °С, растворим в воде, причем в таких количествах, что его нельзя рассматривать как механическую смесь тетрафторида и тетрахлорида. Он диспропроционируется с образованием этих двух соединений при нагревании. [c.157]

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]

Результаты, полученные для некоторых менее хорошо известных соединений, могут иллюстрировать отдельные важные моменты. Гидраты тетрафторидов тория и урана [70], содержащие по 2,5 молекулы воды, при дегидратации в вакууме при 250° образуют псевдоморфпые безводные соединения, вновь легко образующие гидраты. Так же ведет себя и тригидрат оксалата уранила [71] он дегидратируется в вакууме нри 120° до моногидрата, а при 190—200° до безводного продукта. На рентгенограмме дегидратированного продукта главные линии не изменяются, по-видимому, не меняется и форма кристаллов. Обезвоженное соединение быстро адсорбирует из атмосферы одну молекулу воды на молекулу соединения однако тригидрат в этих условиях образуется медленно. Отсюда следует, что безводная соль представляет псевдоморфозу тригидрата. [c.93]

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]

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]

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]

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]

Непосредственный аффинаж до тетрафторида урана представляет значительный интерес для промышленного производства урана, так как в этом процессе имеется возможность заменить существующие операции очистки и гидрофторировання восстановлением урана (VI) в растворе до четырехвалентного состояния и осаждением UF4. В 1946 г. появилось сообщение [2] о работе, проведенной Меллинкродтским химическим заводом, по получению UF4 реакцией двуокиси урана с плавиковой кислотой, а также по восстановлению растворов хлорида уранила цинком с последующим осаждением UF4 добавлением плавиковой кислоты. В 1949 г. сообщалось о работе по восстановлению растворов урана хлорным оловом и электролитически растворов сульфата уранила. В последнем случае UF4 осаждался добавкой плавиковой кислоты после удаления восстановленного раствора из электролитической ванны. В 1950 г. на Ок-Риджском газодиффузионном заводе была проведена большая работа по электролитическому получению тетрафторида урана на ртутном катоде. В одном варианте ванны работали при низкой температуре (40° С) [13], а в другом — при повышенной (более 90° С) [14]. [c.493]

Этот способ, по которому на укрупненной лабораторной установке был получен UF4 высокой чистоты, можно было бы применить и к другим системам. Например, тетрафторид урана можно было бы получать гидролизом UFg до UOjFg и HF, а затем, добавив Си SO4 и НС1, восстановить уран (VI) сернистым газом. Поскольку восстановительная система медь — сернистый газ применима и к азотнокислым растворам, она может быть введена в существующие процессы аффинажа при этом отпадут стадии упарки, денитрации и гидрофторировання. [c.500]

Из промышленных методов получения металла из тетрафторида урана с природным содержанием изотопов наиболее интересен применяемый в США процесс, который получил название дингот (от dire t ingot). Он отличается большой производительностью (до 1,5—1,6 г урана за одну операцию) причем получается достаточно чистый металл. Уран, полученный процессом дингот, можно применять без дополнительного рафинирования для изготовления блоков. На примере этого метода рассмотрим основные операции подготовки реактора к плавке и первичной обработки слитков. [c.358]

Родербург [99] провел обширные исследования по проверке методов выделения чистого урана, в частности, метода восстановления галогенидов урана щелочными металлами. С целью повышения чистоты металла применяли бомбы из различных легированных сталей, но во всех случаях металлический уран получался со значительным содержанием железа. Родербург пытался также восстановить тетрафторид урана натрием и калием, но реакция проходила лишь частично. Фишер [100] и Райдил [101] также исследовали различные методы получения металлического урана. Наилучшим из значительного количества изученных методов они считали способ восстановления тетрахлорида урана магнием или натрием в присутствии хлорида кальция. Однако партии металла, полученные этим путем, имели различную степень чистоты, о чем можно судить по колебаниям электропроводности. Для того чтобы свести загрязнения кислородом и азотом к минимуму, восстановление тетрахлорида урана металлическим натрием проводили в эвакуированной металлической бомбе [102]. Продукт получился в виде тонкого порошка и попрежнему содержал значительные количества кислорода. Имеется детальное описание подобного процесса восстановления в вакууме [103]. [c.110]

Во всех перечисленных случаях технология экстракционного передела сопряжена с целым рядом других операций (осаждение, ионообменная сорбция и т. д.). В последнее время разрабатываются схемы комплексной экстракциопно переработки урановых руд, где реэкстракт первой стадии экстракции служит исходным раствором для второй стадии экстракции. Для получения тетрафторида урана на второй стадии экстракции уран извлекают в четырехвалентном состоянии, а затем реэкстрагируют растворами плавиковой кислоты. Для повышения степени очистки урана от примесей на разных стадиях экстракции применяют различные экстрагенты, например катионообменные экстрагенты (алкилортофосфаты, алкилпирофосфаты) на первой стадии и анионообменные экстрагенты (амины и т. д.) на второй. Это дает возможность получать тетрафторид урана или его окислы ядерной степени чистоты. [c.163]