Восстановление тетрафторида урана кальцием и магнием

Современный аппарат для восстановления урана— это бесшовная стальная труба, футерованная окисью кальция иначе материал трубы будет взаимодействовать с ураном. Трубу загружают смесью тетрафторида урана и магния (или кальция) и подогревают до 600° С. Затем включают электрический запал. Быстрая экзотермическая реакция восстановления протекает мгновенно. Реакционная смесь нагревается до высокой температуры и целиком плавится. Тяжелый жидкий уран (его температура плавления 1132° С) стекает на дно аппарата. [c.365]

Наиболее важным из широко распространенных источников урана является урановая смолка — окисел переменного состава, приближающегося к иОз. Методы выделения урана многочисленны и сложны. На последних стадиях очистки нитрат уранила обычно экстрагируют растворителем из водных растворов. Для того чтобы металл можно было использовать в ядерных реакциях, он должен быть чрезвычайно чистым и не содержать элементов, способных поглощать быстрые нейтроны, например В или Сс1. Металлический уран требуемой чистоты получают восстановлением тетрафторида урана магнием или кальцием. [c.548]

Уран в настоящее время имеет большое значение в атомной технике. Получают металлический уран восстановлением его окислов или галидов магнием, кальцием, гидридом кальция и щелочными металлами, электролизом расплавленных солей, термическим разложением галидов урана. Чаще в производстве металлического урана используют реакцию восстановления тетрафторида урана металлическим кальцием [c.457]

Восстановление должно проводиться в герметичном аппарате, так как в ходе реакции температура достигает 1300° С и металлический магний при этом имеет очень высокое давление пара. Аппараты для восстановления изготовляют из стандартных бесшовных труб различных размеров. Обычно используют аппараты длиной от 91 до 114 см и диаметром до 33 см. Расплавленный уран энергично взаимодействует с железом, поэтому необходимо избегать контакта между расплавленным содержимым и стальной оболочкой аппарата. Это обеспечивается футеровкой соответствующим огнеупорным материалом, например окисью кальция 141]. Огнеупорная подкладка служит для предотвращения загрязнения урана, а также для сохранения температуры реакционной смеси. Аппарат заряжают смесью тетрафторида урана с магнием, который должен быть взят в избытке от стехиометри-ческого соотношения. Теплота, которая выделяется в аппарате при реакции между компонентами смеси, недостаточна для того, чтобы полностью расплавить содержимое. Было установлено, что для начала реакции смесь должна быть нагрета до температуры порядка 500—700° С. После начала реакции при температуре 600° С из реакционной смеси выделяется достаточное количество тепла, чтобы полностью расплавить содержимое в аппарате и получить в результате массивный кусок металла. Кроме внешнего нагревания, тепло реакционной смеси может поставляться за счет одновременного осуществления другой изотермической реакции, которая, например, происходит при добавлении к смеси хлората калия [42]. [c.141]

В основном, уран выделяют из урановой смолки, уранинита, отунита, браннерита, карнотита или торбернита. Он также извлекается из других вторичных ресурсов, таких как отходы производства суперфосфата или отходы золотодобывающих производств. Обычным процессом является восстановление тетрафторида с помощью кальция, магния или электролизом. [c.127]

За исключением реакторов, работающих на гомогенном горючем, большинство современных исследовательских и энергетических реакторов используют уран в металлическом состоянии в виде сплава или чистого металла. Металлический уран можно получать высокотемпературным восстановлением галогенидов или окислов электролизом расплавленных солей или реакцией с активными металлами. Обычно металлический уран получают восстановлением его тетрафторида кальцием или магнием. [c.108]

Диоксид урана высокой частоты используется в атомных реакторах. Из тетрафторида урана получают металлический уран восстановлением кальцием или магнием. Разрабатываются ядерные реакторы с расплавленным топливом UFo, находящимся в смеси с фторидами лития и бериллия. [c.532]

Металлический уран получают металлотермическим методом в реакторах тигельного типа, футерованных фторидами или окислами кальция и магния. При восстановлении небольших количеств урана используют окислы и тетрафторид урана большой насыпной плотности, так как при этом загрузка тигля увеличивается с ростом ее в п раз тепловые потери снижаются в п"- раза. [c.168]

Восстановление тетрафторида урана кальцием. В Европе и ранее в США вместо магния используется кальций для восстановления четырехфторида урана [87, 89, 261 ]. Реакция с кальцием идет со значительно большим изменением свободной энергии и энтальпии, чем реакция с магнием. В адиабатических условиях уран и шлак полностью расплавляются, даже если Шихта из тетрафторида урана и кальция поджигается при 0° С. На рис. 2. 53 показана зависимость между максимальной температурой этой реакции и температурой воспламенения. При восстановлении в большом масштабе адиабатические условия почти выполняются, и когда шихта воспламеняется при комнатной температуре, получаются большие выхода и хорошее разделение шлака [c.95]

Исследованы методы восстановления галогенидов урана кальцием, магнием, сплавами кальция с магнием, а также алюминием они описаны в ряде патентов [104]. Согласно этим методам, тетрафторид урана KUFg и некоторые другие нелетучие галогениды или двойные соли урана восстанавливали одним из ранее упоминавшихся металлических восстановителей, обычно в присутствии хлорида кальция в качестве флюса. После выщелачивания и промывки реакционной массы уран получался в виде тонкого порошка. [c.110]

Основным методом получения урапа в виде слитков является мeтaлJ[0-термическое восстановление тетрафторида урана кальцием или магнием. Испо.иьзование этих же метал.пов при восстановлении окислов урана позволяет получить уран в виде порошка. Порошок урана можно получить также электролизом расплавленных солей или разложением его пздрида. [c.350]

Шлаки восстановительной плавки содержат уран в виде диспергированного металла и в виде различных соединений (главным образом оксикарбонитридов). При восстановлении тетрафторида урана кальцием основная масса шлака состоит из фторида кальция с примесью металлического кальция и окиси кальция при восстановлении же магнием основным компонентом шлака является фторид магния с примесью металлического магния и его окиси. Среднее содержание урана в шпаке 1—2% иногда содержание урана в шлаках достигает 4%. Рассмотрим два основных метода переработки шлаков магниетермической плавки. [c.377]

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]