Уранилфторид
Cтраница 3
 |
Контейнер для транспортирования и хранения UF6. [31] |
Необходимо отметить и те свойства UF6, которые создают серьезные трудности при его промышленном использовании и требуют специальных технических решений в подборе материалов и в конструкциях оборудования. На воздухе он дымит, с водой и парами воды мгновенно взаимодействует, гидролизуется, образуя нелетучее соединение уранилфторид UO2F2 и очень агрессивную плавиковую кислоту. Со всеми органическими соединениями UF6 взаимодействует, образуя нелетучий тетрафторид UF4 и ряд промежуточных соединений. [32]
 |
Контейнер для транспортирования и хранения UF6. [33] |
Необходимо отметить и те свойства UF6, которые создают серьезные трудности при его промышленном использовании и требуют специальных технических решений в подборе материалов и в конструкциях оборудования. На воздухе он дымит, с водой и парами воды мгновенно взаимодействует, гидролизуется, образуя нелетучее соединение уранилфторид UOaFa и очень агрессивную плавиковую кислоту. Со всеми органическими соединениями UF6 взаимодействует, образуя нелетучий тетрафторид UF4 и ряд промежуточных соединений. [34]
Реакция проходит очень быстро как с водой, так и с ее парами. Температуру пирогидро-лиза следует поддерживать в пределах 200 - 250 С, чтобы, с одной стороны, избежать образования устойчивого до 180 С комплексного соединения уранилфторида со фтористым водородом и водой и, с другой стороны, не допустить разложения уранилфторида, который в воздушной среде стабилен при температурах до 300 С. [35]
Реакция проходит очень быстро как с водой, так и с ее парами. Температуру пирогидро-лиза следует поддерживать в пределах 200 - 250 С, чтобы, с одной стороны, избежать образования устойчивого до 180 С комплексного соединения уранилфторида со фтористым водородом и водой и, с другой стороны, не допустить разложения уранилфторида, который в воздушной среде стабилен при температурах до 300 С. [36]
Основное различие между хлоридами урана UGls, UCh, UC15 и UGle и их фтористыми аналогами состоит в том, что три - и тетрафториды являются твердыми веществами, не разлагающимися гидролитически, в то время как соответствующие хлориды или растворяются в воде, или реагируют с ней. В то же время уранилфторв: д и уранилхлорид близки по своим свойствам. Уранилфторид кристаллизуется из раствора U0g во фтористоводородной кислоте в виде растворимого в воде кристаллогидрата U02Fa 2НаО, уранилхлорид иОаСЬ - пШО ( ге0 1 и 3) также растворим в воде. [37]
Растворимость уранилфторида в воде повышением температуры возрастает. Из водных растворов он кристаллизуется в форме дигидрата. Гидратированный уранилфторид может быть обезвожен при 120 С без заметного разложения. [38]
При повреждении какой-либо части реактора во время работы его необходимо открыть. Это всегда ведет к получению некоторого количества низкокачественного продукта. Обычно увеличивается и содержание металлических примесей и уранилфторида. Содержание примесей увеличивается потому, что фторидная окалина, образующаяся в системе реактора, отскакивает, когда в систему входит воздух. При работе реактора эта окалина плотно прилегает к стенкам и обладает достаточной устойчивостью, но если систему перед открыванием не охладить до комнатной температуры, то большая часть этой окалины становится рыхлой и падает со стенок реакторов в порошок. [39]
Нормально тетрафторид урана ( получаемый в производственном масштабе гидрофторированием двуокиси урана) содержит небольшие количества уранилфторида и смешанных окислов. 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 HF 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. [40]
Николаев и Шишков [129] исследовали фторирование сульфата урана газообразным трифторидом хлора в интервале 18 - 300 С. В числе продуктов реакции замечено образование уранилсульфата и уранилфторида. С повышением температуры уменьшается количество сульфата урана и преобладающей составной частью остатка становится уранилсульфат. Образование гексафторида урана приписывается фторированию уранилфторида. [41]
В ряде случаев следует учитывать максимальную температуру, до которой может быть нагрет материал без загрязнения его продуктами побочных реакций. Так, при обезвоживании кристаллогидратов тетрафторида урана процесс целесообразно проводить в две стадии - сушки на воздухе и прокаливания в токе газа, инертного к тетрафториду. При сушке следует удалить механически захваченную влагу и основную часть кристаллизационной влаги при температуре слоя тетрафторида не более 200 С. Это температурное ограничение связано с ростом скорости реакции окисления тетрафторида урана кислородом воздуха до уранилфторида с увеличением температуры. Необходимость прокаливания в инертной атмосфере обусловлена тем, что удаление остатка кристаллизационной воды происходит лишь при температуре 400 - 500 С. [42]
Как будет показано ниже, некоторые другие соединения урана также получают двумя методами - сухим и водным; причем сравнение их практически всегда свидетельствует об эффективности сухого способа. Такое сопоставление особенно наглядно для тетрафторида урана. Осаждение кристаллогидратов тетра-фторида урана под действием плавиковой кислоты из растворов солей четырехвалентного урана, полученных химическим или электрохимическим восстановлением, связано с необходимостью переработки маточных растворов после фильтрации, содержание урана в которых обычно превышает предельно допустимые концентрации для сбросных растворов. Кроме того, операции сушки и прокаливания кристаллогидратов тетрафторида урана даже при тщательном контроле связаны с неизбежным загрязнением безводного тетрафторида продуктами реакций окисления и гидролиза - окислами урана и уранилфторидом. Тетрафторид урана, полученный сухим способом, содержит меньше этих примесей и, кроме того, имеет большую, по сравнению с водным продуктом, насыпную плотность. Применение сухих процессов, как правило, позволяет уменьшить число технологических стадий, снизить расход энергии на единицу продукции, значительно повысить производительность труда и сократить производственные площади. [43]
Страницы: 1 2 3