简介

性质

结构(结构模型)

制备

用途(制备铀 制备六氟化铀)

制取

简介

中文别称：氟化铀（IV），绿盐

英文名称：Uranium(IV) fluoride，Uranium tetrafluoride

化学式：UF4

摩尔质量：314.02 g/mol

CAS号：10049-14-6

性质

外观：绿色晶体

密度：6.70 g/cm^3

熔点：1036 °C

沸点：1417 °C

溶解度（水）：不溶

结构

晶体结构：单斜

结构模型

制备

由二氧化铀与氟化氢作用而成。

UO2 + 4HF == UF4 + 2H2O

用途

制备铀

通过钙(镁)金属热还原法生产金属铀。

UF4 + 2Ca =高温= U + 2CaF2

UF4 + 2Mg =高温= U + 2MgF2

制备六氟化铀

通过氟气氟化生产六氟化铀。

UF4 + F2 == UF6

制取

四氟化铀制取(preparation of uranium te- trafluoride)从铀矿石或铀化合物生产四氟化铀 的过程。前者是用硫酸浸出铀矿石，再经溶剂萃取、还 原、氢氟酸沉淀和脱水的制取过程，属湿法制取四氟化 铀，简称湿法。后者是在高温下使氟化氢气体与UOZ 反应，生成UF‘，属干法制取四氟化铀，也称干法;也 可用氢将UF6还原为UF;。这些方法都已用于工业生 产，产品UF咬为核纯级，是生产金属铀和UF。的原料。 千法HF气体与UO:反应为: UOZ(s)十4HF(g)二~二二UF;(s)+ZHZO(g) UO:的氢氟化反应为可逆反应。在298K温度下lmol 铀反应的吉布斯自由能变化△GT为一130.skJ，在 873K温度下为一29.3kJ。影响UO:氢氟化反应速度 的主要因素有温度、UO:的物理特性及HF的用量。用 硝酸铀酞经脱硝、氢还原所得的二氧化铀(见二或化铂 制取)进行氢氟化时，在723K温度下的反应转化率只 有70%，在823K温度下达85%，而在873K温度下达 到90%。而用铀酸钱盐经低温缎烧、氢还原制取的 UO。为原料进行氢氟化时，在723K温度下的反应转 化率就达到100%，但再提高温度转化率反而下降。 要严格控制氢氟化的温度，以防止物料烧结，影响 转化率。采用回转炉进行氢氟化时，宜采用以下温度制 度:UO:进口端温度563一6i3K;UF;出口端温度813 ~863K。采用三段流态化炉时，第一段温度为673K， 第二段温度为773K，第三段温度为873K。 氟化氢用量取决于所采用的设备，如采用移动床， 氟化氢要过量50%一100%;采用流态化床则要过量 20%一50%;而采用L型联合炉，氟化氢利用率高达 98%。 UO:的氢氟化设备有固定床、移动床和流态化床 二种类型。移动床有挡板式回转炉和螺旋推进式回转 炉之分。流态化床有圆柱床、圆锥床及搅拌流化床等炉 型。L型联合炉的水平段炉为回转炉。氢氟化炉管材料 采用因康镍合金或蒙乃尔合金。 产品四氟化铀纯度为核纯级，含UF;97%一98写、 UOZFZI%~2.5%、UOZo.6%一2%、HZO<0.1%，松 装密度3。。okg/m“，适合用作生产金属铀和六氟化铀 原料。 湿法矿石经硫酸浸出，叔胺萃取，所得负载铀有 机相用含盐酸smol八J的溶液洗涤，使负载有机相中 的硫酸铀酚转化为氯化铀酞。再用含盐酸0.05mol/L 的溶液反萃取，得含铀100~1209/L的反萃取液。反 萃取液在汞阴极和铂阳极以及两极之间用膜隔开的电 解槽内进行电解，将UO鑫+还原为四价铀。接着在 368K温度下往经电解后的溶液中加氢氟酸，酸过量1 一29/L，使四价铀沉淀为水合四氟化铀(UF;·3/ 4HZO)。过滤所得的UF4·3/4HZO经水洗、干燥，最 后在流态化床脱水器中于623K温度的氮气气氛下脱 水，得产品UF、。产品含HZO<O.X%、UO:约L%、 U():FZ约0.3%，松装密度2000一2300kg m3，适用于 生产六氟化铀。 六氟化铀转化在工业上采用氢还原法，将经同 位素分离具有不同23sU丰度的UF6转化为UF4，反应 为: H。(g)+UF6(g)一一争UF‘(s)+ZHF(g) 反应的以岁:。sK为一288.3kJ molU。 235U丰度低的UF。，采用热壁反应器工艺进行还 原。即将反应器顶部区预热至923K，然后将预热至 45oK的UF。和裂解NH3通入器顶。在反应过程中，反 应器其余部分的温度维持在8llK。反应产物UF4落 入反应器底部，用螺旋输送器排出。 235U丰度高的UF6，采用冷壁反应器工艺进行还 原。即将反应器的器壁预热至422一477K，然后将 UF。、氢以及少量元素氟通人反应器内，利用元素氟与 氢反应放出的热，达到还原反应所需的温度。还原反应 产物UF‘落入反应器底部，用螺旋输送器排出。