四 化 （Uranium tetrafluoride），分子式为UF4。四氟化铀是铀最重要的化合物之一。可以用以制备 六氟化铀 和铀。
简介
中文别称： 氟化铀（IV），绿盐
英文名称： Uranium(IV) 氟化物 ，Uranium tetrafluoride
结构
结构模型
物理化学性质
翠绿色的粉末。 熔点 1036℃。密度(25℃)6.70g/cm。化学性质，在空气中稳定， 氧气 中加热至800℃时转变为六氟化铀UF和UOF。不溶于水，溶于酸和碱。氨- 过氧化氢 混合物 剧烈反应生成可溶性过氧 铀酸盐 。
四氟化铀的工业制备有干法和湿法两条途径。
用途
制备铀
通过钙(镁)金属热还原法生产金属铀：
UF + 2Ca =高温= U + 2CaF；
UF + 2Mg =高温= U + 2MgF。
制备六氟化铀
UF + F =250℃= UF；
通过氧化法生产六氟化铀：
2UF + O =800℃= UF + UOF。
制备原理简介
四氟化铀的工业制备有干法和湿法两条途径。
UO2 + 4HF == UF4 + 2HO
由 氟化氢铵 和二氧化铀作用而成。
2UO+ 5NHF·HF =150℃= 2UF·NHF + 3NH↑+ 4HO↑
雷丁学院 NH F4 =50℃= UF+ NHF
制取
四氟化铀制取(preparation of uranium te- trafluoride)从 铀矿 或铀化合物生产四氟化铀的过程。
湿法
湿法 是用 矿石 浸出液经 溶剂 萃取 、还原、氢氟化和脱水的制取过程。产品需要经过脱水干燥后才能成为无水四氟化铀。
湿法矿石经 硫酸 浸出，萃取，所得负载铀有机相用 盐酸 洗涤，使 硫酸铀酰 转化为 氯化铀酰 。再反萃取。反萃取液 电解 。加入过量 氟化氢 ，产出四氟化铀。将所得的UF4经水洗、干燥，最后加热脱水，得产品UF。产品含H2O<0.1%、UO约1%、UOF约0.3%，松装密度2000～2300kg/m，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U丰度的UF转化为UF，反应为：
H(g)+UF(g)→UF(s)+2HF(g)反应的 ΔG298K为一288.3kJ/molU。
U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450K的UF和裂解NH通入器顶。在反应过程中，反应器其余部分的温度维持在811K。反应产物UF落入反应器底部，用螺旋输送器排出。
U丰度高的UF，采用冷壁反应器工艺进行还原。即将反应器的器壁预热至422～477K，然后将UF、氢以及少量元素氟通入反应器内，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。
干法
HF气体与UO反应为：UO(s)+4HF(g)⇔UF(s)+2HO(g)
UO的氢氟化反应为可逆反应。在298K温度下1mol铀反应的 约西亚·吉布斯 自由能变化ΔG为-130.5kJ，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、UO2的物理特性及HF的用量。用 硝酸双氧铀 经脱硝、 氢还原 所得的 二氧化铀 (见二氧化铀制取)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 盐经低温 煅 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：UO2进口端温度563～613K；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%～100%；采用流态化床则要过量20%～50%；而采用L型联合炉，氟化氢利用率高达98%。
UO2的氢氟化设备有固定床、移动床和流态化床三种类型。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 合金或蒙乃尔合金。
产品四氟化铀纯度为核纯级，含UF 97%～98%、UOF 1%～2.5%、UO 0.6%～2%、H2O<0.1%，松装密度3000kg/m，适合用作生产金属铀和 六氟化铀 原料。