六氟化铀

无色或淡黄色晶体的无机化合物

六 化 是一种 无机化合物 , 分子式 为UF6。常温常压下为无色或淡黄色 晶体 。具放射性。相对密度4.68~5.09。 熔点 64.5~64.8℃( 三相点 温度)。 沸点 56.4℃。它是由 四氟化铀 在氟 气流 中加热产生的,蒸气冷却后即收得固体。用于铀的浓缩过程  。具放射性。剧毒。通常由 二氧化铀 与 氟化氢 在500℃时反应,作 核燃料 ,是铀的惟一稳定的气态化合物,广泛用于铀 同位素分离 厂的供料。

介绍

六氟化铀 化学式 :UF6 相对分子质量:352。当温度升高或压力降低时,很易 升华 成为气体(101.3kPa下56.4℃或13.17kPa下25℃时均升华为气体)。 化学 性质活泼,与水起剧烈反应,与大多数 有机化合物 起氟化反应,化学腐蚀性强。

用途

作核燃料,是铀的惟一稳定的气态化合物,广泛用于铀同位素分离厂的供料。

反应式

文字表达式: 四氟化铀 + 氟气 →六氟化铀

化学方程式 : UF4(固)+ F2 (气)=UF6(气)

毒性

剧毒。摄入0.3mg/m3的浓度死亡达14%。动物尸检见肾脏、胃组织及肺脏的病变。吸收后可于第1天自尿中排出50%。职业性急性中毒主要表现为 呼吸道 刺激,重者引起 肺炎 、 肺水肿 及肝、肾病变。皮肤接触可引起灼伤。

制备

六氟化铀制备方法分干湿两种方法。

湿法

制备需要纯度的 硝酸 铀酞溶液。需要核纯中间产品,即制造片状燃料元件的UO,以及还原成金属的UF4时,最好使用这种方法。湿法能精制 矿石 加工厂 生产的各种 铀浓缩 物。该法的主要缺点是,在 溶剂 萃取 铀的精制阶段产生大量废液。

方法一

磨碎 铀矿 (U3O8,或称“ 黄饼 ”),并将其溶于硝酸,产生硝酸铀 UO2( NO3 )2溶液。萃取纯化后,使硝酸铀酰与氨反应,生成 重铀酸铵 ( NH4 )2U2O7。加氢还原得到 二氧化铀 ,再与 氟化氢 在500℃时反应,先制得 四氟化铀 ;再与氟在300~350℃时反应即得。用 氟气 氟化四氟化铀是六氟化铀的最主要的工业制备方法,它消耗的氟气最少。是目前铀化合物中惟一易挥发的化合物,为 气体扩散法 、超 离心 法分离和富集铀235和铀238的最为适宜的工作介质,在原子能工业中具有非常重要的意义。

方法二

将 溶剂 萃取 后的纯 硝酸 铀酚溶液蒸干后的 六水硫酸镍 硝酸铀酸;六水硝酸铀酞经热分解变为UO3,然后,将UO3连续地转化为U02、UF4和UF6。目前,在斯普林菲尔德、戈尔和霍普港工厂均使用这种方法。

干法

第三种方法为使原料的粒度和密度均匀一致, 铀浓缩 物应重新磨碎、制粒和分级。这样可以得到适合于流化床设备的细粒。此外,经过这样的处理,还可以除去原料中的钠。细粒UO3用氢还原成UO2,再氢氟化为UF4。在上述过程中同时进行铀的纯化,除去了大部分杂质。在用元素氟氟化UF4的过程中又除去了一部分杂质;通过 分馏 又将UF6中的剩余杂质进一步除掉。目前,只有美国联合化学公司的麦楚波利斯工厂使用这种干法。估计它在未来的工厂中不会得到广泛应用。 

储存

目前大约95%的贫化铀都以六氟化铀的形式被置于气体钢瓶中,储存在核工厂的附近。每个钢瓶大约含有12.7吨的固体六氟化铀。仅在美国,1993年至2005年期间,就有686,500吨的六氟化铀(57,122瓶)作为贫化铀的储存形式被生产出来。它们被储存在 俄亥俄州 朴 茨 茅夫, 田纳西州 橡树岭和 肯塔基州 帕迪尤卡 。  六氟化铀不很稳定,与潮湿空气接触时即会反应生成极易溶于水并且毒性很大的 UO2F2 和 氟化氢 ,因此长期储存六氟化铀会对环境及人的健康造成损害,须定期检查是否有裂缝。

美国 已经发生过数起涉及六氟化铀的事故。美国政府将六氟化铀转化为固态的铀 氧化物 回收。但这种回收总共要花费大约1500万到4.5亿美元。