Производство окислов урана
Физические характеристики окислов урана зависят от метода осаждения днураиата аммония (табл. 2).
Избыточная концентрация аммиака почти не влияет на физические свойства диураната аммония и полученных из него окислов урана. Однако чем ниже скорость подачи аммиака и интенсивнее перемешивание, тем более плотным получается диуранат аммония, тем выше насыпной вес окислов урана, получаемых из него.
Таблица 2 - Влияние условий осаждения диураната аммония на свойства полученной из него трехокиси урана
|
Условия осаждения |
Свойства диураната аммония |
Свойсгва трехокиси урана (получена при 300) | ||
|
насыпной вес, г/см |
средний размср кристаллов. мк |
насыпной вес, г/смЗ |
средний' размер кристаллов | |
|
25%-ный аммиак; 60° . |
0,70 | |||
|
25° . |
1,50 |
0,1 |
1,70 |
0,08 |
|
Газообразный аммиак: 60° . |
0,56 | |||
|
25° . |
0,73 |
0,06 |
0,65 |
0,04 |
Повышение температуры прокаливания диураната аммония приводит к постепенному увеличению размера кристаллов окислов и их насыпного веса (табл. 3).
Таблица 3 - Влияние условий прокаливания диураната аммония
на физические свойства окислов урана
|
Характеристика окислов урана | |||
|
Температура прокаливания, °С |
Длитсльность прокаливания, ч |
насыпной вес| э/см3 |
средний размер кристаллов, мк |
|
300 |
2 |
1,6—2,0 |
0,1 |
|
600 |
2 |
1,6-2,1 |
— |
|
900 |
2 |
0,5 | |
|
1100 |
5 |
2,8—3,2 |
0,5—0,8 |
Прокаливание диураната аммония в некоторых случаях сопровождается очисткой урана от примесей, например от иона фтора. Это обстоятельство используется при переработке продуктов газодиффузионного производства и шлаков восстановительной плавки.
Наиболее равномерный по размеру кристаллов диуранат аммония получается при так называемом гомогенном осаждении. В этом случае в качестве осадителя используется мочевина; при кипении раствора она разлагается
(NH2)2CO+H2O à 2NH3+CO2
При равномерном повышении щелочности раствора за счет выделяющегося аммиака образуется уранат аммония, имеющий размер кристаллов около 0,1 мк. Этот метод используется в технологической практике для получения в конечном итоге двуокиси урана керамического сорта.
ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДОВ УРАНА ИЗ ПЕРОКСИДА
Для получения окислов урана используется гидрат перекиси урана (пероксиурановая кислота — H2UO5*H2O), получаемый на конечных стадиях аффинажа урана. Подобно диураиату аммония, пороксид не содержит иелетучих компонентов, кроме урана. Для получения трехокиси перепись урана прокаливают на воздухе при 400—500°. Разложение протекает по реакции
UO4*2H2O à UO3+0,5O2+2H2O
Повышение температуры до 600—900° приводит к разложению перекиси или полученной из нее трохокиси урана до закиси-окиси
3UO4*2H2O à U3O8+2H2O+2O2
Вода, кислород и азот, образующийся в результате разложения сорбированного из азотнокислых растворов иона NO3, удаляются количественно. Наиболее реакционноспособная трехокись урана (с наибольшей удельной поверхностью) получается при прокаливании UO4*2H2O в интервале температур 400—450°. В зависимости от температуры прокаливания и наличия влаги в воздухе изменяется состав конечного продукта и его удельная поверхность.
Насыпной вес окислов урана, полученных при прокаливании пероксида, зависит от условии осаждения и температуры прокаливания, как это видно из данных, представленных в табл. 4
Таблица 4 - Влияние условий осаждения и температуры прокаливания пероксида урана на насыпной вес полученных из него окислов урана
| Условия осаждения пероксида урана | Насыпной вес. г/см3, при температуре прокали вания, С | |||||||||||
| реактив Н2О2в Н2О | темпе- рату- ра. "С | исход- ная кон- центра- ция ури- на, г/л | нгнеч- тюе зна- чении рн | длитель- ность осажд^- ция. мин | 100 | 200 | 300 | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1150 |
| 1:10 | 62 | 30 | 2,1 | 35 | 1,0 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,2 | 2,5 | 2,8 | 2,8 |
| 1: 5 | 55 | 75 | 1,5 | 30 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,2 | 1,5 | 2,8 | 3,0 | 3,3 |
| 1: 5 | 43 | 75 | 1,0 | 45 | 2.0 | 1,8 | 2,0 | 1.9 | 2,2 | 3,8 | 4.1 | 4,3 |
| —— | 20. | 90 | 4NHNO3 | ——— | 2,5 | - | - | 2,5 | - | - | - | 4:0 |
