Получение оксидов из полиуранатов аммония

<1 2 345 6 7 >

При воздействии на соли уранила аммиаком выделяется осадок переменного состава, которому обычно приписывают состав полиураната аммония. Фактически же при обычном режиме осаждения состав получаемого соединения точнее выражается формулой (NH₄)₂U_nО₃_n₊₁, где n = 1, 2 и 3.

Полиуранаты аммония представляют распространенные в технологии урана промежуточные продукты. Ценность их для получения оксидов заключается в том, что они не содержат в своем составе нелетучих компонентов, кроме урана, а образующийся при прокаливании аммиак повторно используется в производстве. Полиуранаты аммония могут быть переведены либо в триоксид, либо в закись-окись урана. Триоксид получается термическим разложением полиуранатов на воздухе при 250-400 °С по реакции:

(NH₄)₂U_nО₃_n₊₁ → nUO₃ + 2NH₃ + Н₂O. (1.2.10)

Прокаливание при 600-900 °С приводит к образованию закиси-окиси урана по реакции:

9(NH₄)₂U_nО₃_n₊₁ → 3nU₃O₈ + 2(9-n)NH₃ + nN₂ + 3(n+3)H₂O. (1.2.11)

Как правило, прокаливают влажный полиуранат аммония. Степень удаления влаги и аммиака из продукта зависит от температуры прокаливания. При 400 °С аммиак удаляется практически полностью, воды удаляется большая часть; при 600 °С происходит полное удаление аммиака и воды, однако в этих условиях уже начинается разложение триоксида на закись-окись урана и кислород (табл. 1.2.5).

Физические характеристики оксидов урана зависят от метода осаждения полиураната аммония (табл. 1.2.6).

Избыточная концентрация аммиака почти не влияет на физические свойства полиураната аммония и полученных из него оксидов урана. Однако, чем ниже скорость подачи аммиака и интенсивнее перемешивание, тем более плотным получается полиуранат аммония, тем выше насыпная масса оксидов урана, получаемых из него.

Повышение температуры прокаливания полиураната аммония приводит к постепенному увеличению размера кристаллов оксидов и их насыпнй массы (табл. 1.2.7).

Таблица 1.2.5

Влияние температуры прокаливания диураната аммония на остаточное содержание аммиака и воды*

Температура прокаливания, °С	Остаточное содержание компонентов, %
NH₃	Н₂О
	1,4–1,7 0,3–0,5 0,01–0,03 Не обнаружен Не обнаружен	4,9–5,4 0,9–1,4 0,2–0,3 0,06 Не обнаружен

* Полиуранат аммония во всех случаях прокаливали в течение 2 ч на воздухе в статических условиях.

Таблица 1.2.6

Влияние условий осаждения полиураната аммония на свойства полученного из него триокида урана

Условия осаждения	Свойства диураната аммония	Свойства триоксида урана (получен при 300°С)
насыпной вес, кг/м³	средний размер кристаллов, мкм	насыпной вес, кг/м³	средний размер кристаллов, мкм
25%-ный аммиак: 60 °С 25 °С	0,70 1,50	– 0,1	1,70	0,08 . .0,04
Газообразный аммиак: 60 °С 25 °С	0,56 0,73	– 0,06	– 0,65	– 0,04

Таблица 1.2.7

Влияние условий прокаливания диураната аммония на физические свойства
оксидов урана

Температура прокаливания, °С	Длительность прокаливания, ч	Характеристика оксидов урана
насыпной вес, г/см³	средний размер кристаллов, мкм
		1,6 – 2,0	0,1
		1,6 – 2,1	–
		–	0,5
		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 полиуранат аммония получается при так называемом гомогенном осаждении. В этом случае в качестве осадителя используется мочевина; при кипении раствора она разлагается по реакции:

(NH₂)₂CO + H₂O → 2NН₃ + СО₂. (1.2.12)

При равномерном повышении щелочности раствора за счет выделяющегося аммиака образуется уранат аммония, имеющий размер кристаллов около 0,1 мкм. Этот метод используется в технологической практике для получения в конечном итоге диоксида урана керамического сорта.

<1 2 345 6 7 >

Дата добавления: 2019-05-21; просмотров: 975;