[發(fā)明專利]一種三氯化鈾的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910516998.3
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110144598B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石偉群;鐘宇科;劉雅蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院高能物理研究所
• 主分類號: C25B1/26
• 分類號: C25B1/26;C25B11/04;C25B15/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

1.一種三氯化鈾的制備方法，其特征在于，將鈾或鈾合金作為陽極，在氯化鋁熔鹽體系中電解，所述氯化鋁熔鹽體系為AlCl₃-NaCl熔鹽、AlCl₃-LiCl熔鹽、AlCl₃-KCl熔鹽或NaAlCl₄-LiAlCl₄-KAlCl₄熔鹽；

所述AlCl₃-NaCl熔鹽溫度為150-170℃；所述AlCl₃-LiCl熔鹽溫度為160℃；所述AlCl₃-KCl熔鹽溫度為170℃；所述NaAlCl₄-LiAlCl₄-KAlCl₄熔鹽溫度為140℃；

所述AlCl₃-NaCl熔鹽中氯化鈉和氯化鋁的摩爾比例為1:1～1:1.5；

所述AlCl₃-LiCl熔鹽中氯化鋰和氯化鋁的摩爾比例為1:1～1:1.5；

所述AlCl₃-KCl熔鹽中氯化鉀和氯化鋁的摩爾比例為1:1～1:1.5；

所述NaAlCl₄-LiAlCl₄-KAlCl₄熔鹽以摩爾比例組成為50:30:20。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述陽極為純鈾、鈾鋁合金、鈾鉬合金、鈾硅合金或鈾鋯合金；和/或，陰極為鋁、鉬、鎢、銅、鎳或鉻。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述陽極和陰極間施加電壓為0.2～3.0V。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述陽極和陰極間施加電壓為1.5～2.5V。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，鈾在陽極熔解，并在陽極區(qū)形成三氯化鈾沉淀，過濾，純化得到三氯化鈾。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述過濾采用金屬濾網(wǎng)過濾或傾析法；和/或，所述純化為在400～500℃下真空蒸餾。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述金屬濾網(wǎng)為金屬鉬濾網(wǎng)、鉑金濾網(wǎng)、金屬鎢濾網(wǎng)或不銹鋼濾網(wǎng)；和/或，所述金屬濾網(wǎng)的網(wǎng)孔為200～2000目。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，電解在無水無氧條件下進(jìn)行；和/或，在保護(hù)氣體下進(jìn)行，所述保護(hù)氣體選自氬氣、氮?dú)夂秃庵械囊环N或多種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，包含以下步驟：

1)將含氯化鋁的氯化物熔鹽置于坩堝中加熱至100～300℃溫度，使其熔化；

2)兩電極體系電解：在無水無氧條件下，以鈾或鈾合金作為陽極；以鋁、鉬、鎢、銅、鎳或鉻作為陰極，施加0.2～3V的槽電壓，反應(yīng)1～10小時，在陽極區(qū)得到三氯化鈾沉淀；或者，三電極體系電解：在無水無氧條件下，以鈾或鈾合金作為陽極，以鋁棒做參比電極，以鋁、鉬、鎢、銅、鎳或鉻作為陰極，控制工作電極電位在0.2～2V，反應(yīng)1～10小時，在陽極區(qū)得到三氯化鈾沉淀；

3)將坩堝中的黃色沉淀用金屬網(wǎng)過濾或者采用傾析法得到坩堝底部沉淀，在400～500℃下真空蒸餾，得到三氯化鈾。