[其他]四氟化鈾的生產

無效

• 申請號: 85108868
• 申請日: 1985-12-14
• 公開（公告）號: CN85108868A
• 公開（公告）日: 1987-06-24
• 發明（設計）人: 哈里·埃克爾斯;斯蒂芬·阿瑟·費爾
• 申請（專利權）人: 英國核子燃料公司
• 主分類號: C01G43/06
• 分類號: C01G43/06
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李雒英,巫肖南

本發明涉及四氟化鈾的生產。

在核燃料循環中，四氟化鈾的生產常常是必要的步驟，例如在亞鐵鈾礦物處理中或在可裂變同位素的核燃料材料的濃縮中作為中間步驟出現。在該生產中通常需要將鈾酰或六價鈾離子還原成四價鈾離子，為了完成這個過程已提出了用各種不同溶液的電解還原的方法-參見美國專利№3065045。

本發明涉及包括在含水硫酸溶液中將氟化鈾酰-硫酸鈾酰電解還原成四氟化鈾-硫酸鈾（Ⅳ）絡合物步驟，和在高溫下加稀氫氟酸從鈾（Ⅳ）溶液中沉積水合四氟化鈾的相繼步驟在內的四氟化鈾生產過程。

氟化鈾酰-硫酸鈾酰可以用在稀硫酸中溶解鈾的六價氧化物并加氫氟酸的方法制備。鈾的六價氧化物一般用化學式UO₃和U₃O₈表示。對于以U₃O₈為對象時，一般需要有一種氧化劑存在。而認為過氧化氫最適宜。氫氟酸作為水溶液可方便地加入其中。重復利用使用過的陰極電解酸以溶解加入的鈾料，因而減少被扔掉的廢水似乎是可行的。

氟化鈾酰-硫酸鈾酰也可在硫酸中由溶解氟化鈾酰（UO₂F₂）的方法制備，而不需加氫氟酸。而且氟化鈾酰-硫酸鈾酰溶液可以從溶劑萃取或離子交換提純過程中已經產生的硫酸鈾酰溶液中制備（以加氫氟酸為制備條件）。

鈾（Ⅳ）氟硫酸鹽的優點是其相穩定，但為了使鈾離子在整個電解還原過程中保持在溶液中，硫酸鹽離子對鈾離子的比例應大于1∶1，但最好不大于2.5∶1，因此氟離子對鈾離子之比應小于2∶1，但最好不小于0.50∶1。然而氟化物的存在確實允許溶液中鈾的濃度增加到超過單獨用硫酸鹽可能的濃度。這可用下表Ⅰ鈾（Ⅳ）在HF/H₂SO₄混合物中以鈾（Ⅳ）表示的平衡溶解度（60小時平衡）說明。

表Ⅰ

溫度 F∶U SO^2-₄∶U U（Ⅳ）溶解度

℃????克分子比????克分子比????克/升

50 0^＊2.5 110

50????1????2.5????210

20????1????2????260

50????1????2????290

^＊無氟化物存在

因為按照本發明，鈾（Ⅳ）氟硫酸鹽在整個電解過程中保持在溶液中，只有極少量的或無沉積物干擾，所以可采用常規的帶離子交換薄膜的板型和框型電解槽。在實施例1中采用了環形薄膜電解槽。每一個40厘米²表面積的鉛陽極和陰極用NAFION 117薄膜隔開，陽極-陰極間隙為2厘米。陽極電解液和陰極電解液兩者以800毫升/分的速率對每一個電解槽室進行再循環。電解作用在4安培電流負荷下，在室溫和50℃恒溫兩種溫度下進行。陰極電解液的組成約200克/升鈾、0.5克分子游離硫酸與0.75克分子氫氟酸的酸濃度;陽極電解液含有1.0克分子的硫酸。結果列在表Ⅱ。