Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата

Диуранат аммония (NH4)2U2O7 – один из распространенных промышленных продуктов уранового производства. Ценность его для производства оксидов урана состоит прежде всего в том, что он не содержит в своем составе нелетучих компонентов, кроме урана. Достоинства диураната аммония как осадителя:

( простота получения аммиачным осаждением практически из любого раствора урансодержащего раствора;

( полнота перехода урана в осадок при таком осаждении;

( сравнительно низкая стоимость и недефицитность аммиака;

( возможность регенерации аммиака при прокаливании диураната аммония;

( получение сбросных по урану маточных растворов.

В зависимости от температуры прокаливания диуранат аммония может быть переведен либо в триоксид урана, либо в закись-окись урана. В первом случае процесс протекает по уравнению:
При более высоких температурах термическая диссоциация диураната аммония сопряжена с образованием закиси-окиси урана по реакции:
Состав закиси-окиси урана колеблется в зависимости от условий, и под U3O8 подразумевают продукт состава UO2,61 – UO2,64. Глубокая сушка диураната аммония – пастообразного капиллярно-пористого материала – довольно сложна, поэтому на прокаливание обычно поступает влажный продукт. Удаление воды и аммиака из продукта в зависимости от температуры приводится в таблице 3.

Таблица 3. Влияние температуры прокаливания диураната аммония на остаточное содержание аммиака и воды

|Температура |Остаточное содержание компонентов, % |
|прокаливания, (С | |
| |NH3 |H2O |
|200 |1,4 – 1,7 |4,9 – 5,4 |
|300 |0,3 – 0,5 |0,9 – 1,4 |
|400 |0,01 – 0,03 |0,2 – 0,3 |
|600 |Не обнаружен |0,06 |
|800 |Не обнаружен |Не обнаружен |

Как видно из таблицы, уже при температуре 400(С аммиак удаляется практически полностью, вода – в большей части. Прокаливание диураната аммония при 600(С связано с полным удалением аммиака и воды; однако в этих условиях уже протекает разложение триоксида урана на закись-окись урана и кислород.

При соблюдении некоторых условий вместо получения закиси-окиси в результате диссоциации аммиака 2NH3 ( N2 + 3H2 возможно и более глубокое восстановление урана до UO2+x, для чего достаточно трети аммиака, имеющегося в диуранате аммония. Полноте реакции способствует предварительное удаление влаги из соли, циркуляция газов из печи с их возвратом после удаления влаги, температура 750 – 800(С.

В некоторых случаях прокаливание диураната аммония может быть связано с эффективной очисткой урана, например, от иона фтора. Этот процесс имеет большое значение при переработке флюоритовых и фосфоритно-апатитовых урановых руд, а также в переделе продуктов газодиффузионного производства и шлаков восстановительной плавки урана. Диуранат аммония, полученный из растворов, содержащих ион фтора, всегда загрязнен им. Это загрязнение может быть вызвано как осаждением труднорастворимых фторидов кальция и магния, так и сорбцией растворимых солей плавиковой кислоты. Наличие иона фтора в диуранате аммония может привести к значительной коррозии аппаратов последующих химико-технологических переделов.

При прокаливании диураната аммония, содержащего ион фтора, протекают следующие реакции:
(сорбированный фторид аммония разлагается и улетучивается в виде фтористого водорода и аммиака). До температур примерно 700(С фтор практически не удаляется; заметное его отщепление происходит при температуре 900(С. При более высоких температурах (порядка 950 - 1000(С) фтор может быть удален почти количественно. Проведение процесса в кипящем слое связано с резким увеличением эффективности удаления иона фтора.

Получение оксидов урана из его пероксидов

Для получения оксидов урана методом прокаливания может быть использован пероксид урана UO4 . 2H2O, получающийся на одной из конечных стадий аффинажа урана и не содержащий нелетучих компонентов, кроме урана.
При температуре около 400(С разложение пероксида на воздухе протекает по реакции с образованием триоксида урана. Повышение температуры до 400 – 600(С связано с разложением пероксида урана или полученного из него триоксида урана до закиси-окиси урана по реакции:
Так же, как и при прокаливании диураната аммония, примеси в большинстве своем концентрируются в оксидах урана. Количественно удаляются лишь вода, кислород и азот в результате сорбированного из азотнокислого раствора иона
NO3(.

Размеры частиц, а следовательно, удельная поверхность и реакционная способность получаемых оксидов зависят от условий прокаливания. Оптимальной температурой процесса принято считать 400 – 450(С.

Получение оксидов урана из оксалата уранила

Оксиды урана могут быть получены при термической диссоциации оксалата уранила, который в интервале температур 120 – 210(С теряет свою кристаллизационную воду. При дальнейшем повышении температуры до 350(С идет образование триоксида урана:
При еще более высоких температурах 500 – 600(С разложение оксалата уранила в вакууме или инертной атмосфере сопровождается образованием диоксида урана, что обусловлено восстанавливающим действием оксида углерода:
Диоксид урана, полученный термической диссоциацией оксалата уранила, пирофорен, легко взаимодействует с газообразным фтористым водородом т плавиковой кислотой.

Получение оксидов урана из аммонийуранилтрикарбоната

Аммонийуранилтрикарбонат разлагается на воздухе при температуре 700 –
900(С с образованием закиси-окиси урана:
В этом же интервале температур, но в инертной атмосфере или под вакуумом разложение аммонийуранилтрикарбоната сопровождается образованием диоксида урана:
Роль восстановителя в данном случае играет диссоциирующий аммиак.
Восстановление происходит вследствие диссоциации NH3. При соблюдении определенных условий удается получить диоксид урана состава UO2,05 –
UO2,06, что удовлетворяет требованиям последующей операции гидрофторирования оксида для получения тетрафторида урана.

Восстановление высших оксидов урана до диоксида

Все рассмотренные методы получения оксидов урана давали в основном возможность получить высшие оксиды урана (триоксид и закись-окись урана).
Для восстановления этих последних чаще всего используется водород или расщепленный аммиак при повышенных температурах. Прокаливание ниже 1000(С независимо от парциального давления кислорода приводит к образованию окисла урана состава UO2,61 – 2,64. Скорость отщепления кислорода от триоксида урана зависит от температуры (табл. 4). В течение всего процесса прокаливания эта скорость остается примерно постоянной. Следует отметить, что дальнейшее повышение температуры уже меньше сказывается на изменении скорости реакции, в связи с чем при производстве закиси-окиси урана поддерживают температуру около 800(С.

Таблица 4. Зависимость скорости отщепления кислорода при прокаливании триоксида урана на воздухе от температуры

|Температура, (С |Скорость отщепления кислорода, |
| |моль О2/моль U/мин |
|500 |0,007 |
|590 |0,031 |
|640 |0,086 |
|800 |0,192 |

Скорость реакции восстановления закиси-окиси урана водородом зависит прежде всего от температуры (табл. 5).

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: бесплатные дипломные работы скачать, реферат бесплатно без регистрации, сочинение рассуждение на тему.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата