六氟化铀转化为二氧化铀的工艺

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1、化学转化溶解纯化制粒烘干生坯压制高温烧结外圆磨削清洗烘干质量检查UF6H2水水、氨、氢UO2返料UO2返料UO2返料UO2成品芯块UO2燃料芯块的制造流程示意六氟化铀转化为二氧化铀的工艺§1铀氧化物的物理化学性质具有独立结晶构造、处于热力学稳定状态的铀氧化物，种类很多。然而有实用价值的铀氧化物仅限于UO2、UO3、U3O8等三种。这三种氧化物是铀化合物转化加工过程的中间产物。工业上制取铀氧化物的原料主要是硝酸铀酰、三碳酸铀酰铵、重铀酰铵等。一、二氧化铀UO2是一种粉末状化合物，颜色与制取它所用的原料和方法密切相关，从褐

2、色到黑色均有。例如：二氧化铀的理论密度为：10.96克/(厘米)3。松装密度随制取时用的原料和方法不同而不同，在较宽的范围内波动。二氧化铀的熔点为2860±45℃UO2的导热性与其精确的组成（主要是氧铀比）、密度、纯度和温度有关。符合化学计量的UO2，其热导率随温度的降低和密度的增加而迅速增高，偏离化学计量的UO2，其热导率随氧铀比的增加而急剧降低。UO2的线膨胀是各向同性的，与金属铀相比，其膨胀系数要低得多。其膨胀系数与它的密度和氧铀比关系不大。从实用的观点看，UO2的氧化反应非常重要。在空气中，UO2即使在室温下也

3、会慢慢氧化，在较高温度下，迅速氧化为U3O8：U3O8的颗粒很细，具有高比表面积的UO2在室温下能被空气中的氧迅速氧化，甚至能自燃。UO2在水中的溶解度很小。也不能与水发生化学反应。它易溶于硝酸，反应生成柠檬黄色的硝酸铀酰溶液，放出氧化氮：在较高温度下，UO2能与无水氢氟酸反应生成UF4：然而，气态氯化氢在高温下不与UO2发生作用。UO2难溶于稀硫酸、稀盐酸和氢氟酸，但在氢氟酸存在情况下，能与稀硫酸、稀盐酸形成络合物溶液而溶解。一、三氧化铀UO3至少以6种不同的结晶形态和一种无定形态存在。各种不同的结晶形态，其晶体结构

4、、密度、颜色和热稳定性不尽相同。各种晶态UO3的性质晶形颜色结构密度[克/(厘米)3]褐色斜方8.4*橙色单斜8.25黄色单斜假正方8.01红色立方―――砖红色三斜8.73―――斜方9.85*X射线测定值空气中，当温度不高时，UO3是一种稳定的化合物；当温度提高到一定程度后，它便开始失氧。就热稳定性而言，最不稳定的是无定形UO3，它在400℃开始失氧，450℃下便明显分解。然而，在400℃左右，由硝酸铀酰脱硝制得的加热至600℃也是稳定的，其分解温度为690－700℃。是最稳定的UO3结晶异构体。事实上，在氧存在下加压

5、煅烧时，其余晶态的UO3都会转化为。UO3在高温下失氧，其最终产物是U3O8：UO3是一种两性氧化物，它既能与酸反应生成铀酰盐，也可以与碱作用得到铀酸盐或重铀酸盐：UO3溶于碱金属溶液，反应结果得到重铀酸盐：在较高温度（>300℃）下，UO3与无水氟化氢反应生成淡黄色、具有斜方六面体结构的UO2F2：UO3与水或水蒸气作用，生成水合物。水合物中水的多少，随温度不同而异。高温下，气态氢（也可用氨、一氧化碳）将UO3还原为UO2：一、八氧化三铀U3O8至少有三种结晶形态。空气中，金属铀氧化、或在800℃左右煅烧铀盐或铀的氧

6、化物，均可制得U3O8。制得的U3O8颜色随制取的方法和条件不同而不同，可以呈橄榄绿、墨绿直至黑色。通常情况下，在较低温度下得到的产物为暗绿色，在高温下煅烧铀盐或还原高价铀氧化物得到的U3O8呈黑色。通常情况下，煅烧过的U3O8几乎不与稀硫酸、稀盐酸作用。即使在加热的条件下，稀盐酸中的溶解也很缓慢。硝酸能够迅速溶解U3O8，反应式为：在高温下，当U3O8与氟化氢接触时，可生成氟化铀酰和四氟化铀：在高温下，U3O8与UO3、UO2一样，可与氟气发生作用，转化为UF6：在高温下，U3O8与氢或其它还原性气体（如NH3、CO

7、）接触时，U3O8被还原为UO2：在加压的氧气气氛中，U3O8可在低于600℃的温度下，氧化为UO3：§2二氧化铀的生产一、三氧化铀还原原理：还原铀的高价氧化物是工业上生产UO2的一条重要工艺路线。氢、氨是主要的还原剂，一氧化碳也可以作为还原剂。影响UO3还原速度的主要因素是原料的UO3的化学活性、反应温度、还原剂的种类及组成等。用氢还原UO3时，稀释剂的存在对反应速率有一定影响。稀释剂性质和它的分压不同时，影响还原反应的程度也不相同。例如：氮对氢的稀释表现出的影响较小，而水蒸气稀释氢气后，还原速率便明显减少。UO3还

8、原是一种气-固相反应，反应过程是比较复杂的。根据多相反应动力学观点，还原反应过程由以下几个依次发生的步骤组成：1．还原剂分子通过UO3颗粒周围的气膜向UO3外表面扩散；2．还原剂分子在固体UO3表面发生化学吸附；3．被吸附的还原剂分子与UO3反应；4．固体反应物晶格被破坏并形成产物（UO2）的晶格；5．气体产物从生成的固体UO2表