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鈾酸鹽

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鈾酸鹽是一種含鈾同多酸鹽,分子式是M2O·xUO3 [1]  。不溶於水及鹼液,但溶於酸、碳酸鹽溶液。鈾的氧化物與強鹼或金屬氧化物在高温下反應生成鈾酸鹽;將鹼加入鈾酰鹽溶液中也可得到鈾酸鹽;鈾酸鹽的組成取決於沉澱的條件。x=2即重鈾酸鹽。詞條主要介紹鈾酸鈉、重鈾酸鈉以及重鈾酸氨的性質、用途以及製法。
中文名
鈾酸鹽
外文名
Uranium salts
分子式
M2O·xUO3
特    點
不溶於鹼液

目錄

鈾酸鹽簡介

分子式:M2O·xUO3
性質:一種同多酸鹽。不溶於水及鹼液,但溶於酸、碳酸鹽溶液。鈾的氧化物與強鹼或金屬氧化物在高温下反應生成鈾酸鹽;將鹼加入鈾酰鹽溶液中也可得到鈾酸鹽;鈾酸鹽的組成取決於沉澱的條件。x=2即重鈾酸鹽。

鈾酸鹽鈾酸鈉

鈾酸鹽簡介

鈾酸鈉 鈾酸鈉
中文名:鈾酸鈉
英文名:Sodium uranate
分子式:Na2UO4
分子量:348.01

鈾酸鹽性質

鈾酸鈉 [2]  化學式Na2UO4,分子量348.01。橙黃色固體。不溶於水,溶於酸。用於製取其他純粹的鈾化合物,也用作陶瓷的釉料,並用於制熒光鈾玻璃等。由鈾鹽溶液中加氫氧化鈉而製得。工業上常為處理鈾礦的中間產品。

鈾酸鹽用途

用於製造熒光鈾玻璃和陶瓷中的釉料,也用於製造其它鈾化合物 [1] 

鈾酸鹽製法

由鹽溶液中加氫氧化鈉而製得。工業上常為處理鈾礦的中間產品。

鈾酸鹽重鈾酸鈉

鈾酸鹽簡介

重鈾酸鈉 重鈾酸鈉
重鈾酸鈉 [1]  ,俗稱黃蛋糕,用氫氧化鈉溶液作用於含鈾酰離子的水溶液製備。
中文名:重鈾酸鈉
外文名:sodium diuranate
分子式:Na2U2O7

鈾酸鹽性質

黃色無定形固體。
難溶於水,易溶於酸和碳酸鈉溶液。
黃色無定形固體,難溶於水,易溶於酸和碳酸鈉溶液。
性質:黃色無定形固體
溶解性:難溶於水

鈾酸鹽用途

往鈾礦的碳酸鹽(Na2CO3+NaHCO3)浸出液中(鈾以絡陰離子UO2(CO3)34-形式存在)添加苛性鈉(NaOH)至pH值>13,鈾即以黃澄色的重鈾酸鈉(Na2U2O7)沉澱析出。這是由鈾礦碳酸鹽浸出液中定量回收鈾的一種方法——苛性鈉沉澱法。

鈾酸鹽製法

1.用氫氧化鈉溶液作用於含鈾酰離子的水溶液製備 [3] 
2.可由氧化鈾、氧氣和氫氧化鈉溶液反應制得 [1] 
2U3O8+O2+6NaOH→3Na2U2O7↓+3H2O

鈾酸鹽重鈾酸銨

鈾酸鹽簡介

重鈾酸氨 重鈾酸氨
中文名:重鈾酸銨 [4] 
外文名:ammonium diuranate
分子式:(NH4)2U2O7
俗稱:黃餅

鈾酸鹽性質

(NH4)2U2O7淺黃色固體 [4]  。用於核燃料、玻璃添加劑,也用作試劑鈾鹽原料。核工業中俗稱“黃餅”(yellowcake)。黃色無定形固體。難溶於水和苛性鹼溶液;易溶於酸和碳酸鹽溶液;在空氣中受熱分解。温度高於260℃時,它分解生成三氧化鈾。用氨水作用於含鈾酰離子的水溶液製備,產物組成與沉澱條件有關,是鈾生產工藝中的一種重要的中間產品。有放射性。用於核燃料、玻璃添加劑,也用作試劑軸鹽原料 [5] 

鈾酸鹽用途

黃餅是核工業中的一種重要原料 [1]  。由於黃餅的狀態較為穩定,通過密封等措施不會對人造成危害,因此通常使用黃餅對鈾化合物進行儲存、運輸、交易。但人體如果直接接觸“黃餅”後,內臟器官會受損,吸入“黃餅”粉塵屬接觸形式之一。目前,幾乎所有開採鈾礦的國家都生產黃餅。但黃餅並不能直接用於核反應堆,而一般用於提煉濃縮鈾。
重鈾酸銨法,通過製備、煅燒、還原重鈾酸銨來製備核純級二氧化鈾陶瓷粉末的方法。重鈾酸銨法是核燃料界製備二氧化鈾粉末的一種長盛不衰的古老工藝,至今仍在美國、日本等許多燃料廠使用,我國也不例外。
重鈾酸銨法的製備工藝流程如下:
以UF6六氟化鈾)為原料,六氟化鈾經過水解、沉澱得到ADU,繼而在氫氣氣氛下分解還原成二氧化鈾粉末,主要反應如下:
UF6+2H2O→UO2F2+4HF
2UO2F2+6NH4OH→(NH4)2U2O7+4NH4F+3H2O
3(NH4)2U2O7→2U3O8+6NH3+3H2O+O2
U3O8+2H2→3UO2+2H2O
以鈾氧化物(包括廢二氧化有塊、粉、渣)為原料,經硝酸溶解得到UO2(NO3)2,然後與氨水進行沉澱得到ADU,進一步分解還原為二氧化鈾粉末。由於這個過程中,主要是原料含有的雜質過多,必要時需採取溶劑萃取的辦法提純,從而使工藝過程變得較為複雜。
通常,對以六氟化鈾為原料製備ADU的化工流程稱為正料工藝;而對以鈾氧化物為原料製備ADU的化工流程稱為反料工藝。正料和返料工藝流程最後得到的二氧化鈾粉末性能相差甚遠,在製備二氧化鈾芯塊時,通常要將他們分批進行。

鈾酸鹽製法

1.獨居石副產回收法 由獨居石提取釷鹽回收副產物,經鹼溶後用硝酸溶解,磷酸三丁酯(TBP)萃取釷時,萃得鈾鹽,經反萃分離得純鈾反萃液,加稀草酸沉澱微量釷及稀土,過濾,濾液加熱至70℃,通入氨氣至pH8~9,沉澱物過濾,製得重鈾酸銨產品 [6] 
2.它是鈾水冶廠的主要產品,也是鈾純化廠的原料,其中鈾含量一般為40%~70%。鈾水冶廠製取黃餅:從酸性含鈾溶液中沉澱重鈾酸鹽的鹼中和法。常用的鹼性沉澱劑鈾氫氧化銨、氣態銨、氧化鎂、苛性鈉等。控制中和最終pH值為6.5~8.0,鈾以相應的重鈾酸鹽沉澱下來。
參考資料
  • 1.    王箴. 化工詞典[M]. 化學工業出版社, 2000.
  • 2.    劉棟, 李洪, 何瑜,等. 鈾酸鹽型黃餅不溶渣中鈾的測定[J]. 鈾礦冶, 2011, 30(4):200-203.
  • 3.    李洪. 重鈾酸鹽非金屬元素標準物質製備方法:, CN103601245A[P]. 2014.
  • 4.    布賴森, 高鐵男. 重鈾酸銨的電解沉澱[J]. 鈾礦冶, 1976(4):3-5.
  • 5.    塗漢良. 一種簡便的重鈾酸銨的土法生產[J]. 化學通報, 1960(1):47+59.
  • 6.    劉秉國, 彭金輝, 黃代富,等. 微波煅燒重鈾酸銨製備U_3O_8工藝研究[J]. 原子能科學技術, 2011, 45(5):523-527.