四氟化鈾

中文別稱：氟化鈾（IV），綠鹽。單斜綠色晶體。由二氧化鈾與氟化氫作用而成。

簡介

中文別稱：氟化鈾（IV），綠鹽
英文名稱：Uranium(IV) fluoride，Uranium tetrafluoride
化學式：UF4
摩爾質量：314.02 g/mol
CAS號：10049-14-6

性質

外觀：綠色晶體
密度：6.70 g/cm^3
熔點：1036 °C
沸點：1417 °C
溶解度（水）：不溶

結構

晶體結構：單斜
結構模型

製備

由二氧化鈾與氟化氫作用而成。
UO2 + 4HF == UF4 + 2H2O

用途

製備鈾

通過鈣(鎂)金屬熱還原法生產金屬鈾。
UF4 + 2Ca =高溫= U + 2CaF2
UF4 + 2Mg =高溫= U + 2MgF2

製備六氟化鈾

通過氟氣氟化生產六氟化鈾。
UF4 + F2 == UF6

製取

四氟化鈾製取(preparation of uranium te- trafluoride)從鈾礦石或鈾化合物生產四氟化鈾 的過程。前者是用硫酸浸出鈾礦石，再經溶劑萃取、還 原、氫氟酸沉澱和脫水的製取過程，屬濕法製取四氟化 鈾，簡稱濕法。後者是在高溫下使氟化氫氣體與UOZ 反應，生成UF‘，屬乾法製取四氟化鈾，也稱乾法;也 可用氫將UF6還原為UF;。這些方法都已用於工業生 產，產品UF咬為核純級，是生產金屬鈾和UF。的原料。 千法HF氣體與UO:反應為: UOZ(s)十4HF(g)二~二二UF;(s)+ZHZO(g) UO:的氫氟化反應為可逆反應。在298K溫度下lmol 鈾反應的吉布斯自由能變化△GT為一130.skJ，在 873K溫度下為一29.3kJ。影響UO:氫氟化反應速度 的主要因素有溫度、UO:的物理特性及HF的用量。用 硝酸鈾酞經脫硝、氫還原所得的二氧化鈾(見二或化鉑 製取)進行氫氟化時，在723K溫度下的反應轉化率只 有70%，在823K溫度下達85%，而在873K溫度下達 到90%。而用鈾酸錢鹽經低溫緞燒、氫還原製取的 UO。為原料進行氫氟化時，在723K溫度下的反應轉 化率就達到100%，但再提高溫度轉化率反而下降。 要嚴格控制氫氟化的溫度，以防止物料燒結，影響 轉化率。採用迴轉爐進行氫氟化時，宜採用以下溫度制 度:UO:進口端溫度563一6i3K;UF;出口端溫度813 ~863K。採用三段流態化爐時，第一段溫度為673K， 第二段溫度為773K，第三段溫度為873K。 氟化氫用量取決於所採用的設備，如採用移動床， 氟化氫要過量50%一100%;採用流態化床則要過量 20%一50%;而採用L型聯合爐，氟化氫利用率高達 98%。 UO:的氫氟化設備有固定床、移動床和流態化床 二種類型。移動床有擋板式迴轉爐和螺鏇推進式迴轉 爐之分。流態化床有圓柱床、圓錐床及攪拌流化床等爐 型。L型聯合爐的水平段爐為迴轉爐。氫氟化爐管材料 採用因康鎳合金或蒙乃爾合金。 產品四氟化鈾純度為核純級，含UF;97%一98寫、 UOZFZI%~2.5%、UOZo.6%一2%、HZO<0.1%，松 裝密度3。。okg/m“，適合用作生產金屬鈾和六氟化鈾 原料。 濕法礦石經硫酸浸出，叔胺萃取，所得負載鈾有 機相用含鹽酸smol八J的溶液洗滌，使負載有機相中 的硫酸鈾酚轉化為氯化鈾酞。再用含鹽酸0.05mol/L 的溶液反萃取，得含鈾100~1209/L的反萃取液。反 萃取液在汞陰極和鉑陽極以及兩極之間用膜隔開的電 解槽內進行電解，將UO鑫+還原為四價鈾。接著在 368K溫度下往經電解後的溶液中加氫氟酸，酸過量1 一29/L，使四價鈾沉澱為水合四氟化鈾(UF;·3/ 4HZO)。過濾所得的UF4·3/4HZO經水洗、乾燥，最 後在流態化床脫水器中於623K溫度的氮氣氣氛下脫 水，得產品UF、。產品含HZO