[科普中国]-三碳酸铀酰铵

介绍

分子式为 （NH4）4[UO2（CO3）3]

黄色结晶，具有单斜晶体结构。密度2.77g/cm3;易溶于水，随着溶液中碳酸铵浓度的增高，其溶解度将显著下降而析出结晶。氢氧化铀酞 , 重铀酸铁及被挤解的铀酞盐与碳酸按和碳酸氢按水溶液作 用，便可制得二碳酸铀酞钱。加热二碳酸铀酸按水溶液至 10，它即迅速分解为碳酸铀酞一固体三碳酸铀酸铵在空气中热分解，可制得三氧化铀;而在惰性气氛中热分解还原，则可有接得到二氧化铀。

三碳酸铀酰铵（AUC） ，AUC称为“三盐”，是柠檬黄色晶体，属棱柱形的单斜晶系，AUC的比重为2.77，松装密度依制备方法和条件不同变动于1.0 g/cm3～1.5g/cm3，振实密度1.2 g/cm3～1.7g/cm3。

AUC的分子式为(NH4)4[UO2(CO3)3]，分子量522.2。在47.05℃时的比热为0.240卡/克·度。

生成热H2980 = -856千卡/克分子。

热容关系式为：Cp=128.30+16.84×10-3T-7.54×105T-2

用途核能原料二氧化铀可通过三碳酸铀酰铵(NH4)4[UO2(CO3)3]直接煅烧还原制得。碳酸铀酰络离子的铵盐溶液因pH的变化，存在五种组成不同的中间产物，直至pH达到8～9时，才生成三碳酸铀酰铵。

AUC在水中的溶解度随温度直线增大，但也有试验表明，40℃以前，AUC的溶解度随温度的上升而增大，温度继续升高，AUC在溶液中不稳定，部分地分解成不溶性的碳酸铀酰，出现随温度增高而溶解度降低的现象。

(NH4)4[UO2(CO3)3]===UO2CO3↓+2H2O+2CO2

若在AUC水溶液中存在其它铵盐，如(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，由于同离子效应会使AUC的溶解度下降。

在密闭状态下，AUC能长时间保持稳定。在空气中，该晶体缓慢分解，加热时，分解加速。在空气中AUC热分解的差热热重曲线表明，160℃时AUC开始显著分解，到350℃左右全部分解为UO3，反应式为：

(NH4)4[UO2(CO3)3]===UO3+4NH3+3CO2+2H2O

有些人认为，UO3可稳定至410℃，若再升高温度，它将向U3O8转化。 AUC热分解是一个强烈的吸热反应。用粗晶体和细晶体两种AUC做它的热分解动力学试验，粗晶体尺寸为：轴向2mm～3mm，径向0.3mm～0.5mm，细晶体为200目，结果表明，AUC的热解属一级反应，热解速度很快， 500℃时达99%的分解率只需要11～21秒钟。

在密闭的条件下， AUC晶体在170℃开始显著分解，至385℃全部转化为UO3，385～460℃时UO3重结晶，而后生成U3O8，至620℃时还原为UO2。

化学方程：(NH4)4[UO2(CO3)3]===UO2+2N2↑ +3CO2↑+5H2↑+3H2O