[科普中国]-六氟化铀

介绍

六氟化铀 化学式：UF6 相对分子质量：352。当温度升高或压力降低时，很易升华成为气体(101.3kPa下56.4℃或13.17kPa下25℃时均升华为气体)。化学性质活泼，与水起剧烈反应，与大多数有机化合物起氟化反应，化学腐蚀性强。

用途作核燃料，是铀的惟一稳定的气态化合物，广泛用于铀同位素分离厂的供料。

反应式文字表达式： 四氟化铀+氟气→六氟化铀

化学方程式： UF4(固)+F2(气)=UF6(气)

毒性剧毒。摄入0.3mg/m3的浓度死亡达14%。动物尸检见肾脏、胃组织及肺脏的病变。吸收后可于第1天自尿中排出50%。职业性急性中毒主要表现为呼吸道刺激，重者引起肺炎、肺水肿及肝、肾病变。皮肤接触可引起灼伤。

制备六氟化铀制备方法分干湿两种方法。

湿法制备需要纯度的硝酸铀酞溶液。需要核纯中间产品，即制造片状燃料元件的UO，以及还原成金属的UF4时，最好使用这种方法。湿法能精制矿石加工厂生产的各种铀浓缩物。该法的主要缺点是，在溶剂萃取铀的精制阶段产生大量废液。

方法一

磨碎铀矿（U3O8，或称“黄饼”），并将其溶于硝酸，产生硝酸铀酰UO2(NO3)2溶液。萃取纯化后，使硝酸铀酰与氨反应，生成重铀酸铵(NH4)2U2O7。加氢还原得到二氧化铀，再与氟化氢在500℃时反应，先制得四氟化铀；再与氟在300～350℃时反应即得。用氟气氟化四氟化铀是六氟化铀的最主要的工业制备方法，它消耗的氟气最少。是目前铀化合物中惟一易挥发的化合物，为气体扩散法、超离心法分离和富集铀235和铀238的最为适宜的工作介质，在原子能工业中具有非常重要的意义。

方法二

将溶剂萃取后的纯硝酸铀酚溶液蒸干后得六水硝酸铀酸；六水硝酸铀酞经热分解变为UO3，然后，将UO3连续地转化为U02、UF4和UF6。目前，在斯普林菲尔德、戈尔和霍普港工厂均使用这种方法。

干法第三种方法为使原料的粒度和密度均匀一致,铀浓缩物应重新磨碎、制粒和分级。这样可以得到适合于流化床设备的细粒。此外,经过这样的处理,还可以除去原料中的钠。细粒UO3用氢还原成UO2，再氢氟化为UF4。在上述过程中同时进行铀的纯化，除去了大部分杂质。在用元素氟氟化UF4的过程中又除去了一部分杂质；通过分馏又将UF6中的剩余杂质进一步除掉。目前，只有美国联合化学公司的麦楚波利斯工厂使用这种干法。估计它在未来的工厂中不会得到广泛应用。1

储存目前大约95%的贫化铀都以六氟化铀的形式被置于气体钢瓶中，储存在核工厂的附近。每个钢瓶大约含有12.7吨的固体六氟化铀。仅在美国，1993年至2005年期间，就有686,500吨的六氟化铀（57,122瓶）作为贫化铀的储存形式被生产出来。它们被储存在俄亥俄州朴茨茅夫，田纳西州橡树岭和肯塔基州帕迪尤卡 。2六氟化铀不很稳定，与潮湿空气接触时即会反应生成极易溶于水并且毒性很大的 UO2F2 和氟化氢，因此长期储存六氟化铀会对环境及人的健康造成损害，须定期检查是否有裂缝。

美国已经发生过数起涉及六氟化铀的事故。美国政府将六氟化铀转化为固态的铀氧化物回收。但这种回收总共要花费大约1500万到4.5亿美元。