DE1037437B - Verfahren zur Gewinnung von, insbesondere nuclearreinem, Urantetrafluorid - Google Patents

Description

Nach dem Verfahren der Hauptpatentanmeldung D 21258 IVa/12n wird Uranyloxalat bei Temperaturen unterhalb 900° C, vorzugsweise bei 450 bis 600° C, zu Kohlendioxyd und Urandioxyd zersetzt, das in einem zweiten Verfahrensschritt mit gasförmigem Fluorwasserstoff bei Temperaturen von etwa 100 bis 150° C zu Urantetrafluorid umgesetzt wird.

Es wurde nun gefunden, daß sich der zweite Schritt des Verfahrens nach der Hauptpatentanmeldung mit ausgezeichneten Ergebnissen auch bei Temperaturen von 150 bis 550° C durchführen läßt. Obgleich Temperaturen von 500° C für die Umsetzung von in üblicher Weise hergestelltem Urandioxyd, z. B. aus Uranylnitrat, bekannt sind, so· war es doch erstaunlich, daß sich durch die Kombination der Zersetzung von Uranyloxalat zu Urandioxyd und die in an sich bekannter Weise nachfolgende Fluorierung des Urandioxyds eine SO' rasche und vollständige Umsetzung erzielen läßt. Bei Arbeiten nach den üblichen Verfahren hat man nämlich die größten Schwierigkeiten, die letzten 5% des Urandioxyds in Urantetrafluorid umzuwandeln, und der in großem Überschuß notwendige Fluorwasserstoff belastet die bekannten Verfahren in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht schwer. Demgegenüber gelangt man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch für einen 100°/oigen Umsatz zu Urantetrafluorid, wenn man, zumindest bei der Fluorierung der letzten 20%, den Rest Fluorwasserstoffgehalt der abgeführten Gase weiter ausnutzt, zu einer Ausbeute an Fluorwasserstoff von 80% und mehr. Dabei kann die Reaktionszeit wesentlich herabgesetzt werden.

Gegenüber der Hauptpatentanmeldung ergibt sich als Vorteil, daß die Gesamtumsetzung in ein- und derselben Vorrichtung durchgeführt werden kann, d. h., vom filterfeuchten Uranyloxalat bis zum wasserfreien Urantetrafluorid bleibt die uranhaltige Substanz auf der gleichen Temperatur. Selbstverständlich können die einzelnen Verfahrensschritte, wie schon in der Hauptpatentanmeldung beschrieben, auch in verschiedenen Vorrichtungen durchgeführt werden, was sich besonders für eine im kontinuierlichen Betrieb mit hohen Durchsätzen arbeitende Anlage bewährt.

Das Verfahren der Erfindung soll durch nachfolgendes Beispiel näher erläutert werden.

Beispiel

Bei der einstufigen Durchführung des Verfahrens wurde ein Drehrohrofen mit einem Reaktionsrohr von 250 cm Länge und 36 cm innerem Durchmesser benutzt, das mit einer Legierung aus 80 Teilen Nickel, 14 Teilen Chrom und 6 Teilen Eisen ausgekleidet war. In das Rohr werden 200 g filterfeuchtes Uranyloxalat Verfahren zur Gewinnung von,

insbesondere nuclearreinem,

Urantetrafluorid

Zusatz zum Patent 1 018 405

Anmelder:

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler,
Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Dr. Guenter Wirths, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

mit etwa 85 kg Urangehalt eingetragen. Dann wird die Luft durch Wasserstoff verdrängt und das Rohr unter langsamer Wasserstoffströmung ohne Bewegung auf 550° C aufgeheizt. Anfänglich entweicht im wesentlichen Wasserdampf, dann in zunehmendem Maße Kohlendioxyd. Sobald die Kohlendioxydentwicklung nachläßt, wird das Rohr in Rotation versetzt. Nachdem das Aufhören der Kohlendioxydentwicklung das Ende der Zersetzung des Uranyloxalats angezeigt hat, wird unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 500 bis 550° C Fluorwasserstoff eingeleitet, der etwa 25% Wasserstoff als Trägergas enthält. Während der ersten 2 Stunden beträgt die Menge an Fluorwasserstoff etwa 20 bis 25 kg/h; sie wird für die nächsten 2 bis 3 Stunden auf etwa 10 bis 15 kg/h herabgesetzt. Nach Beendigung der Reaktion läßt man das Reaktionsprodukt unter Wasserstoff abkühlen. Es werden etwa 110 kg wasserfreies UF₄ erhalten. Bis zu einem Umsatz von 80% kann dabei eine Fluorwasserstoffausbeute von 75 % erreicht werden. Zumindest bei der Fluorierung der letzten 20% empfiehlt es sich aber, den Rest Fluorwasserstoffgehalt der abgeführten Gase in einer gleichen Vorrichtung weiter auszunutzen, wodurch sich auch für einen 100%igen Umsaz eine Gesamtausbeute von etwa 80% ergibt.

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Claims (2)

3 4 Patentansprüche: unterhalb 900° C, vorzugsweise l>ei 450 bis 600° C, bis zur Bildung von Urandioxyd verglüht

1. Verfahren zur Herstellung von, insbesondere und dieses bei Temperaturen von 150 bis 550° C

nuclearreinem Urantetrafluorid nach der Haupt- mit gasförmigem Fluorwasserstoff behandelt wird.

Patentanmeldung D 21258 IVa/12n, dadurch ge- 5

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekenn-

kennzeichnet, daß Uranyloxalat unter Ausschluß zeichnet, daß die Behandlung mit Fluorwasserstoff

von oxydierend wirkenden Gasen bei Temperaturen bei 500 bis 550° C vorgenommen wird.

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