DE1134975B - Process for the production of uranium tetrafluoride from oxygen-containing uranium compounds - Google Patents

Process for the production of uranium tetrafluoride from oxygen-containing uranium compounds

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DE1134975B DEC17610A DEC0017610A DE1134975B DE 1134975 B DE1134975 B DE 1134975B DE C17610 A DEC17610 A DE C17610A DE C0017610 A DEC0017610 A DE C0017610A DE 1134975 B DE1134975 B DE 1134975B
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Description

Verfahren zur Herstellung von Urantetrafluorid aus sauerstoffhaltigen Uranverbindungen Die Erfindung betrifft ein Verf ahren zur Herstellung von Urantetrafluorid aus sauerstoffhaltigen Uranverbindungen, bei dem zunächst in einer ersten Verfahrensstufe die Uranverbindungen mit zumindest einem Fluorid einer basischen Stickstoffverbinduno, in inniger Mischung bei Temperaturen zwischen 100 und 200' C, vorzugsweise zwischen 130 und 1150'C, umgesetzt und die Umsetzungsprodukte sodann in einer zweiten Verfahrensstufe bei Temperaturen von mehr als 300'C in Urantetrafluorid umgewandelt werden.Process for the production of uranium tetrafluoride from oxygen-containing uranium compounds The invention relates to a process for the production of uranium tetrafluoride from oxygen-containing uranium compounds, in which the uranium compounds are initially mixed with at least one fluoride of a basic nitrogen compound in an intimate mixture at temperatures between 100 and 200 ° C , preferably between 130 and 1150'C, and the reaction products are then converted into uranium tetrafluoride in a second process stage at temperatures of more than 300'C.

Es ist aus der schweizerischen Patentschrift 292 792 bekannt, Oxyde des vierwertigen Urans mit Ammoniumfluorid oder -bifluorid umzusetzen, und zwar bei Temperaturen bis zu 150' C, und sodann das Umsetzungsprodukt in einer zweiten Verfahrensstufe bei Temperaturen von nicht mehr als 400' C zu zersetzen, wobei Urantetrafluorid gewonnen wird.It is known from Swiss patent 292 792 to react oxides of tetravalent uranium with ammonium fluoride or bifluoride at temperatures of up to 150 ° C. and then to decompose the reaction product in a second process stage at temperatures of not more than 400 ° C. , whereby uranium tetrafluoride is obtained.

Einer der Vorteile dieses Verfahrens liegt darin, daß man bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen arbeiten kann, die auf jeden Fall tiefer liegen als diejenigen Temperaturen, die für die Fluorierung mit gasförmigem Fluorwasserstoff notwendig sind. Die Probleme der Korrosion werden dadurch wesentlich vereinfacht und die Kosten für die Vorrichtuncen zur Durchführung des Verfahrens vermindert. Weiterhin ist auch die Durchführung dieses Verfahrens relativ einfach; man mischt die festen Reaktionsteilnehmer und unterwirft sie einer in zwei aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführten thermischen Behandlung, während die bei der Reaktion entwickelten Gase durch einen leichten Spülgasstrom entfernt werden.One of the advantages of this method is that you can use a relatively can work at low temperatures, which are definitely lower than those Temperatures necessary for fluorination with gaseous hydrogen fluoride are. The problems of corrosion are thereby considerably simplified and the costs for the Vorrichtuncen for carrying out the procedure reduced. Furthermore is this procedure is also relatively easy to carry out; the solid reactants are mixed and subjects it to a thermal process carried out in two successive stages Treatment, while the gases evolved in the reaction by a light Purge gas flow are removed.

Wenn man jedoch bei diesem bekannten Verfahren von Uranverbindungen ausgeht, in denen das Uran eine höhere Wertigkeit als 4 hat, beispielsweise von Oxyden oder sauerstoffhaltigen Salzen des sechswertigen Urans, so wird zunächst eine Reduktion der höherwertigen Uranverbindungen erforderlich, damit die Vorteile des Verfahrens, die im wesentlichen in den niedrigen Reaktionstemperaturen zu sehen sind, ausgenutzt werden können. Eine derartige vorherige Reduktion des Ausgangsmaterials, die meist die Anwendung höherer Temperaturen bedingt und zu einer Verkleinerung der reagierenden Oberfläche führt, erschwert jedoch die anschließende Fluorierung des Reduktionsproduktes. Außerdem benötigt die Umwandlung in Urantetrafluorid dann zwei unterschiedliche Prozesse, die nicht immer in der gleichen Vorrichtung durchgeführt werden können.However, if this known process is based on uranium compounds in which the uranium has a valency higher than 4, for example oxides or oxygen-containing salts of hexavalent uranium, then a reduction of the higher valued uranium compounds is first necessary in order to benefit from the advantages of the process, which are described in can be seen essentially in the low reaction temperatures, can be exploited. Such a previous reduction of the starting material, which usually requires the use of higher temperatures and leads to a reduction in the size of the reacting surface, makes the subsequent fluorination of the reduction product more difficult. In addition, the conversion to uranium tetrafluoride then requires two different processes, which cannot always be carried out in the same device.

Es ist zwar bekannt, daß die Ammoniumfluoride Oxyde und andere Metallsalze gleichzeitig reduzieren und fluorieren können. Dennoch wurde festgestellt, daß unter den obengenannten Verfahrensbedingungen das Ammoniumfluorid und bifluorid keine, reduzierende Wirkung auf die Verbindungen des sechswertigen Urans haben. Eine derartige Wirkung tritt erst bei erhöhter Temperatur ein; sie ist offenbar durch das Ammoniak bedingt, das bei der Dissoziation der Ammoniumfluoride entsteht. Die Reaktion spielt sich dann also so ab, als ob man eine Mischung von Ammoiak und Fluorwasserstoff auf die Uranverbindungen einwirken läßt; die Vorteile des Verfahrens verschwinden.It is known that ammonium fluorides are oxides and other metal salts can reduce and fluorinate at the same time. Still, it was found that under the above process conditions the ammonium fluoride and bifluoride none, have a reducing effect on the compounds of hexavalent uranium. Such a one Effect only takes effect at increased temperature; it is evidently due to the ammonia caused by the dissociation of the ammonium fluoride. The reaction plays then act as if you were a mixture of ammonia and hydrogen fluoride can act on the uranium compounds; the benefits of the procedure disappear.

Aus der britischen Patentschrift 704 601 ist es be- kannt, Urantetrafluorid durch Reaktion zwischen einem Oxyd des sechswertigen Urans und wäßriger Flußsäure in Gegenwart eines Reduktionsmittels herzustellen; als Reduktionsmittel wird bevorzugt SnCI, verwendet.From British Patent Specification 704,601 it is known loading to produce uranium tetrafluoride by reaction between an oxide of hexavalent uranium and aqueous hydrofluoric acid in the presence of a reducing agent; SnCl is preferably used as the reducing agent.

Bei diesem Verfahren erfolgen die Reduktion des Urans und seine Fluorierung gleichzeitig in wäßrigem Milieu und durch zwei unterschiedliche Reaktionspartner. Das Verfahren hat außerdem eine Reihe von Nachteilen, die seine Anwendung unwirtschaftlich machen. Die Ausbeute in bezug auf die eingesetzten Fluorionen ist gering; das Filtrieren des bei der Reaktion ausgefällten UF4 - H,0 macht Schwierigkeiten, und beim Trocknen sowie Dehydratisieren des UF4 - H,0 muß sehr vorsichtig gearbeitet werden, damit keine Hydrolyse des UF4 in U02 und 4HF eintritt.In this process, the uranium is reduced and fluorinated at the same time in an aqueous medium and by two different reactants. The method also has a number of disadvantages which make its application uneconomical. The yield based on the fluorine ions used is low; the filtration of the UF4 - H, 0 precipitated in the reaction makes difficulties, and very careful drying and dehydration of the UF4 - H, 0 must be carried out so that no hydrolysis of the UF4 in U02 and 4HF occurs.

Es wurde nun gefunden, daß man die unbestreitbaren Vorteile des zuerst genannten, Ammoniumfluorid oder -bifluorid verwendenden Verfahrens auch bei der Reduktion und Fluorierung von sauerstoffhaltigen Uranverbindungen ausnutzen kann, die das Uran mit einer Wertigkeit von 6 erhalten, wenn man an Stelle von Ammoniak eine wesentlich stärker reduzierende Substanz, nämlich Hydrazin, verwendet.It has now been found that the indisputable advantages of the first-mentioned method using ammonium fluoride or bifluoride can also be used in the reduction and fluorination of oxygen-containing uranium compounds, which obtain uranium with a valence of 6 if instead of ammonia one substantially stronger reducing substance, namely hydrazine, is used.

Die Benutzung von Hydrazinsalzen zur Reduktion höherwertigen Urans ist an sich nicht neu; in der USA.-Patentschrift 2 761758 wird bereits der Vorschlag gemacht, höherwertiges Uran, das sich in sehr geringen Mengen in Phosphorsäurelösungen befindet, durch Einwirkung von Hydrazinsalzen in den vierwertigen Zustand zu überführen, ehe die entsprechenden Uranverbindungen abgeschieden werden. In diesem Falle wird jedoch das Hydrazinsalz nur als reines Reduktionsmittel benutzt.The use of hydrazine salts to reduce high-grade uranium is not in itself new; US Pat. No. 2,761,758 already proposes to convert higher-value uranium, which is found in very small amounts in phosphoric acid solutions, into the tetravalent state by the action of hydrazine salts before the corresponding uranium compounds are deposited. In this case, however, the hydrazine salt is only used as a pure reducing agent.

Die vorliegende Erfindung besteht nun im wesentlichen darin, daß man bei einem Verfahren zur Herstellung von Urantetrafluorid aus sauerstoffhaltigen Uranverbindungen, bei dem zunächst in einer ersten Verfahrensstufe die Uranverbindungen mit zumindest einem Fluorid einer basischen Stickstoffverbindung bei Temperaturen zwischen 100 und 2001 C, vorzugsweise zwischen 130 und 150'C, umgesetzt und die Umsetzungsprodukte sodann in einer zweiten Verfahrensstufe bei Temperaturen von mehr als 300' C in Urantetrafluorid umgewandelt werden, in der ersten Verfahrensstufe Oxyde und/oder sauerstoffhaltige Salze des sechswertigen Urans, wie UO., U.O., Uranylffuorid, Uranylcarbonat, Uranyloxalat und Ammoniumdiuranat, gleichzeitig reduziert und fluoriert, indem man sie mit Hydrazin-dihydrogenfluorid (N.,H4 - 2H F) umsetzt.The present invention consists essentially in the fact that in a process for the production of uranium tetrafluoride from oxygen-containing uranium compounds, in which initially in a first process step the uranium compounds with at least one fluoride of a basic nitrogen compound at temperatures between 100 and 2001 C, preferably between 130 and 150'C, and the reaction products are then converted into uranium tetrafluoride in a second process stage at temperatures of more than 300 ° C, in the first process stage oxides and / or oxygen-containing salts of hexavalent uranium, such as UO., UO, uranyl fluoride, uranyl carbonate, Uranyl oxalate and ammonium diuranate, reduced and fluorinated at the same time by reacting them with hydrazine dihydrogen fluoride (N., H4 - 2H F).

Bei der Durchführung des Verfahrens wird die zu reduzierende und zu fluorierende sauerstoffhaltige Uranverbindung in Pulverform mit dem Hydrazindihydrogenfluorid allein oder gegebenenfalls unter Zugabe von Ammoniumbifluorid gemischt, diese Mischung unmittelbar oder nach ihrer Verfestigung durch Tablettieren, Strangpressen oder irgendeine ähnliche Maßnahme erhitzt, und zwar in einer ersten Stufe bis zu einer Temperatur zwischen vorzugsweise 130 und 150' C, um ein Umsetzungsprodukt der FormelN.H"UF., oder NH4UF, zu erhalten und dann die Behandlung in einer zweiten Stufe fortgeführt, bis dieses Produkt durch Erhitzen auf eine Temperatur von mehr als 300'C, vorzugsweise zwischen 300 und 500' C, während etwa 1 bis 3 Stunden in Urantetrafluorid umgewandelt ist.When carrying out the process, the oxygen-containing uranium compound to be reduced and fluorinated is mixed in powder form with the hydrazine dihydrogen fluoride alone or optionally with the addition of ammonium bifluoride, and this mixture is heated immediately or after it has solidified by tabletting, extrusion or some similar measure, in a first step Step up to a temperature between preferably 130 and 150 ° C in order to obtain a reaction product of the formula N.H "UF., Or NH4UF, and then the treatment in a second step is continued until this product is heated to a temperature of more than 300 ° C, preferably between 300 and 500 ° C, is converted into uranium tetrafluoride for about 1 to 3 hours.

Die als Ausgangsmaterial benutzte sauerstoffhaltige Uranverbindung kann U 03, U3 0., Ammoniumdiuranat, Uranylfluorid, -carbonat oder -oxalat sein. Um Sauerstoff fernzuhalten ist es zweckmäßig, das beheizte Reaktionsgefäß während der Umsetzung durch strömendes inertes Gas, beispielsweise Stickstoff, durchspülen zu lassen.The oxygen-containing uranium compound used as the starting material can be U 03, U3 0, ammonium diuranate, uranyl fluoride, carbonate or oxalate. In order to keep away oxygen, it is expedient to have the heated reaction vessel flushed through by flowing inert gas, for example nitrogen, during the reaction.

Die Dauer der Behandlung hängt von der Art des Ausgangsstoffes, seinem kristallinen Zustand und den Abmessungen bzw. der Anordnung seiner Körnung ab. Es erweist sich stets als vorteilhaft, die Reaktionspartner vor ihrer Mischung fein zu zerteilen oder zu mahlen. Die, sich entwickelnden Gase werden in an sich bekannter Weise durch ein strömendes inertes Gas (beispielsweise Stickstoff) entfernt. Da die Zersetzungsprodukte des Hydrazins sämtlich gasförmig sind, erhält man das Urantetrafluorid in einem Zustand großer Reinheit.The duration of treatment depends on the type of raw material, his crystalline state and the dimensions or the arrangement of its grain size. It It always proves to be advantageous to fine-tune the reactants before they are mixed to cut or grind. The gases that evolve become better known per se Way removed by a flowing inert gas (e.g. nitrogen). There the hydrazine decomposition products are all gaseous, uranium tetrafluoride is obtained in a state of great purity.

Die Menge des zu verwendenden Hydrazins ist veränderlich, sie richtet sich nach der Temperatur und dem Reaktionstnilieu.The amount of hydrazine to be used is variable, it is directed depending on the temperature and the reaction environment.

Wie im Falle der Umsetzung der Uranverbindungen mit Ammoniumbifluorid die Reaktion nicht unmittelbar zum Tetrafluorid, sondern zunächst zu einem Komplexsa1zNH4UF., führt, so kann in gleicher Weise die Reaktion mit Hydrazin-dihydrogenfluorid ebenfalls zu einem analogen Komplexsa1zN2H.UF, führen, das sich übrigens unter gleichen Bedingungen zersetzt. Es wurde jedoch festgestellt, daß es genügt, für die Umsetzung von 1 Mol eines Salzes des Urans mit der Wertigkeit 6 etwa 0,7 bis 1 Mol Hydrazin-dihydrogenfluorid vorzugs-0,75 Mol, bezogen auf atomares Uran zu verwenden.Just as in the case of the reaction of the uranium compounds with ammonium bifluoride the reaction does not lead directly to the tetrafluoride, but initially to a complex salt NH4UF decomposed under the same conditions. However, it has been found that it is sufficient to use about 0.7 to 1 mol of hydrazine dihydrogen fluoride, preferably 0.75 mol, based on atomic uranium , for the conversion of 1 mol of a salt of uranium with the valency 6.

Wenn die Ausgangssubstanz keine Fluorionen enthält, ist die Menge des durch das Hydrazinsalz in die Reaktionsmischung eingebrachten Fluorwasserstoffs ungenügend, um eine vollständige Umwandlung der Uran-Verbindung in UF4 zu gewährleisten. Statt einen überschuß von Hydrazin-dihydrogenfluorid - gegenüber der für die Reduktion erforderlichen Menge - zu verwenden, ist es dann wirtschaftlicher, zusätzlich Fluorwasserstoff in Form des Ammoniumbifluorids zuzugeben.If the starting substance does not contain any fluorine ions, the amount of hydrogen fluoride introduced into the reaction mixture by the hydrazine salt is insufficient to ensure complete conversion of the uranium compound into UF4. Instead of using an excess of hydrazine dihydrogen fluoride - compared to the amount required for the reduction - it is then more economical to additionally add hydrogen fluoride in the form of ammonium bifluoride.

Das zunächst erhaltene komplexe Fluorid NH4 UF, weist Eigenschaften auf, die es wertvoll machen (große Stabilität bei der Aufbewahrung, die Möglichkeit, durch Zersetzung ein sehr reaktionsfreudiges UF4 zu gewinnen); es ist infolgedessen vorteilhaft, die Mengen der Reaktionspartner so zu bemessen, daß dieses Salz und nicht das Tetraftuorid unmittelbar entsteht. Auf Grund der weiter unten angegebenen Beispiele kann man feststellen, daß die Umsetzung der Fluorionen in allen untersuchten Fällen praktisch 10011/oig ist. Mit anderen Worten gesagt: es genügt, für jedes Uranatom 5 Fluorionen in die Reaktion einzuführen, wobei die Gesamtzahl der Mole von N, H4 - 2 H F und N H4 F - H F gleich 2,5 ist. Die entsprechende Menge des Ammoniums ist stets größer als diejenige, die zur Bildung des KomplexesNH4UF", erforderlich ist. Dieses Salz wird sehr rein erhalten und es ist nicht notwendig, es zu waschen, um Spuren des Ausgangsstoffes oder des zwischendurch gebildeten Uranylfluorids zu entfernen, da deren Mengen vernachlässigbar gering sind.The complex fluoride NH4 UF initially obtained has properties that make it valuable (great stability during storage, the possibility of obtaining a very reactive UF4 through decomposition); It is therefore advantageous to measure the quantities of the reactants so that this salt and not the tetra-fluoride is formed immediately. On the basis of the examples given below, it can be established that the conversion of the fluorine ions is practically 100% in all cases examined. In other words, it is sufficient to introduce 5 fluorine ions into the reaction for each uranium atom, the total number of moles of N, H4 - 2 HF and N H4 F - HF being 2.5 . The corresponding amount of ammonium is always greater than that required to form the complex NH4UF ". This salt is obtained very pure and it is not necessary to wash it to remove traces of the starting material or the uranyl fluoride formed in between the quantities of which are negligibly small.

Das gewonnene komplexe Fluorsalz wird thermisch nach der bekannten Gleichung NH4UF" -> UF4 + NH4F zersetzt. Diese Zersetzung kann im Vakuum oder einer inerten Atmosphäre, z. B. in Stickstoff, durchgeführt werden. Die Zersetzung verläuft um so schneller, je höher die Temperatur gewählt wird; oberhalb von 400' C ist jedoch das sich bildende Tetrafluorid sehr empfindlich gegenüber Spuren von Sauerstoff oder gegebenenfalls vorhandenem Wasserdampf. Wenn man jedoch Sauerstoff und Wasserdampf vollkommen fernhält, kann man die Temperatur ohne irgendein Risiko über 500' C hinaus steigern.The recovered complex fluorine salt is thermally according to the known equation NH4UF "- decomposes> UF4 + NH4F This decomposition can be in a vacuum or an inert atmosphere, such as nitrogen, are performed, the decomposition proceeds the more rapidly, the higher the temperature... is selected; above 400 '. C, however, the forming tetrafluoride very sensitive If totally keeps however oxygen and water vapor to traces of oxygen or, if appropriate, water vapor present, the temperature can without any risk over 500' to increase C addition.

Alle sauerstoffhaltigen Verbindungen des sechswertigen Urans sind für die Durchführung des neuen Verfahrens verwendbar. Beispielsweise seien die folgenden Verbindungen genannt: UO, und seine Hydrate, U.O., Ammoniumdiuranat, wasserfreies und wasserhaltiges Uranylfluorid, Uranylearbonate, UranyInitrat (wasserfrei oder wasserhaltig), Uranyloxalat usw.All oxygen-containing compounds of hexavalent uranium are for carrying out the new Process usable. For example the following compounds may be mentioned: UO, and its hydrates, U.O., ammonium diuranate, anhydrous and water-containing uranyl fluoride, uranyl carbonates, uranyinitrate (anhydrous or containing water), uranyl oxalate, etc.

Wenngleich es möglich ist, die Uranverbindungen mit Hydrazin-dihydrogenfluorid in gasförmigem Zustand zu behandeln oder mit einer gasförmigen Mischung des Hydrazins oder des Fluorwasserstoffs, ist es jedoch vorzuziehen, die Reaktion mit einer Mischung der festen Stoffe durchzuführen.Although it is possible to use the uranium compounds with hydrazine dihydrogen fluoride to be treated in the gaseous state or with a gaseous mixture of the hydrazine or hydrogen fluoride, however, it is preferable to react with a mixture of solid substances.

Für diesen Fall wird das zu verwendende Hydrazin-dihydrogenfluorid vorzugsweise durch Neutralisation einer Lösung von Hydrazinhydrat mittels einer Fluor-Wasserstoffsäure in stöchiometrischem Verhältnis enthaltenden Lösung gewonnen. Wenn diese Lösungen konzentriert sind (reines Hydrazinhydrat und 601/oige Säure), ist die Wärmeentwicklung recht erheblich, und man muß eine wirksame Kühlung vorsehen, um jede Zersetzung zu vermeiden. Ein wesentlicher Teil des Salzes kristallisiert spontan. Bei Verwendung verdünnter Lösungen muß die Fällung des Salzes durch Zugabe von Alkohol beendet werden. Nach Trocknen bei einer Temperatur von weniger als 100' C, ist das Fluorid vollkommen stabil. Es ist wenig hygroskopisch und greift Glas nur sehr langsam an.In this case, the hydrazine dihydrogen fluoride to be used is preferably obtained by neutralizing a solution of hydrazine hydrate by means of a solution containing hydrofluoric acid in a stoichiometric ratio. When these solutions are concentrated (pure hydrazine hydrate and 60% acid) the heat development is quite considerable and effective cooling must be provided to avoid any decomposition. A substantial part of the salt crystallizes spontaneously. When using dilute solutions, the precipitation of the salt must be stopped by adding alcohol. After drying at a temperature of less than 100 ° C, the fluoride is completely stable. It is not very hygroscopic and only attacks glass very slowly.

Das Ammoniurnbifluorid ist ein Handelsprodukt (Ammoniumhydrogenfluorid), das gegebenenfalls durch Umkristallisieren gereinigt wird.Ammonium bifluoride is a commercial product (ammonium hydrogen fluoride), which is optionally purified by recrystallization.

Im folgenden werden einige Beispiele für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Urantetrafluorid beschrieben. Beispiel 1 Es wurden 100 g feinpulverisiertes wasserfreies UOI, sehr sorgfältig mit 19g Hydrazin-dihydrogenfluorid N",H4-2HF und 35 g feingemahlenem AmmoniuiÜbifluorid gemischt. Die Fluorierungsreaktion setzte sofort ein und bewirkte eine Temperatursteigerung. Es bildete- sich Uranylfluorid U O# F., wodurch die Reaktionsmasse eine hellgelbe Färßung annahm. Die Mischung wurde in eine Schale aus Nickel - zweckmäßiger jedoch aus Polytetrafluoräthylen oder aus irgendeinem mit Polytetrafluoräthylen überzogenen Metall - gegeben, die in einen elektrisch beheizten Rohrofen eingesetzt wurde, durch den ein schwacher Stickstoffstrom floß. Nachdem die während des Einsetzens der Schale in den Ofen eingedrungene Luft entfernt war, wurde mit der Beheizung begonnen und die Temperatur in ungefähr 45 Minuten auf 1301 C gebracht. Diese Temperatur wurde während einer Stunde aufrechterhalten. Während der Umsetzung konnte die Entwicklung von Wasser- und Ammoniakdämpfen beobachtet werden. Nach Abkühlung in der Stickstoffatmosphäre zeigte sich das Reaktionsgemisch in der Form einer a -,'rünen, porösen und sehr spröden oder zerbrech lichen Masse. Bei einer Analyse konnte keine Verbindung des Urans mit der Wertigkeit 6 gefunden werden; die Reduktion war also vollständig. Nach Zersetzen in einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von 400' C erhielt man Urantetrafluorid. Seine Analyse ergab im Mittel- 99,7 1/o U F4 und 0,2"/o UO,F?.Some examples of the implementation of the process according to the invention for the production of uranium tetrafluoride are described below. EXAMPLE 1 100 g of finely powdered anhydrous UOI were mixed very carefully with 19 g of hydrazine dihydrogen fluoride N ", H4-2HF and 35 g of finely ground ammonium bifluoride. The fluorination reaction started immediately and caused an increase in temperature. Uranyl fluoride U O # F was formed. The mixture was placed in a bowl made of nickel - more conveniently made of polytetrafluoroethylene or any metal coated with polytetrafluoroethylene - which was placed in an electrically heated tubular furnace through which a weak stream of nitrogen flowed air that had penetrated the oven while the tray was being placed was removed, heating was started and the temperature was increased in about 45 minutes to 1301 ° C. This temperature was maintained for one hour, during which the evolution of water and ammonia vapors could be observed After cooling down in d He showed a nitrogen atmosphere, the reaction mixture in the form of a - 'reen, porous and very brittle or breakable union mass. In an analysis no connection of uranium with the valence 6 could be found; the reduction was therefore complete. After decomposition in a nitrogen atmosphere at a temperature of 400 ° C. , uranium tetrafluoride was obtained. His analysis showed an average of 99.7 1 / o U F4 and 0.2 "/ o UO, F ?.

Die geringe Menge des U02F2, die sich noch in dem Verfahrensprodukt befand, ist auf die Anwesenheit von Sauerstoffspuren in dem für das Abführen des Ammoniumfluorids benutzten Stickstoff zurückzuführen.The small amount of U02F2 that is still in the process product found is due to the presence of traces of oxygen in the for the discharge of the Ammonium fluoride used nitrogen.

Um zu zeigen, daß das Ammoniumbilluorid unter den gleichen Bedingungen wie oben nicht reduzierend auf das sechswertige Uran wirkt, wurde die Reaktion mit einer Mischung von 100 g UO, und 55 g Ammoniumbifluorid durchgeführt. Nach der Abkühlung findet man eine gelbe Masse, die eine Additionsverbindung von U Q, F, und N H4 F ist. Nach einer Zersetzung bei 4W1 C erhält man ein Salz, das zur Gänze aus Uranylfluorid U 02 F, besteht und keine Spur von Uran mit der WerLigkeit 4 enthält. Es hat also keine Reduktion stattgefunden. Beispiel 2 Unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 bringt man eine Mischung von 100 g U 03 und 65 g Hydrazin-dihydrogenfluorid zur Reaktion. Man erhält genau dieselben Resultate wie ün Beispiel 1, und das Endprodukt ist ein fast reines UF4. Lediglich der Verbrauch an 1-lydrazin-dihydrogenfluorid ist wesentlich höher.In order to show that the ammonium biluoride does not have a reducing effect on the hexavalent uranium under the same conditions as above, the reaction was carried out with a mixture of 100 g of UO and 55 g of ammonium bifluoride. After cooling, a yellow mass is found, which is an addition compound of U Q, F, and N H4 F. After decomposition at 4W1 C , a salt is obtained which consists entirely of uranyl fluoride U 02 F and does not contain any trace of uranium with a value of 4. So there was no reduction. Example 2 A mixture of 100 g of U 03 and 65 g of hydrazine dihydrogen fluoride is reacted under the same conditions as in Example 1. Exactly the same results as in Example 1 are obtained, and the end product is an almost pure UF4. Only the consumption of 1-lydrazine dihydrogen fluoride is significantly higher.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Urantetrafluorid aus sauerstoffhaltigen Uranverbindungen, bei dem in einer ersten Verfahrensstufe die Uranverbindungen mit zumindest einem Fluorid einer basischen Stickstoffverbindung bei Temperaturen zwischen 100 und 200' C, vorzugsweise zwischen 130 und 150' Q umgesetzt und die Umsetzungsprodukte sodann in einer zweiten Verfahrensstufe bei Temperaturen von mehr als 300' C in Urantetrailuorid umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Verfahrensstufe Oxyde und/oder sauerstoffhaltige Salze des sechswertigen Urans, wie U O:p U3 0., Uranylfluorid, Uranylcarbonat, Uranyloxalat und Ammoniumdiuranat, gleichzeitig reduziert und fluoriert, indem man sie mit Hydrazin-dihydrogenfluorid umsetzt. PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of uranium tetrafluoride from oxygen-containing uranium compounds, in which, in a first process stage, the uranium compounds are reacted with at least one fluoride of a basic nitrogen compound at temperatures between 100 and 200 ° C, preferably between 130 and 150 ° C, and the reaction products are then converted into a second process stage at temperatures of more than 300 'C are converted into uranium tetrailuoride, characterized in that in the first process stage oxides and / or oxygen-containing salts of hexavalent uranium, such as U O: p U3 0., uranyl fluoride, uranyl carbonate, uranyl oxalate and Ammonium diuranate, reduced and fluorinated at the same time by reacting it with hydrazine dihydrogen fluoride. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der pulverigen Mischung der Uranverbindung und des Hydrazin-dihydrogenfluorids Ammoniumbifluorid zugibt und die Umsetzung vorzugsweise nach Tablettieren oder Strangpressen der Mischung durchführt. in Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 292792; britische Patentschrift Nr. 704 601; USA.-Patentschrift Nr. 2 761758. 2. The method according to claim 1, characterized in that ammonium bifluoride is added to the powdery mixture of the uranium compound and the hydrazine dihydrogen fluoride and the reaction is preferably carried out after tabletting or extrusion of the mixture. Considered publications: Swiss Patent No. 292792; British Patent No. 704,601; U.S. Patent No. 2,761,758.
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