TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC ACTINOIT

Cấu hình điện tử nguyên tử các nguyên tố actinoit ở trạng thái khí được xác định bằng thực nghiệm hay đưa ra dựa trên cơ sở các tính chất nào đó và so sánh với các lantanoit, đã chỉ ra t

CHƯƠNG XV:

TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC ACTINOIT Người ta gọi nhóm nguyên tố chu kì 7 với số thự tự từ 99 (actini) đến 103(loulenxi) là actinoit, giống như nhóm lantanoit ở chu kì 6 Cấu hình điện tử nguyên tử các nguyên tố actinoit ở trạng thái khí được xác định bằng thực nghiệm hay đưa ra dựa trên cơ sở các tính chất nào đó và so sánh với các lantanoit, đã chỉ

ra trong bảng 15.1 Để so sánh thì trong bảng này cũng đã đưa ra cấu hình điện tử của các nguyên tử lantanoit

Bảng 15.1 Cấu hình điện tử của các nguyên tử lantanoit và actinoit ở trạng thái khí(đưa ra những lớp vỏ lấp đầy tới cấu trúc radon hay xenon)

Ví dụ từ những số liệu về độ cảm từ đã xác định được số điện tử trên mức 5f đối với những ion nguyên tố actinoit như sau: UO22+(5f0), u4+(5f2), u3+(5f3), Np

sự phân bố các điện tử có thể ngay cả trên mức 6d, đối với

Th3+ và Th2+

thì chỉ phân bố trên mức Gd Những số liệu nghiên cứu từ cứu từ chứng minh ở mức độ nhất định sự có mặt các điện tử 5f ở uran, neptuni và plutoni

Nghiên cứu cộng hưởng thuận từ cũng chứng tỏ rằng u3+

và

CmIII

Hình 15.1 Độ cản từ phân tử các ion của một số nguyên tố actinoit

Sau khi phân bố điện tử hóa trị thứ ba của actini trên mức 6d thì điện tử sau của thori cũng phân bố trên mức 6d Cấu trúc của protactini chưa được rõ bởi vì năng lượng các mức 5f và 6d của nó rất gần nhau và khó chỉ ra sự ưu tiên phân bố các điện tử trên mức nào (hình 15.2) Ở neptuni, plutoni và các nguyên tố tiếp sau thì sự phân bố các điện tử trên mức 5f có lợi về năng lượng Đối với amarisi tồn tại cấu trúc bền tới 7 điện tử trên mức 5f Cấu hình này giữ nguyên ngay cả đối với

quiri, vì vậy nó có một điện tử 6d Về sau thì sự lấp đầy liên tục mức 5f đến 14 điện tử và cuối cùng ở Lourenxi cũng như ở liutenxi có thể sẽ còn điện tử trên mức 6d

Hình 15.2 Sự thay đổi năng lượng liên kết của các nguyên tố nặng nhất

Như vậy đối với thôri, protactini và các mảnh của uran, neptuni thì thứ tự lấp đầy các mức phụ thuộc vào trạng thái hóa học các nguyên tố Cấu hình điện tử có thể bị thay đổi khi chuyển từ một hợp chất hóa học này sang một chất hóa học khác, một mức oxi hóa này sang một mức oxi hóa khác trong dung dịch, và cũng như từ một trạng thái vật lý này sang một trạng thái vật lý khác Điều đó liên quan tới năng lượng cần thiết để chuyển điện tử từ một mức này sang một mức khác nằm trong giới hạn liên kết hóa học Vì thế cấu hình điện tử các nguyên tử trong thành phần hợp chất hay ở dưới dạng các ion bị hydrat hóa

Mức oxi hóa chủ yếu của các lantanoit là +3 Do độ linh động của các điện

tử trên mức 5f lớn và do có các điện trở 6d ở các nguyên tố đầu của họ actinoit mà các actinoit biểu hiện nhiều mức oxi hóa Mức oxi hóa +3 không đăc trưng đối với thori và piritactini, kém bền đối với uran và naptuni, dễ chuyển thành +4 đối với plutoni Bắt đầu từ amerisi mức oxi hóa +3 là bền nhất Trong bảng 15.2 đã so sánh mức oxi hóa của các actinoit và lantanoit, chữ đậm biểu thị mức oxi hóa bền nhất Các mức oxi hóa chỉ tồn tại trong pha rắn nằm trong ngoặc, do đó mức oxi hóa bền nhất trong dãy actinoit tăng từ actini đến uran và sau đó giảm đến amerisi Khác với các lantanoit đối với plutoni mức oxi hóa +2 không biểu hiện Oxi hóa các actinoit tạo thành mức oxi hóa cao xảy ra dễ hơn các lantanoit

Trong dung dịch nước các actinoit tạo thành những ion được đưa ra trong bảng 15.3

Thế chuyển dịch oxi hóa-khử của ion các nguyên tố actinoit được đưa ra trong bảng 15.4

Bảng 15.3.các mức oxi hóa của các lantanoit và actinoit

Đỏ-đỏ thẩm

Vàng đến hồng vàng da cam

Thế chuyển dịch thay đổi đơn điệu trong dãy actinoit Khi ấy sự tăng thế chuyển dịch âm III-IV đặc trƣng cho sự tăng độ bền của các ion có số nguyên tử lớn điều đó đƣợc thấy khi chuyển dịch III-V và III-VI Vị trí đặc biệt của berkri liên quan tới nó là nguyên tố đầu tiên sau khi 7 điện tử lấp đầy lớp vỏ 5f độ bền của Np(V) lớn liên quan tới thế chuyển dịch V-VI âm hơn uran và plutoni Thế

chuyển dịch IV-VI chứng minh rằng uran dễ bị oxi hóa đến u(VI) hơn neptuni và plutoni, còn neptuni dễ hơn plutoni

Sự thay đổi entropi tạo thành ion của các nguyên tố actinoit trong dung dịch nước ở các mức oxi hóa +3, +4 và +6 xảy ra từ từ, còn đối với ion Np(V) thì tính đơn điệu bị phá vỡ Đối với neptuni và amerisi thì ∆S0 bị giảm, điều đó nói lên độ bền của các ion này lớn trong dung dịch so với plutoni và uran Phù hợp với những điều đã nói ở trên thì độ bền của các ion nguyên tố actinoit được nêu đặc tính ở bảng 15.5

Bảng 15.5 Độ bền của các ion nguyên tố actinoit trong dung dịch

U3+ Từ dung dịch nước giải phóng ra

hyđro và chuyển thành +4

Np3+ Bền trong dung dịch nước, nhưng bị

oxi hóa nhanh thành Np4+

bởi oxi của không khí

khôn khí, nhưng dễ bị oxi hóa đến Pu4+

bằng các chất oxi hóa nhẹ và dưới tác dụng những bức xạ của chính nó

Np4+ Bền trong dung dịch nước, bị oxi hóa

chậm ngoài không khí đến NpO2

+

Pu4+ Bền trong HNO3 đặc, nhưng nó phân

ly thành Pu3+và PuO2+

khi độ axit thấp

Am4+ Chỉ tồn tại trong dung dịch ion phức

florua, không có chất tạo phức nó phân

NpO2+ Bền, phân ly ở độ axit cao PuO2+ Phân ly thành Pu4+và PuO22+

AmO2+ Trong dung dịch oxi hóa mạnh nó

phân ly thành Am3+và AmO22+

, bị khử dưới tác dụng các bức xạ của chính nó

PuO22+ Bền, dễ bị khử, bị khử chậm dưới tác

dụng của các bức xạ của chính nó AmO22+ Bị khử nhanh dưới tác dụng bức xạ α

của chính nó NpO53+ Chỉ tồn tại trong môi trường kiềm PuO53- Chỉ tồn tại trong môi trường kiềm

Hiệu các thế chuyển dịch V-VI và IV-V càng âm hơn thì khuynh hướng tới

sự phân ly của các ion actinoit với mức oxi hóa +5 càng lớn

∆E = E(V-VI) – E(IV-V) Dưới đây đưa ra những giá trị E của một số các actinoit nguyên tố:

∆E(v) -0,52 0,398 -0,2588 0,56

Trên hình 15.3 và 15.4 thấy một cách sơ bộ sự phân ly

Bán kính ion của actinoit giống như lantanoit giảm theo chiều tăng số thứ tự (sự

co actinoit) Chúng nhỏ hơn các bán kính ion những nguyên tố tương tự của lantanoit tương ứng Điều đó được thấy ở bảng 15.6

Bảng 15.6 Các bán kính ion của các actinoit (trong ngoặc là những giá trị tiên đoán)

> Me22+ > Me3+ > Me0+ Khuynh hướng thủy phân và tạo phức tương đối cao ở những ion kích thước lớn MeO2

2+ và Me2

+

liên quan tới điện tích lớn của kim loại Về khả năng liên kết các ion nguyên tố actinoit (ngoại lệ không nhiều) thì các anion phân bố trong dãy COI

O2O2

4

SO4 2-

Thứ tự rửa giải các ion actinoit khỏi cột sắc ký catinoit bằng các nguyên tố tạo phức, cũng như các lantanoit nó có một quy luật nghiêm ngặt Ban đầu các nguyên tố actinoit nặng nhất tạo những phức bền nhất bị rửa giải, sau đó tới các nguyên tố nhẹ hơn Khi đó không tách được hoàn toàn khỏi các lantanoit Trên hình 15.5 đã các đường cong rửa giải actinoit và lantanoit khỏi catinoit bởi α- ocxyizobutirat amoni Thứ tự rửa giải các actinoit bằng các chất rửa giải khác nhau

từ những loại nhựa catinoit và anionit khác nhau được đưa ra trên hình 15.6

Hình 15.5 Các đường cong rửa giải các ion lantanoit +3 (các đường cong trên) và các đồng đẳng actinoit của chúng tương ứng (các đường cong dưới) khỏi nhựa trao đổi cation bằng dung dịch amoni α – ocxyizobutirat Vị trí biểu diễn các

đường cong rửa giải của các nguyên tố với số thứ tự 102 và 103 được ký hiệu bằng những đường đứt (dưới)

Những ion actinoit có các dãi hấp thụ hẹp trong vùng phổ nhìn thấy tử ngoại

và hồng ngoại Cường độ dãi phổ hấp thụ của các ion actinoit lớn gấp 10 lần của các ion lantanoit tương tự có phổ giống với phổ các ion actinoit Phổ huỳnh quang được nhìn thấy ở một vài ion actinoit và lantanoit Phổ đơn giản nhát đối với các ion có một điện tử 5f và phức tạp hơn khi tăng số điện tử 5f Phổ hấp thụ của Cm3+

và Gd3+

bị giới hạn trong vùng tử ngoại vì cấu trúc f7 có rạng thái kích thích thấp nhất, cao hơn trạng thái cơ bản khoảng 4ev Các ion cùng cấu trúc có phổ giống nhau

Khi chiết các actinoit thì sự tạo phức với các tác nhân khác nhau mà chủ yếu với các tác nhân hữu cơ đóng vai trò quan trọng Khi ấy thứ tự tách chiết hoàn toàn phụ thuộc vào số phân bố hệ, còn hệ số phân bố phụ thuộc vào độ bền của phức ở điều kiện tách và độ axit của dung dịch Thứ tự tách và độ lớn hệ số phân bố thay đổi theo quy luật trong dãy actinoit (hình 15.7), các tính chất lý và hóa học của các nguyên tố là hàm của cấu hình điện tử các nguyên tử và chúng thay đổi tuần hoàn ảnh hưởng sự khác nhau của số điện tử trên những lớp bên trong lên sự thay đổi tính chất các nguyên tố ít hơn sự thay đổi số điện tử trên lớp ngoài Do đó, mặc dù

có ảnh hưởng sự thay đổi số điện tử trên lớp 4f ở lantanoit và trên lớp 5f ở actanoit nhưng trong mỗi nhóm nguyên tố đều có những tính chất chung

Hình 15.6 Thứ tự rửa giải các nguyên tố từ amerisi đến fecmi đối với những dạng cột trao đổi ion khác nhau 1-đaueks-50,dung dịch HCl 20%; 2-đaueks-1, SCN- 1M; 3-đaueks-50, axit lactic; 4-đaueks-50, sitrat; 5-đaueks-1, dung dịch HCl bão hòa

Hình 15.7 Các hệ số phân bố của lantanoit và actinoit ở mức oxi hóa +3 khi chiết bằng TBP từ HNO3 15,6M

Nhóm actinoit giống nhóm lantanoit không rõ ràng Xuất phát từ cấu hình điện tử của các nguyên tử thì mỗi một lantanoit ứng với một đồng đẳng điện tử của

nó là actinoit Sự tương ứng này không phải là nghiêm ngặt và tất nhiên Frazeodin protactini, necđin và uran, Samari và plutoni, eoropi và amesiri không phải là những đồng đẳng hóa học hoàn toàn Tất nhiên lớp 5f không ổn định hơn lớp 4f

cho nên đối với các actinoit có thể tạo thành các hợp chất với mức oxi hóa cao hơn các lantanoit

Khi xác định vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn phải xét tới cấu trúc chung của nó, cấu hình các lớp điện tử của nguyên tử và sự tương tự hóa học của các nguyên tố và hợp chất của chúng Do đó đã gây ra một số khó khăn cao sự phân bố các actinoit trong bảng hệ thống tuần hoàn Chẳng hạn, sau khi phát hiện ra kurtrativi và thiết lập tính tương tự hóa học của nó với hafni thì chỉ có xếp thori, protactini và uran vào nhóm IV, V, VI khi thay đổi một cách đáng kể bảng hệ thống tuần hoàn Grigorovich đã đề nghị sự thay đổi này Nếu vị của các actinoit

và lantanoit trong các nhóm của bảng hệ thống tuần hoàn được xác định theo tổng các điện tử f, d và s của các cấu hình điện tử siêu bền (đối với lớp f là 7 điện tử) thì

Ce 4f2 6s2

Pr 4f3 6s2

Nd 4f4 6s2

Pm 4f56s2

Sm 4f6 6s2

Eu

4f7

6s2

Gd 4f7 5d1 6s2

Tb 4f8 5d16s2

Dy 4f10 6s2

Ho 4f11 6s2

Er 4f126s2

Tu 4f136s2

Yb

4f14

6s2

Lu 4f14 5d16s2

Ra

7s2

Ac 6d1 7s2

Th 6d2 7s2

Pa 5f2 6d17s2

U 5f3 6d17s2

Np 5f46d1 7s2

Pu 5f6 7s2

Am

5f7

7s2

Cm 5f7 6d17s2

Bk 5f8 6d17s2

Cf 5f10 7s2

Es 5f11 7s2

Fm 5f127s2

Nd 5f137s2-102

5f14

7s2

Lr 5f14 6d27s2

Ku

Sự phân bố các nguyên tố đó phù hợp tốt với cấu hình điện tử của chúng và cho phép xem thori, protactini và uran như những nguyên tố giống với các nguyên

tố tương ứng nhóm IV,V và VI Nhưng sự phân bố actinoittreen theo các nhóm lại không mô tả đầy đủ, chẳng hạn tính chất của amerisi và plutoni, và cả đặc tính chung trong họ actinoit và lantanoit Bảng hệ thống tuần hoàn phân bố như vậy trong các nhóm II-VII bắt đầu từ chu kỳ 6 đều chứa 3 phân nhóm a, b và c (bảng 15.8) Cách sắp xếp thứ hai của nhóm actinoit trong bảng hệ thống tuần hoàn dưới các lantenoit tương ứng và đưa cả hai họ trên vào nhóm III của bảng và tách nó ra thành hai họ riêng biệt, có nhược điểm là tách thori, uran và protactini khỏi nhóm

IV, V, VI Do sự gần nhau về năng lượng liên kết điện tử trên lớp 5f và 6d mà các nguyên tố đó có tính nhị nguyên – tính chất của các nguyên tố d như bafni, tantan

và vonfram và tính chất của các nguyên tố j như các lantanoit Điều đó gây cản trở cho việc xếp các atinoit vào bảng hệ thống tuần hoàn Có thể dừng lại ở phương án phân bố thứ hai và chỉ ra tính nhị nguyên của thori, uran và protactini (xem bảng 15.9) hoặc sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn với việc sắp xếp các lantanoit và actinoit trong các nhóm II-VIII ở phân nhóm c như đã làm cho bảng 15.8, điều đó

ít phù hợp hơn với sự đưa ra nhóm c trong 6 và 7 chu kỳ

(ở đây có một bảng) Bảng 15.8 bảng hệ thống tuần hoàn Menđeleep

(ở đây có một bảng) Bảng 15.9 bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố Menđeleep

CHƯƠNG XVI:

HÓA HỌC NHIÊN LIỆU HẠT NHÂN

§1 Những vấn đề cơ bản Nhiên liệu hạt nhân là các đồng vị của những nguyên tố nặng có khả năng phân hạch Hiện nay đã biết được ba đồng vị như vậy: một đồng vị uran tự nhiên

235U và hai đồng vị được điều chế nhân tạo 239Pu và 233

U

Người ta điều chế 235

U bằng cách phân tách hỗn hợp tự nhiên các đồng vị uran bằng phương pháp nào đó Điều chế 239Pu từ 238u, còn 233

u từ đồng vị thori tự nhiên 232Th khi tác dụng các notron lên hạt nhân nguyên tử này:

U, hỗn hợp 235U hay 232Th với 235U, 239Pu hoặc 233U Trong quá trình hoạt động của lò phản ứng xảy ra sự giải phóng năng lượng của các hạt nhân phân chia dưới tác dụng các notron, còn các notron phân chia, trừ một trong hai phản ứng đã đưa ra ở trên Quá trình có thể diễn ra với sự tái sinh hay thậm chí tăng số lượng nhiên liệu hạt nhân, tức là ở mỗi hạt nhân nguyên tử phân chia 235U, 239Pu hay 233U thu được một hay nhiều hơn một nguyên tử 239

Pu hay 233U điều đó có thể được do từ mỗi hạt nhân phân chia 235

U phát ra 2-3notron Như vậy, 238

U hay 232Th bị tiêu hao trong lò phản ứng

Lò phản ứng hạt nhân có thể hoạt động ngay cả với 235

U hoặc 239Pu sạch, nhưng trong trường hợp đó diễn ra sự tiêu hao nhiên liệu hạt nhân không có sự tái sinh của nó 235U và 239Pu là những chất để chế tạo bom nguyên tử Khi hoạt động của lò phản ứng bất kỳ thì một lượng lớn các mảnh phân chia được tạo ra do sự phân chia hạt nhân ở nhiên liệu hạt nhân, mà nhiều hiện tượng bắt notron từ các mảnh đó có thiết diện lớn Vì điều đó mà các notron của quá trình phân chia bị tiêu hao lớn hơn cả không phải chỉ duy trì quá trình phân chia dây chuyền và tái sinh nhiên liệu hạt nhân mà còn phản ứng với các mảnh phân chia Quá trình dây chuyền không thể tiếp tục mà tắt dần

Vì vậy sau một vài thời hạn hoạt động của các nguyên tố nhiệt hạch (TB Э λ) uran (thori) của lò phản ứng hạt nhân cần phải thay chúng TB Э λ thải ra đem xử lý hóa học nhằm thu lại uran (thori) không bị tiêu hao, làm sạch nó khỏi các sản phẩm phân chia và tách 239

Pu và 233U

Mức độ làm sạch uran khỏi các sản phẩm phân chia cần phải như thế nào đấy để có thể hoạt động với uran tái sinh giống như với uran tự nhiên, khi đố cũng không tránh khỏi các bức xạ của những sản phẩm phân chia

Ngoài các sản phẩm phân chia trong lò phản ứng hạt nhân khi nó hoạt động

nhân còn có 238

Pu, 242Pu, 237Np, 241Am, 242Cm và các tạp chất bức xạ α có hoạt tính lớn được tạo thành từ uran và plutoni

Uran và thori trong lò phản ứng đa số các trường hợp được sử dụng dưới

dạng kim loại, đôi khi dưới dạng dioxit ở thể đông đặc ay thể huyền phù, còn trong

các lò phản ứng đồng tính thì chúng được sử dụng ở trạng thái dung dịch

Các vấn đề hóa học nhiên liệu hạt nhân là:

1 Điều chế uran và thori từ quặng;

2 Phân tách các đồng vị uran hay làm giàu uran tự nhiên bởi đồng vị

5 Tái sinh uran và thori;

§2 Điều chế uran và thori từ quặng; phá quặng và tách uran Phần lớn các uran chứa các quặng nghèo Vì vậy trước khi phát chúng, người ta tiến hành làm giàu Sau khi nghiền nhỏ người ta tiến hành

làm giàu bằng cách huyền phù hóa trong nước theo tỉ trọng Những khoáng

quặng tỉ trọng lớn như uranhit và quặng nhựa uran bị kết tủa trước sau đó

kết tủa các khoảng quặng karnotit, thorbernhit và những chất bèo nhèo khác

và chúng tạp thành các chất lơ lửng bền Một số khoáng quặng (uranothorit,

niobato – tantanat của uran) được làm giàu bằng phương pháp tuyển nổi

Sau khi làm giàu người ta tiến hành phá quặng uran

Phương pháp axit phá quặng uran: phá quặng uran dùng axit hiện nay là một phương pháp quan trọng nhất Chúng ta sử dụng nó để phân hủy quặng chứa các oxit thori, titan, tantan, niobi và các nguyên tố đất hiếm Nếu trong nguyên liệu mà uran ở mức oxi hóa +4 thì người ta xử lý bằng axit có mặt của các chất oxi hóa (pirrolindit, natri hypo clorat, axit HNO3, Pe(III),

VO2+.v.v.) Để phân hủy các chất hữu cơ, oxi hóa các sunfua, phân hủy các cabonat, tách asen và người ta nung sơ bộ quặng Tiến hành nung trong muối, mà các oxit uran cùng với nó tạo thành các uranat Sau khi nung xử lý bằng axit thì uran chuyển vào dung dịch dưới dạng muối uranyl Trong công nghiệp để phá quặng người ta thường dùng axit H2SO4 vì nó rẻ nhất

Người ta tách uran từ dung dịch thu được chúa các nguyên tố kèm theo (sắt, mangan, niken, nhôm, đồng v.v) bằng kết tủa sắc ký hay chiết

Kết tủa uran từ dung dich axit dưới dạng hydroxit bằng cách trung hòa dung dịch bởi kiềm, amoniac hay oxit của canxi và magie Hàm lượng uran trong máy cô nhỏ Đôi khi thực hiện kết tủa dưới dạng phootphat sau khi khử uran đến uIV bằng sắt kim loại hay nhôm kim loại

Tách sắc ký trao đổi ion uran được thực hiện trên anionit dựa trên sự hấp phụ các phức anion sunfat của uran

Để chiết uran người ta sử dụng TBF, TTA, metyliza butyl xeton, etedietyl, axit dodesyl photphoric, axit etylheczyl photphoric và một loạt các dung môi hữu cơ khác Trong trường hợp phương pháp axit sunfuaric phá quặng thì tối ưu là các ete của axit photphoric và ankylamin, khi đó TBF không sử dụng được bởi vì nó không có độ chọn lọc cần thiết

Phương pháp cacbonat phá quặng: phương pháp dựa trên sự tạo thành các hợp chất phúc tan tốt của uran (VI) với ion cacbonat:

UO3 + 3Na2CO3 + H2O ⇋ Na4[UO2(CO3)3] + 2NaOH

Để tránh sự tạo thành đi uranat người ta dùng hỗn hợp cacbonat và bicacbonat của natri Phương pháp cacbonat không được dùng để phân hủy các quặng khó tan chứa các oxit của lantanoit, thori, titan, tantan và niobi

Tiến hành phân hủy quặng chứa uran (IV) trong sự có mặt của các chất oxi hóa – oxy, kali permanganat v.v

UO2 + ½ O2 + 3CO32- + H2O → [UO2(CO3)3]4- + 2OHQuặng uran – vanadi được đưa vào nung sơ bộ với muối ăn để chuyển vanadi vào trạng thái dung dịch, điều đó cũng cho phép tách uran khỏi nhiều nguyên tố kèm theo ở công đoạn đầu Sau khi tách dùng phương pháp cacbonat người ta tách uran từ dung dịch soda bằng cách kết tủa dưới dạng natri di uranat bởi natrihydroxit hay tách bằng ký hấp phụ sắc ký lên anionit Khi sử dụng quặng uran – varadit có hàm lượng vanadi lớn người ta tiến hành kết tủa bằng cách trung hòa dung dịch thu được bởi axit sunfuaric đến pH=6 Khi đó xảy ra phản ứng:

-Na4[UO2(CO3)3] + NaVO3 + 2H2SO4 → NaUO2↓ VO4.n H2O + Na2SO4 + 3CO2

+ H2O

Tiến hành tách sắc ký uran từ những quặng nghèo Phức cacbonat được hấp phụ chọn lọc lên anionit và được rửa giải khỏi anionit bằng dung dịch natri nitrat 1M chứa Na2CO3

Flo hóa quặng uran: những quặng giàu có thể được đưa vào flo hóa trực tiếp

Xử lý quặng ở 6000C bằng hydroflorua sau đó bằng brom triflorua Đầu tiên uran tetraflorua được tạo thành, còn sau đó là hecxa florua dễ bay hơi Dioxit silic và một loạt các nguyên tố khác cũng bị flo hóa đồng thời, điều đó làm tăng lưu lượng các tác nhân bị flo hóa

Điều chế các hợp chất uran

UF4 và UF6 cần để điều chế Uran kim loại và phân tích các đồng vị của uran

Vì sự tách và làm sạch uran mà người ta điều chế dung dịch U(VI) kết tủa amoni diuranat từ dung dịch đó Amni diuranat chuyển thành uran trioxit khi nhiệt phân Uran trioxit cũng được điều chế bằng cách phân huỷ uranylnitrat Khử uran trioxit đến ddiooxxit bằng hydro Flo hóa uran dioxit bằng tác dụng của HF hay

NH4HF2

UO2 + 4HF → UF4 + H2O

2UO2 + 5NH4HF2 → 2NH4UF5 + 3NH3 + H2O

NH4UF5 → UF4 + NH4F

Có thể điều chế uran tetraflorua bằng cách flo hóa trực tiếp uran trioxit hay amoni diuranat bởi amoni biflorua ở nhiệt độ cao Các quá trình diễn ra theo phản ứng:

3UO3 + 6NH4HF2 → UF4 + 9H2O + 4NH3 + H2

UO3 + 2CCl2F2 + ½ O2 → UF4 + 2CO2 + 2Cl2

UO2F2 đƣợc tạo thành ở nhiệt độ thấp hơn Phản ứng sau xảy ra có mặt của oxy,

mà phootgen đƣợc tạo thành khi không có oxy trong hỗn hợp khí, còn sau đó Ucl4

đƣợc tạo thành:

UO3 + 2CCl2F2 → UF4 + CO2 + Cl2 + COCl2

Phốt gen phản ứng UO3

UO3 + 3COCl2 → UCl4 + 3CO2 + Cl2

UO3 đƣợc tạo thành khi phân hủy UO3 trong quá trình phản ứng củng tác dụng với frcon_12:

U3O8 + 6CCl2F2 → 3UF4 + 2Cl2 + 4COCl2 + 2CO2

Flo hóa UO3 có thể đƣợc thực hiện ngay cả bằng freon_11

UO3 + 4CCl3F → UF4 + 3COCl2 + CCl4 + Cl2

Có thể điều chế hydrat uran tetraflorua bằng cách kết tủa U(IV) từ dung dịch bằng axit HF, có mặt các ion natri hay amoni thì NaUF5 hay NH4UF5 khan đƣợc tạo thành Việc khó điều chế các muối khan tù các hydrat tetraflorua có liên quan với sụ thủy phân khi đun nóng ngoài không khí UF4.1/2.H2O đƣợc điều chế trong axit HF 20% H2O bị tách ra ở 2700C các vết ẩm đƣợc tách ra trong khí quyển hydro ở 3000C

Từ các dung dịch axit sunfat chƣa U(VI) Bằng điện phân thì hydrat uran tetra florua đƣợc kết tủa trên catot thủy ngân có mặt các ion flo Tù uran hecxaflorua