六氟化铀制取(preparation of uranium hexafluoride)

由铀化合物生产核纯六氟化铀的过程。六氟化铀的制取方法较多，但目前用于工业生产的只有在高温下用氟气氟化UF₄的氟化法一种。产品UF₆的纯度一般达到核纯级标准。

德国人鲁夫(O.Ruff)和海采洛曼(A．Heinzelmann)于1909年首先制得UF₆，但直到1940年才进行以UF₆制取浓缩铀的研究。1941年美国研究用氟气氟化UF₄制取UF₆的方法，后来在美国、英国、法国及前苏联相继用此法建立了大规模生产UF₆的工厂。中国于20世纪50年代末建立了生产UF₆的工厂。

六氟化铀特性及用途   UF₆在常温常压下为象牙白色晶体，其三相点的温度为337K，压力为151.7kPa。因此UF₆具有容易进行相转换的物理特性，而且组成UF₆的元素只有一种天然存在的稳定同位素，因此UF₆适于用作气相铀同位素分离的工作介质。它是目前工业规模铀浓缩厂的惟一原料。铀浓缩厂用的原料是核纯级UF₆。

制取方法   制取UF₆的方法较多，可概括为两类。一类是用某些氟化物，如三氟化氯、三氟化钴等与UF₄或其他铀化合物作用生成UF₆。另一类是以干燥的氟气与UF₄、氟化铀酰或铀的氧化物生成UF₆。现工业上均采用在高温下用氟气氟化UF₄生产UF₆的方法，其反应为：

根据对UF₆纯度要求的不同，UF₄氟化有核纯UF₄氟化和工业纯UF₄氟化两种工艺流程。由于原料氟气、产品UF₆和杂质HF、气体等都是强腐蚀性物质，因此氟化反应器需选用耐腐蚀材料如镍基合金、蒙奈尔合金等制造。

核纯四氟化铀氟化   工艺流程由原料加入、氟化反应、反应气体除尘、产品UF₆收集和尾气净化等环节组成。氟气由。KF•nHF熔盐电解制得。氟化反应器有移动床式(火焰炉)和流态化式两种。采用移动床式反应器时，UF₄粉末通过给料机和布料器加入反应器内。把经过预热的氟气喷入反应器内使之与UF₄反应生成UF₆。由于反应放出大量的热，需将反应器壁温度控制在588～818K范围。采用流态化反应器时，UF₄粉末经和过量的氟气充分接触即进行反应，反应温度控制在673～723K。不论在何种反应器内进行氟化，反应气体中除主要产品UF₆外，尚有氟气、氟化氢、氮气和随气体流出的未反应的UF₄及其他中间氟化物的微尘。必须除去这些微尘后，才能收集产品UF₆。收集产品UF₆的方法一般用冷凝器，将UF₆冷凝为固体；或通过加温将UF₆的分压提高到高于其三相点的压力，使之成为气体然后再冷凝成液体，以达到与其他气体分离的目的。UF₆以固态形式贮运。尾气则通过装有木炭或UF₄等吸收反应器后，再经碱液塔、水洗塔和过滤器以回收其中的铀及其他氟化物，废气达到排放标准后排出。

工业纯四氟化铀氟化   又称直接氟化流程。将铀的化学浓缩物直接用干法还原和氢氟化工艺制成工业纯UF₄(见四氟化铀制取)，然后按上述的核纯四氟化铀氟化的工艺和条件在流态化反应器中氟化制得UF₆。为得到纯度符合要求的产品，氟化产出的UF₆必须经分级精馏处理，以获得纯的液态UF₆馏份。