А.П. Виноградов - Аналитическая химия Урана (1113390), страница 2
Текст из файла (страница 2)
До второй мировой войны ввиду незначительных масштабов потребления урана переработке подвергалнсь лишь богатые урановые руды. В послевоенные годы в связи с применением урана в военной технике и ядерной энергетике, а также в связи с выработкой Минерал Ураиииит 65 — 74 -50 -40 3,5 — 14 Кариотит Кааолит Самарскит 40 50 — 60 50 — 53 -50 25 -57 0,2 — 8 -50 Переменное Браииерит Троям у и ит Цейиерит Отеиит Шрекиигерит Ураиофан Фергюсоинт Торбериит Тухолит Коффииит Таблица 2 [97[ Состав важнейших урановых минералов 1 Соде рж ан не Осноиноа саста» минерала 00», 00, частично ТЬОм СеО, Ка($30«)а(«ГО«)а лН,О РЬО 00» 5Ю, Н,О (У, Ег, Се, О, Са, Ре, РЬ, ТЬ) .(ЫЬ, Та, ТЬ 5о),0, (1), Са, Ге, У, ТЬ)»Т)«0„ Са0.200, Ч,О,.лН,О Си(00«)а(А«Оа)а лН«0 Са(00«)а(РОа)а лН„О Саама()0»(СО«)»50»(ОН).9Н«0 СаО 200, 25Ю, 6Н,О («', Се) (Ре, 1)) (Ь[Ь, Та)0, Си)(тО»)е(РО,)а.
иН«0 Салержитси ТЬ, О, С, Н, 0 н лр. )-) (5!Оа)т «(ОН),т окрашены в интенсивно красный цвет. Трехвалентный уран в растворе очень неустойчив и подвергается окислению до О (1Ч) даже в отсутствие кислорода. Растворы Т) (!Ч) имеют зеленую окраску; состояние () ([Ч) является довольно устойчивым,особенно в сильнокислом, холодном растворе. Пятивалентный уран в растворе может быть получен растворением Т)С!а в воде или электролитическим восстановлением 1) (ут!) при рН 2,5 — 3. В растворе О (Ч) диспропорционирует с образованием П (1Ч) н Т)(Ч!): 2130, -1- 4Н,О ОО, '' + О" + 6Н,О. Наиболее устойчивой валентностью урана является валент- ность +6.
запасов богатых руд возникла необходимость массовой переработки бедного сырья. При переработке бедных урановых руд большое значение имеет их предварительное обогащение. Для отделения урана от пустой породы применяют методы механического обогащения (гравитация, флотация, магнитная сеперация, радиометрическое обогащение, использующее радиоактивные свойства урановых минералов, и др.); после механического обогащения, как правило, получаются концентраты с невысоким содержанием урана.
Более богатые промышленные концентраты, содержащиедо 20 — 60'о урана, получаются при гидро- металлургических процессах переработки урановых руд, заключающихся в кислотном или карбонатном выщелачивании урана с последующим выделением урана из раствора методами осаждения, экстракции или сорбции. Описанию технологии урана посвящена монография В.
Б. Шевченко и Б. Н. Сударикова [289а). Уран является типичным металлом; в своих соединениях, как в твердых солях, так и в растворе, он проявляет четыре степени окисления от +3 до +6, три из которых (валентности 3, 4 и 6) установлены давно и хорошо изучены; исследованиями, проведенными позднее, найдено, что уран существует и в пятивалентном состоянии. В растворе 11 (П!) может быть легко получен растворением солей ОС!, и [)Вг, или восстановлением () (1Ч) и ()'(Ч1);,растворы 11(П1) Полный обзор работ по химическим свойствам урана и его соединений до 1936 г. приведен в руководстве!5471, а полее поздних раоот в [97, 145, 2271.
Некоторые реакции взаимодействия урана с металлоидамн представлены в табл. 4 [2271. Таблица 4 Реакции взаимодействия урана с металлоидамн Глава (! ( еяпервт рв вг, н ют -.«»в ля Реагпазюмнй 'ае юсм ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УРАНА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ Н. И. У д а л ь ц о в а 25 800 †!200 600 — 1000 500 250 1800 †24 700 150 †3 25 500 — 600 650 360 100 Уран представляет собой очень плотный металл, по внешнему виду напоминающий сталь. Металлический уран существует в трех кристаллических модификациях (а-, [)- и у-структуры). Радиус атома урана в металлическом состоянии равен 1,421А [7991. При высокой температуре уран может быть подвергнут ковке. Физические свойства приведены в табл. 3. Ппрпфарен 150 †!80 210 260 по 200 †4 обΠ†3 400 Таблипа 3 Фнзичесиие свойства урана !6371 700 400 †5 900 Свой твв Знвпенве Действие концентрированных растворов кислот на металлический уран в компактном виде дано в табл.
5 [97[. Органические кислоты (муравьиная, уксусная, масляная и др.), разбавленные или безводные, не реагируют с металлическим ураном, но в присутствии хлористого водорода протекают бурные реакции растворения урана с образованием соответствующих солей () ([У).
Ацетат урана можно получить действием уксусного ангидрида чли ацетилхлорида на металл. Растворы гидроокисей щелочных металлов слабо действуют на металлический уран, но прн прибавлении к раствору щелочи перекиси водорода уран растворяется с образованием растворимых перурапатов. Растворение металлического урана в ряде кислот и других растворителях подробно описано Ларсеном [6911. Уран является довольно сильным восстановителем, в ряду напряжения уран, по-видимому, расположен близко к бериллию [97[.
При действии металлического урана на растворы ряда солей Уран является довольно плохим проводником электричества, слабопарамагнитеи. Металлический уран очень реакционноспособный элемент; он легко взаимодействует со всеми л!еталлоидами, а также образует интерметаллические соединения с Ня, 5п, Сц, РЬ, А[, В 1, Ре, 5[1, Мп, Со, Хп, Ве, Се, !и, 1г, Р, Р1и др. Точка плавления . Точка кипения Плотность (25'С) Теплота плавления Теплота испарения Энтальпия (25'С) Эктропия (25аС) Электропроводность Теплопроводность Поверхностная твердость(поРоквеллу) 1132 .'- 1'С 3318' С !9,04 гссм" 4,7 кка.с,'мазь 106,7 ккаг'мапл 1621,4 каг'могь 11,99Я"0,02 ка.»'гааз .вань 2 †-4.10' (ам см1- 0,071 ла»'см сек гра( 100 Водород Углерод Фосфор Азот Кислород, .
Фтор Хлор Бром Под Вода Фтористыб водород Хлористый водород Аммиак Окись азота Метан ю ююлсс ар зн гп в»в»п»сп»гн твоя ~ п»югл»нлп» .'Г1н (,Овн !.'(4, СС, (),Со СС» 1(М, ()1Чь,о СХ» ()С)„ОС(~ СС(, 1.(В», (г(г„()гг 10, ОР» ОС!, !.!с ° ! м ()С Таблица 5 Действие концентрнровинныд кислот нн металлический урин Продулты реакции Пркмечаккс Скорость рсакцан Кислота ~ Фторид 0 (!Ч) Переменные количества 1) (!!1) () (1Ч), черный Медленная Быстрая Образуется нерастворимая пленка [ Реакция сложная НС)' оститок НМО, Н,БО, Средняя Медленная Нитрат ураннлв ! Кислый сульфат () (!Ч) Кислый фосфат () (!Ч) ' С разбавленной Н,50, не взаимодействует Реакция протекает быстро н горячей Н,РО, В разбавленной ЙС104 не растворяется Н,РО, НС10 Медленная Быстрая *ч ' прн растварсакв урана в соляной кволого образуется нсрасгворнмьй оселок темного цвета, ко~орый, как усгавовлаво Карабаюом )Р)), содержит сложные гндрнды и урана (гндракснгндрпд НО-П вЂ” ОН).для полного растворенняуранав салакой кислоте добавляют оквслнтелн (Н,Оа, НКОм НС(О, н др.).
' Мелкая стружка урана с крепкой (>60%) хлорной квсдогой рсагнрусг чрезвычайно бурно. )о (Нй([ч[Ой)е, Ад[ч[Ой, СН304. ЯНС[е и др.) выделяются осадки соответствующих металлов. Важнейшими бинарными соединениями урана являются гидрид, карбиды, окислы, нитриды и галогениды. Гидрид [97, 312! представляет собой темно-серый пирофорный порошок, обладаю)ций большой химической активностью. Гидрид урана растворяется в НБ[Ов, в концентрированной НС104 и горячей концентрированной Н4804. Разлагается при нагревании )400' в вакууме. В литературе [97] описаны три карбида урана ПС, ПаСв и 1'Се, имеющие вид тугоплавких, с металлическим блеском кристаллов, которые разлагаются водой и разбавленными кислотами, особенно при нагревании, с образованием солей уранила.
Получены бориды урана 1)Ва, 1)В4, 13В„[97, 227]. Бориды ПВе и 1.)В4 растворимы в Н[ч[Ов и Н[г, а также в концентрированной НвРОа; 1)В„не растворяется в горячей концентрированной НС! и НР, но медленно растворяется в горячей концентрированной Н 4304. Известно несколько силицидов урана состава 1331, 133Ь, РВ)в, 13,6!й. Дисилицид 136)й представляет собой светло-серыи порошок, не растворимый в холодных и в горячих кислотах (НС[, Н[ч[Ов, Нс804), в царской водке, но растворимый в концентрированной НР. Известны три окисла урана — двуокись 1.'Ое, закись-окись 1.'0» и трехокись 130в; имеются также указания о существовании одноокиси ПО [3]. Исследование системы П) — 0 проводилось многими авторами [97, 227, 603]. 130е — темно-коричневый порошок, обычно получаемый восстановлением высших окислов урана водородом; обладает сильно- основными свойствами.
ПОв не растворяется в разбавленной и концентрированной НС 1, но хорошо растворяется в Н[ч[Ов с образованием уранилнитрата, а также в концентрированной Н4604 при нагревании.. Трехокись 1)Ов, цвет которой л(еняется от красного до желтого, в зависимости от кристаллической модификации имеет амфотерные свойства; с кислотами ПОа взаимодействует с образованием солей уранила, со щелочами — с образованием уранатов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
