Уран принадлежит к числу редких элементов. Однако в земной коре его 2•10-4%, т. е. больше, чем кадмия, серебра, ртути и висмута. Известно около 200 минералов урана, большинство из них — оксиды переменного состава или сложные уранаты (например, карнотит К2О•2UO3•V2O5•3Н2О, названный в честь французского горного инженера М. А. Карно). Небольшое количество урана содержится также во фторапатите Са5(РО4)3(ОН, F), монаците, некоторых глинах и сортах гранита. Простейший минерал — уранинит UO2+x, Это диоксид урана, подвергшийся частичному окислению кислородом воздуха либо кислородом, выделившимся в результате перестройки структуры оксида UO2 при радиоактивном превращении урана в свинец: при этом образуется оксид PbО, а избыточный кислород, выделяющийся в свободном виде, окисляет уран. Урановая руда считается богатой, если содержит от 0,5 до 1% урана. На заводах по переработке урановых руд уранинит обогащают, а затем отделяют уран от примесей и выделяют в виде оксида UO2.
Для получения металлического урана диоксид переводят в тетрафторид: UO2+4HF=UF4+2H2O и потом восстанавливают металлотёрмически: UF4+2Mg®t°U+2MgF2. Возникает вопрос: зачем надо превращать оксид во фторид, если уран можно получать и напрямую из оксида, восстанавливая его кальцием или магнием? Восстановление из фторида предпочтительнее, потому что только в этом случае выделяющегося в ходе реакции тепла достаточно для расплавления и металла, и шлака. Когда расплав охлаждают, образуется слиток урана. А при восстановлении оксида уран получается в виде порошка, который трудно отделить от шлака.
Похожие статьи