六氟化鈾制備方法分干濕兩種方法。
濕法
制備需要純度的硝酸鈾酞溶液。需要核純中間產品,即制造片狀燃料元件的UO,以及還原成金屬的UF4時,最好使用這種方法。濕法能精制礦石加工廠生產的各種鈾濃縮物。該法的主要缺點是,在溶劑萃取鈾的精制階段產生大量廢液。
方法一
磨碎鈾礦(U3O8,或稱“黃餅”),并將其溶于硝酸,產生硝酸鈾酰UO2(NO3)2溶液。萃取純化后,使硝酸鈾酰與氨反應,生成重鈾酸銨(NH4)2U2O7。加氫還原得到二氧化鈾,再與氟化氫在500℃時反應,先制得四氟化鈾;再與氟在300~350℃時反應即得。用氟氣氟化四氟化鈾是六氟化鈾的最主要的工業制備方法,它消耗的氟氣最少。是目前鈾化合物中惟一易揮發的化合物,為氣體擴散法、超離心法分離和富集鈾235和鈾238的最為適宜的工作介質,在原子能工業中具有非常重要的意義。
方法二
將溶劑萃取后的純硝酸鈾酚溶液蒸干后得六水硝酸鈾酸;六水硝酸鈾酞經熱分解變為UO3,然后,將UO3連續地轉化為U02、UF4和UF6。目前,在斯普林菲爾德、戈爾和霍普港工廠均使用這種方法。
干法
第三種方法為使原料的粒度和密度均勻一致,鈾濃縮物應重新磨碎、制粒和分級。這樣可以得到適合于流化床設備的細粒。此外,經過這樣的處理,還可以除去原料中的鈉。細粒UO3用氫還原成UO2,再氫氟化為UF4。在上述過程中同時進行鈾的純化,除去了大部分雜質。在用元素氟氟化UF4的過程中又除去了一部分雜質;通過分餾又將UF6中的剩余雜質進一步除掉。目前,只有美國聯合化學公司的麥楚波利斯工廠使用這種干法。估計它在未來的工廠中不會得到廣泛應用。