выбор зависит от химического состава руды. Если
руда имеет в основном карбонатный состав, то
использовать кислоту не экономично, но зато
кислота более агрессивна.
Боб Лазар из UnitedNuclear.com подробно описал
процесс карбонатного выщелачивания.
(Я сделаю перевод этой статьи по карбонатному
выщелачиванию позже. – прим. Перев.)
Мне нравится кислотный процесс с моей рудой из
Юты. Кислота реагирует очень быстро и
полностью. Я использую кислоту и для
выщелачивания карбонатов и для измельчения руды в пульпу мельче, чем в шаровой мельнице.
Кислота, которую я применяю – Соляная кислота 33%, которую я наливаю прямо из канистры.
(подойдет концентрированная HCL 33…37% - прим. Перев.).
Сначала я насыпаю измельченную руду на дно 20 литрового ведра и немного смачиваю её водой, перемешивая, чтобы получить равномерную суспензию. А затем добавляю соляную кислоту. Во
время реакции кислоты с кальцитом и доломитом в песчанике выделяется очень много
углекислого газа. Я периодически перемешиваю содержимое ведра, разбивая комки, и добавляю
кислоту, чтобы PH раствора оставался всегда кислым.
Кислоты могут извлечь значительную часть урана, только если он находится в VI степени
окисления. Таким образом, в ведро с реакционной смесью необходимо добавить ещё и
окислитель, чтобы перевести U (IV), содержащийся в руде, в U (VI).
Я предпочитаю хлорный отбеливатель, как самый дешевый для этой цели. (Вы должны
полностью понять смысл происходящего, прежде, чем браться за это на практике).
Добавляйте отбеливатель, перемешивайте и снова добавляйте
Внимание! При этом из смеси выделяется ядовитый газ Хлор! Не дышите им и проводите процесс
только на открытом воздухе!
Изначально продукт выщелачивания имеет цвет лесной зелени, но после добавления отбеливателя
он становится светло-зелено-яблочного оттенка вследствие окисления Fe (II) в Fe (III). Железо, на
самом деле, является катализатором в этом процессе выщелачивания: Fe (III) будет окислять U
(IV).
Хлорка обычно защелачивает реакционную смесь и её надо снова закислить, после добавления
отбеливателя. Другие окислители (KClO3, KMnO4, MnO2, и H2O2) тоже сгодятся для этого
процесса, но они имеют более высокую стоимость.
В течение нескольких дней отстаивайте и периодически перемешивайте
реакционную смесь, потом слейте её.
Эта смесь яблочно зеленого цвета и очень мутная, не смотря на длительное
отстаивание.
Я отфильтровал её при помощи пластиковой воронки и фильтров для кофе. Но это
не дало желаемого результата.
Тогда я применил вакуумную фильтрацию и фильтр из тонкой и качественной
фильтровальной бумаги. Результат показан на рисунке слева.
Резюме: Кислотный процесс выщелачивания, описанный выше, включает в себя
следующие реакции:
Окисление
–
U(IV): UO2(s) + Cl2(aq) → (UO2)2+(aq) + 2Cl (aq)
Растворение U(VI): UO3(s) + 2H+(aq) → (UO2)2+(aq) + H2O(l)
Часть III:
Осаждение аммиаком и получение карбоната.
Карбонатные растворы являются хорошими растворителями для соединений U (VI), удерживая уран в растворе, тогда как большинство других элементов, образуют с
аммиаком нерастворимые соли, которые выпадают в осадок. Слева изображен
продукт на этой стадии: желтый и очень флюоресцентный раствор, содержащий
ионы уранилкарбоната UO
-4.
2(CO3)3
Чтобы его получить, надо произвести кислотное выщелачивание из Части II и
реакцию с аммиаком, которая осадит уран и оставит в растворе побочные элементы.
Для этого шага потребуются следующие химические вещества:
Раствор аммиака 25% (продается, как бытовое моющее средство). Но он
должен быть чистым, без примеси поверхностно-активных веществ.
Карбонат натрия Na
–
2CO3 углекислый натрий, кальцинированная сода.
Продается в магазинах бытовой химии как моющее средство.
Бикарбонат натрия – пищевая сода.
Начнем с зеленым фильтрата HCl, полученного в Части II.
При помешивании вливаем в это фильтрат достаточное количество раствора аммиака, чтобы PH
поднялся до 10 и образовался объемный осадок.
В фильтрат необходимо добавить достаточное количество раствора аммиака, чтобы поднять рН
до 10 и образовался объемный осадок. При рН = 5 начинает появляться желтый осадок
диураната(U
2-
2O7 ).
При дальнейшем прибавлении аммиака осадок становится темно-зелено-оливкового цвета.