Окислительная обстановка водной миграции

2.1.1 Кислородные сильнокислые воды (рН <3)

Эти воды формируются при окислении пород, обогащенных сульфидами, а также содержащих свободную серу /11/.

Кислородные сильнокислые воды – наиболее благоприятные для водной миграции урана. В этих водах хорошо растворяются минералы как четырех, так и шестивалентного урана, при этом уран находится в растворе в виде уранил-иона UO₂²⁺, образующего с сульфат-ионами комплексы состава /12/:

Влияние кислорода в этих водах на интенсивность перехода урана из настурана и уранинита в раствор зависит от вещественного состава породы. Существенную роль играют пирит и органическое вещество, понижающие под влиянием кислорода рН раствора, что вызывает интенсивное поступление урана в раствор. Катионы Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ в этих водах никакой роли не играют, присутствие железа повышает интенсивность окисления и перехода урана в раствор /7/.

При нейтрализации этих вод (при взаимодействии с карбонатами пород или разбавлении этих вод нейтральными) образуется гель гидроокиси уранила UO₂(OH)₂.

2.1.2 Кислородные слабокислые воды (рН=3,0 – 6,5)

Слабокислые свойства воде придают органические кислоты, угольная кислота.

В этой области рН при наличии карбонат-ионов образуются карбонатные комплексы шестивалентного урана:

- устойчив при рН=4,5-6,5.

- устойчив при рН=11.

Присутствие в воде кислорода увеличивает интенсивность перехода урана в раствор, с другой стороны, слабая кислотность раствора способствует гидролизу уранил-иона, в связи с чем концентрация урана в растворе низкая.

В работе /13/ указывается, что равновесие карбонатного комплекса с гидроксокомплексом при одинаковой активности устанавливается при рН=5,16.

В случае наблюдения карбонат-ионов гидролиз подавляется.

2.1.3 Кислородные нейтральные или слабощелочные воды (рН=6,5-8,5)

В этих водах влияние кислорода также благоприятно сказывается на растворении урановых минералов, однако переход урана в раствор ограничен процессом гидролиза. В нейтральных хлоридных и сульфатных водах растворимость урановых минералов близка к их растворимости в дистиллированной воде /7/.

В присутствии карбонат-ионов устойчив комплекс состава:

При рН=7,5-8 воды бикарбонатного состава являются благоприятной средой для растворения карбонатов, сульфатов, ванадатов, а также окислов урана. В слабоминерализованных водах с нейтральной реакцией наиболее растворимы сульфаты, сульфокарбонаты и карбонаты урана, однако, высоких концентраций урана в этих водах не наблюдается из-за нейтрального или близкого к нему значения рН /7/.

В виде взвесей и коллоидов в нейтральной воде могут находиться урановые черни /7/.

2.1.4 Кислородные сильнощелочные (содовые) воды (рН=>8,5)

Эти воды являются высокоактивными по отношению к урану и обеспечивают его интенсивную миграцию в раствор /7, 12/.

В этих растворах уран существует в форме карбонатного комплекса: