Карбонатное выщелачивание

Карбонатное выщелачивание урана основано на взаимодействии минералов урана с водными растворами солей карбонатов и бикарбонатов, в результате которого образуются хорошо растворимые карбонатные комплексы урана /17/.

Схематично процесс выщелачивания окислов урана карбонатами можно описать реакциями:

При увеличении концентрации гидроксил-ионов в растворе (рН = 6,5-9,2) карбонатные соединения уранила сильно гидролизуются с образованием гидроксокарбонатов /15/.

При рН>10 гидролиз настолько глубокий, что уран начинает выпадать в осадок с образованием уранатов /19, 17/:

Поскольку при взаимодействии карбонатов с окислами урана реакция идет с образованием ОН^— - ионов, для нейтрализации ионов с целью подавления гидролиза карбонатное выщелачивание необходимо вести в присутствии бикарбонатов:

В процессе карбонатного выщелачивания также можно выделить три зоны: зону выщелоченной руды, зону активного выщелачивания и зону невыщелоченной руды.

Процесс взаимодействия карбонатно-бикарбонатных растворов с рудным телом в активной зоне выщелачивания можно описать следующими реакциями.

Суммарная реакция растворения трехокиси урана в карбонатных растворах описана выше. Однако, процесс растворения UO₃ намного сложнее. Считают, что наиболее полно растворение UO₃ иллюстрирует следующие реакции /5/:

Суммарное уравнение реакции вполне удовлетворительно для проведения расчетов и описания процессов, происходящих в разбавленных растворах /5/.

Выделяющаяся щелочь нейтрализуется бикарбонатом:

Из уранита и настурана в содовый раствор переходит только шестивалентный уран. Для выщелачивания UO₂ требуется предварительное окисление /22/:

Растворы карбонатов взаимодействуют с породообразующими компонентами.

Сульфиды (пирит FeS₂, халькопирит CuFeS₂ и другие) взаимодействуют с карбонатами по реакции:

Если содержание сульфидов в породе превышает 2-4%, карбонатное выщелачивание нерентабельно /22/.

Сульфаты также взаимодействуют с карбонатами /22, 17/:

Двуокись кремния также частично растворяется:

Фосфор, ванадий, молибден образуют под действием соды растворимые фосфаты, ванадаты и молибдаты /22/.

Большинство реакций карбонатных растворов с породообразующими компонентами протекают в незначительной степени, поэтому расход карбоната на эти реакции обычно небольшой.