Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.34 MB, 227 trang )
Các nghiên cứu thực nghiệm của chúng tôi đã xác định được rằng sự bão hòa nước cất
bởi Cacbonic sẽ nâng cao sự chiết xuất urani từ Nacturan và uraninit vào dung dịch
nước chừng 15 lần (bảng 24).Phương pháp thí nghiệm tương tự các thí nghiệm đã
được mơ tả ở trên với oxy, sự bão hòa nước bởi cacbonic được thực hiện tới hàm
lượng của nó 2g/l.
Bảng 24. Ảnh hưởng của CO2 đến sự rửa lũa của Urani từ nacturan và uraninit
Khoáng vật Urani
Nacturan No1
Nacturan No1
Uraninit
Uraninit
Dung dịch
H2O
H2O+CO2
H2O
H2O+CO2
Hàm lượng Urani trong dung dịch
10-4g/l
1 ngày
5 ngày
10 ngày
0,54
2,2
1,9
16,0
0,58
7,3
2,2
33,0
1,0
8,1
27
33,0
Độ pH của
dung dịch
lúc cuối thí
nghiệm
6,0
5,0
6,3
5,5
Bảng 25. Ảnh hưởng của CO2 đối với
sự rửa lũa của Urani từ các quặng thành phần khác nhau
Quặng số
Dung dịch
Hàm lượng Urani trong dung dịch 10-4 g /l
10 phút
1,0
3,0
4,4
6,0
3,5
40,0
2,5
4,5
25,0
70,0
3giờ
0,9
9,5
6,0
5,5
5,0
35,0
2,2
15,0
20,0
250,0
1ngày đêm
1
H2 O
1,5
1
H2O+CO2
8,0
2
H2 O
3,0
2
H2O+CO2
5,0
3
H2 O
20,0
3
H2O+CO2
200,0
4
H2 O
10
4
H2O+CO2
70
5
H2 O
45
5
H2O+CO2
300,0
Trong thời gian các thí nghiệm đã tiến hành kiểm tra hàm lượng ion HCO3 trong
dung dịch. Trong các thí nghiệm với nước cất nó bằng từ 39 đến 49 mg/l, trong các thí
nghiệm với nước được bão hòa bởi Cacbonic - nó tăng cao đến 79mg/l. Giá trị độ pH
của các dung dịch trong thời gian thí nghiệm nằm trong giới hạn 5-6. Sự tăng cao hàm
lượng ion HCO3 xác nhận về sự ảnh hưởng của Cacbonic đến sự chuyển hóa Urani
vào dung dịch xuất hiện đồng thời với sự chuyển hóa Carbonat chứa dưới dạng tạp
chất trong các khống vậtthành các Bicarbonat dễ hòa tan hơn. (Hàm lượng Carbonat
của nacturan và uraninit tương ứng bằng 6,36 và 1,12% CO 2). Các thí nghiệm tương tự
cũng đã được thực hiện với các quặng (các thân quặng cũng được nghiên cứu như
trong các thí nghiệm mơ tả ở trên sự ảnh hưởng thành phần anion của nước, các điều
kiện thí nghiệm cũng tương tự). Sự bão hòa nước bởi Cacbonic được thực hiện lúc bắt
đầu thí nghiệm tới hàm lượng của nó 1,8g/l, và hai lần trong thời gian thí nghiệm
61
.Các kết quả nhận được đã được đưa ra trong bảng 25. Sự ảnh hưởng rõ rệt nhỏ nhất
của CO2 thể hiện trong thí nghiệm với quặng No2 có hàm lượng thấp nhất của
Cacbonic (0,2% CO2). Trong các thí ngiệm còn lại sự có mặt của CO 2 quan sát được sự
tăng cao hàm lượng của Urani trong dung dịch chừng 10 lần.
Như vậy ảnh hưởng của Cacbonic đã được hòa tan trong nước lên cường độ
chuyển hóa của Urani vào dung dịch phụ thuộc vào thành phần vật chất của quặng, nói
riêng vào hàm lượng Carbonat trong chúng.
62
5. Ảnh hưởng của thành phần vật chất của quặng đến sự chuyển hóa của Urani
vào dung dịch nước
Bảng 26. Ảnh hưởng lượng bổ sung Carbonat Ca và Mg vào sự có mặt của CO2 đối
với sự chuyển hóa urani từ nacturan vào dung dịch nước
Hàm lượng trong dung dịch, mg/l
H2 O
H2 O
H2O+CO2
H2O+CO2
H2 O
H2 O
H2O+CO2
H2O+CO2
H2 O
H2 O
H2O+CO2
H2O+CO2
10 ngày đêm
5 ngày đêm
1 ngày đêm
U, .10-1
10 ngày đêm
5 ngày đêm
1 ngày đêm
CO32
10 ngày đêm
5 ngày đêm
HCO3
1 ngày đêm
Môi
trường
Lượng
bổ
sung
Carbonat
1g
Ca Mg
K+
Na
10 ngày đêm
pH
dung
dịch
lúc kết
thúc thí
nghiệm
0,8
39,0
40,0
49,7
0
0
0
0,54 0,67
Vết
0
0
6,0
1
0,9
48,0
44,6
49,6
0
0
0
0,6 0,58
Vết
0
0
6,0
5
75,6
75,6
65,8
0
0
0
2,7
6,2
6,3
Vết
0
0
5,05
75,6
63,4
66,1
0
0
0
2,2
7,3
8,1 15,7
0
0
5,20
0
45
6,3
9,7 15,0
0
0
6,3
CaCO3 48,8 - 48,6 0 0
0
67
6,3
8,1 15,0
0
0
6,4
CaCO3 46,4 44,0 46,4 0 0
0
2,7
12
10 231,8
0
0
6,55
CaCO3 185,2 613,9 915,0 0 0
0
5,8
19
10 283,7
0
0
6,20
CaCO3 363,3 578,8 897,9 0 0
93,3
145,2
149,0
39
62,4
42,0
0,31
6,3
13
0
64,5
0
9,05
MgCO3
9,1
MgCO3 95,2 148,8 155,0 48 56,0 48,6 0,18 3,6 13 0 75,4 0
0
8,5
MgCO3 984,3 2627,8 2661,0 0 400,8 400,2 7,2 15 13 0 191,8
0
8,4
MgCO3 981,2 2819,2 2771,0 0 400,8 401,3 9,0 17 15 0 182,1
Các thành phần phổ biến của các đá và quặng có ảnh hưởng tích cực đến sự
chuyển hóa của Urani trong đới Oxy hóa là các Sunfua, mà trước hết là Pyrit, cũng
như Carbonat. Ảnh hưởng của các Carbonat đã được nghiên cứu bằng thực nghiệm bởi
nhiều nhà nghiên cứu, trong số đó cả bởi tác giả của chương này. Khi có mặt các muối
CaCO3 và MgCO3 cũng như Canxit và dolomit tự nhiên sự chiết xuất urani từ
Nacturan và Uraninit ngay cả trong các điều kiện mơi trường khí quyển, khơng có sự
bão hòa bổ sung Cacbonic, khi độ kéo dài các thí nghiệm 10 ngày đêm đã tăng chừng
15 lần (Bảng 26). Đồng thời trong dung dịch tăng nồng độ các ion HCO 3 và độ pH
dịch chuyển về phía kiềm tính. Nếu như vào mơi trường bicarbonate canxi được tạo ra
khi hòa tan carbonat canxi tiến hành đưa ion Na + dưới dạng NaCl thì cũng ở các giá trị
độ pH đó sự chết xuất urani vào dung dịch tăng lên đáng kể (Bảng 27).
Bảng 27. Ảnh hưởng của ion Na+ lên cường độ chuyển hóa urani từ nacturan vào
dung dịch nước trong mơi trường hydrocarbonat canxi
Môi
Lượng bổ
Hàm lượng trong dung dịch, mg/l
pH dung
63
HCO3
sung
Carbonat 1g
1 ngày đêm
5 ngày đêm
10 ngày đêm
3 giờ
1 ngày đêm
5 ngày đêm
H2O
-
39,0
39,0
40,7
49,7
0,17
0,54
0,67
H2O
-
42,7
48,8
44,6
49,6
0,22
0,6
0,58
H2O
H2O
H2O+CO2
H2O+CO2
H2O
H2O
H2O+CO2
H2O+CO2
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl+CaCO3
NaCl+CaCO3
NaCl+CaCO3
NaCl+CaCO3
24,2
41,5
41,5
48,6
0,1
0,27
21,9
31,8
45,9
45,8
0,18
21,9
22,3
-
46,6
24,4
24,4
-
46,6
156,16
165,9
134,2
158,6
146,4
163,5
129,4
378,4
502,6
414,8 556,08
Chú thích:
10 ngày đêm
trường
3 giờ
U, .10-1
dịch lúc
kết thúc
thí
nghiệm
0,63
0,8
1
0,9
5
0,8
6,45
0,27
0,81
1,0
6,70
0,18
3,3
27
30
6,85
0,66
4,4
17
26
7,40
0,63
4
27
40
7,70
129,3
0,31
3,1
27
45
7,80
-
536,8
1,9
5,5
40
47
7,45
-
414,8
2,4
5,5
28
41
7,45
6,0
6,0
1) độ pH của nước cất 5,6
2) độ bão hòa bởi cacbonic 2,2 g/l
3) nồng độ HCO3 trong nước cất 16,5 mg/l
Như vậy các Carbonat trong các đá chứa urani hoặc các tạp chất carbonat trong
các khoáng vật urani tăng cao cường độ chuyển hóa urani vào dung dịch nước. Sự có
mặt của Na trong các đá khi rửa lũa chúng bởi nước thành phần Hydrocarbonat Canxi
tạo ra các điều kiện hóa học, cũng thuận lợi hơn đối với sự chiết xuất urani vào dung
dịch nước.
Các môi trường carbonat kiềm và axit sunfat đối với urani là các điều kiện hóa
học hoạt tính cao nhất đảm bảo chuyển hóa mạnh nó vào dung dịch nước và xác định
đặc trưng của các khoáng vật thứ sinh của urani. Tuy nhiên các đất đá và quặng không
hiếm khi chứa các sunfua và carbonat.Điều đó dẫn đến sư trung hòa lẫn nhau ảnh
hưởng của chúng đến cơ chế hóa học của các q trình.Trong các trường hợp này đặc
trưng các biến đổi thứ sinh của urani được xác định bởi tỷ lệ lượng các sunfua và
carbonat trong các đá chứa.
Tác giả của chương này đã làm thí nghiệm bằng thực nghiệm xác định các tỷ lệ
định lượng các sunfua và carbonat mà ở các tỷ lệ đó xác định đặc trưng này hay khác
của mơi trường nước. Các thí nghiệm được tiến hành như sau: các lượng hỗn hợp Pyrit
đã được nghiền nhỏ với CaCO3 (trong các tỷ lệ khác nhau) được đựng trong các bình,
đổ vào 500ml nước cất với pH = 5,6 theo chu kỳ khuấy đều giữ trong 45 ngày đêm.
Theo thời gian thí nghiệm tiến hành quan sát sự thay đổi độ pH của các dung dịch và
2
hàm lượng các ion SO 4 , Fe2+, Fe3+ (bảng 28).
Carbonat canxi cản trở sự tạo ra mơi trường axit, thêm vào đó trong các điều kiện
phòng thí nghiệm khi độ kéo dài các thí nghiệm 45 ngày đêm điều đó quan sát được cả
khi tỷ lệ carbonat đối với Pyrit bằng 15. Trong các dung dịch khi đó phát hiện được
64