Uraniul

Uraniul face parte dintre elementele care au jucat un rol deosebit la dezvoltarea energeticii nucleare prin proprietatea acestuia de a fisiona si a elibera energie. Descoperirea fisiunii nucleare si a reactiei in lant au dus la era tehnologiei nucleare.

Uraniul este destul de raspandit in natura sub forma diferitelor tipuri de minereuri (pehblenda, uraninit etc.). Uraniul este folosit actualmente drept combustibil nuclear sub forma Uraniului Metalic sau a unor compusi chimici.

In toate cazurile se pune problema obtinerii, fie a uraniului, fie a unor saruri ale acestuia de puritate nucleara. Impuritatile (chiar urme) pot duce la deranjamente grave, din cauza unor sectiuni eficace de captura mari. Datorita acestui lucru apare necesitatea utilizarii unei tehnologii a substantelor pure. Uraniul si sarurile lui se obtin din prelucrarea minereurilor prin doua tehnologii chimice. Acestea duc la obtinerea unui concentrat chimic. Faza urmatoare consta din rafinarea sarurilor si apoi obtinerea pe cale pirometalurgica a uraniului, a unor combinatii sau aliaje ale sale.

Minereurile de uraniu care au un continut redus de carbonati sunt atacate cu acid sulfuric. Dupa atac are loc separarea fazelor prin filtrare, iar uraniul este extras din solutia acida fie cu anumiti solventi organici (amine), fie mai ales cu rasini schimbatoare de ioni. Rasina se elueaza, iar uraniul este precipitat sub forma unui diurant (yellow cake). Unele uzine evita faza de filtrare, facand extractia uraniului cu rasina direct din pulpa acida (resin in pulp=RIP). Minereurile de uraniu care contin carbonati nu pot fi prelucrate pe linie acida din cauza consumului prohibitiv de acid sulfuric. In acest caz, minereul fin macinat este supus unui atac alcalin cu solutii de carbonat de sodiu, in reactoare cu barbotare cu aer, de tip pachucas. Aerul joaca de asemenea si rolul de oxidant, caci numai U VIII trece in solutie sub forma unui complex (uraniltricarbonat). Separarea fazelor se face prin filtrare, iar complexul se distruge cu NaOH cand precipita diuranatul de sodiu (yellow cake). Alte procedee evita si aici fitrarea, folosind procedeul RIP. Dupa elutie se precipita un diuranat.

Pin cele doua procedee rezulta un concentrat chimic care este diuranatul (continutul in uraniu variaza intre 40-65%). Concentratul este tratat apoi intr-o uzina de rafinare, unde se redizolva in acid azotic, iar purificarea se face prin extractie cu solventi (TBP). Reextrasul care contine numai uraniu, este apoi prelucrat tinand seama de produsul final dorit. Pentru obtinerea uraniului metalic se poate proceda astfel: solutia apoasa de azotat de uranil se concentreaza si se calcineaza la UO3. Acesta se reduce cu hidrogen (uscat) la UO2. Ultimul se fluorureaza cu HF anhidru la UF4. UF4 se reduce final cu calciu sau magneziu la uraniu metalic. Uraniul este prelucrat apoi mecanic si termic. El se introduce in teci de protectie din aluminiu sau aliaje Al-Mg, otel inoxidabil zircaloy ...