Sodaalkalische Laugung und Probleme bei der Abtrennung des Urans aus dem Wasser

 
Bei der sodaalkalischen Laugung wird das in IV-wertiger Form vorliegende Uran zunächst in die VI-wertige Form oxidiert und daraufhin mit Hilfe von Na₂CO₃ (Soda)  in einen wasserlöslichen Komplex (Trikarbonatouranat-Komplex) überführt. Die ablaufende Oxidationsreaktion kann wie folgt dargestellt werden:
  UO₂ + ½O₂ + 3Na₂CO₃ -> Na₄[UO₂(CO₃)₃] + 2NaOH

Bei der angeführten Reaktion bildet sich der Trikarbonatouranat-Komplex und Natronlauge. Diese würde das Uran sofort entsprechend der Reaktion
Na₄[UO₂(CO₃)₃] + 4NaOH -> Na₂U₂O₇ + 2H₂O + 3Na₂CO₃ ,

die in der Regel bei der Uranimmobilisierung abläuft, wieder als Natriumdiuranat ausfällen.

Da aber gleichzeitig bei der Laugung der in jedem Uranerz anwesende Pyrit durch Soda ebenfalls gelaugt wird, entsteht das die Natronlauge zu Soda umsetzende Natriumhydrogenkarbonat (Bikarbonat).
2FeS₂ + 8Na₂CO₃ + 7½ O₂ + 7 H₂O -> 2Fe(OH)₃ + 4Na₂SO₄ + 8NaHCO₃ NaHCO₃ + NaOH -> Na₂CO₃ + H₂O

Diese grundsätzlich bei der Uranaufbereitung in der WISMUT eingesetzte Aufbereitungstechnologie führte zum stets gleichzeitigen Vorliegen von CO₃^2--, HCO₃^-- und SO₄^2- - Ionen in allen für eine Behandlung (aktiv oder passiv) in Frage kommenden Wässern. Weiterhin treten in den zu behandelnden Wässern Arsen und Radium in unterschiedlichen Konzentrationen bzw. Aktivitätskonzentrationen auf.

Das Vorhandensein der Karbonat-/Bikarbonationen in den zu behandelnden Wässern führt für eine passive Reinigung der Wässer durch Immobilisierung des Urans zu folgenden Konsequenzen:

• Solange das Uran an den Trikarbonatouranat-Komplex gebunden ist, läßt es sich nicht ausfällen.

• Der Trikarbonatouranat-Komplex wird erst bei pH-Werten, die höher als 11,4 oder niedriger als 2,3 sind, zerstört. Diese pH-Werte lassen sich ohne gezielte Chemikalienzugabe nicht einstellen.

• Die Karbonat-/Bikarbonatkonzentrationen im Gleichgewicht mit dem atmosphärischen CO₂ stellen ein stabiles Puffersystem dar, das erfahrungsgemäß in dem vorliegenden Vielstoffgemisch nur schwer durch Modellierung beschrieben werden kann.

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