Tersine Dönen Tabiat Ana, İkinci Bölüm

Kuzey Amerika’nın önde gelen In Situ Leach (ISL) uranyum madenciliği mühendisleriyle konuştuk ve onlara ISL’nin tam olarak nasıl çalıştığını açıklamalarını sağladık. Birleşik Devletler’deki önemli ISL operasyonlarının çoğu bu mühendisler tarafından tasarlanmış ve / veya inşa edilmiştir. ISL madenciliğinin Doğa Ana sürecini gerçekten nasıl tersine çevirdiğini açıkladılar.

ISL EKSTRAKSİYON VE İŞLEME

ISL madenciliği sırasında, milyon konsantrasyon başına parça sayısına göre çok düşük konsantrasyonlarda uranyum içeren üretim kuyularından yüzeye su pompalanır. ISL işleminin bir sonraki adımı uranyum dikarbonatı çıkarmaktır. Ekstraksiyon, bir işleme tesisi içinde iyonların kimyasal olarak değiştirilmesiyle yapılır. Anthony, iyon değişim sürecinin bir ev Culligan su yumuşatıcısına çok benzediğini açıkladı. İyon değiştirme reçineleri kullanarak sudaki sertliği veya kalsiyumu sodyum ile değiştirerek giderir. Lowes veya Home Depot’a gidip bir su yumuşatıcı satın alırsanız, temelde bir uranyum ekstraksiyon tesisinin ev versiyonuna sahip olursunuz. Temel fark, su yumuşatıcınızın bir katyon değiştiriciye sahip olmasıdır. Anthony, bir uranyum fabrikasının düzgün çalışması için, uranyum yüklemek üzere özel olarak tasarlanmış bir anyon değişim reçinesi kullanmanız gerektiğini açıkladı.

Ve bu sihirli iyon değişim reçinesi nedir? Reçine, uranyum anyonları için bir afiniteye sahip yüklü parçacıklar olan küçük polimer boncuklardan oluşur. Anthony, bir kapta, çözelti içinde düşük uranyum konsantrasyonunu adsorbe edebilen bu küçük reçine taneciklerinden tam anlamıyla milyonlarca var. Adsorpsiyon, statik elektrik gibi bir şeyin başka bir şeye çekilmesi veya ona tutunmasıdır.

Neden uranyumu bu şekilde işlemeniz gerekiyor? Anthony, özünde, iyon değiştirme işleminin, büyük hacimlerde düşük konsantre uranyum çözeltisini çok daha yüksek konsantrasyonda uranyum içeren çok daha küçük bir hacme yoğunlaştıran bir zenginleştirme (indirgeme) işlemidir. Başka bir deyişle, zenginleştirme uranyumun çıkarıldığı büyük hacimdeki sudan daha kompakt bir forma konsantre edilmesidir. Tercih edilen araç bir iyon değişimidir.

Anthony zenginleştirme sürecinin gerçek hayattan bir örneğini verdi: Seyreltik uranyum konsantrasyonları içeren üç milyon galonluk kuyu alanı çözeltisi, bir milyonda 100 parça eksi 0.10 gram / litre, bir iyon değişim reçinesi yatağından geçirilir. Çözeltinin dakikada 2.500 galon hızında akması durumunda bunu başarmak 24 saat sürebilir. Bu sürenin sonunda, reçine yaklaşık 2.500 pound uranyum ile yüklenir.

URANYUMU KESME

Uranyumun sıyrılmasına elüsyon işlemi denir. Bu, pozitif ve negatif yüklü iyonların kimyasal değişimi yoluyla yapılır. Reçineler, aktif sitelerdeki ücrete göre sınıflandırılır. Reçine üzerindeki aktif bölgeler anyon reçineleri için pozitif, katyon reçineleri için negatif yüklü, Norris bizi aydınlattı. Reçinelerin bir çözeltiden kimyasal iyonları çıkarma yeteneği, aktif bölge denilen şeyden kaynaklanıyor, diye devam etti. Bizim durumumuzda, normal masal tuzundan elde edilen klorür iyonları, bu pozitif yüklü aktif bölgeyi stabilize etmek veya geçici olarak nötralize etmek için kullanılır. Negatif yüklü klorür iyonu, pozitif yüklü bölgeye yapışır ve Norris’in elektrostatik kuvvetler dediği şey tarafından yerinde tutulur. Uranil dikarbonat gibi negatif yüklü iyonlar çözelti ile temas ettiğinde, klorürü atacak ve onu uranil dikarbonat ile değiştirecektir.

Bu kimya dersiydi. Anthony bunu kısaca özetledi, Sadece yer değiştirdiler. Reçineye klorür iyonu için uranyuma göre daha fazla afinite vardır. Böylece, uranyum reçine yatağından sıyrılır. İşleme tesisi, uranyum yüklü reçine paketinin tamamını bir tuz banyosu çözeltisine batırarak, yüklü uranyumu reçineden kimyasal olarak ayırır. Anthony, tuz çözeltisinin hacminin 10.000 galon civarında olduğunu ve 30 gram / litre uranyum çözeltisinin konsantrasyonuna neden olduğunu söyledi ve uranyumun nasıl konsantre hale geldiği sürecini anlattı. Sıyrılmış uranyum çözeltisi konsantrasyonu, kuyu alanı çözeltisinden 300 kat daha fazla büyütüldü, bize bildirdi. Konsantrasyon seviyesi artık geri kazanım için ekonomik olarak işlenebilir: bir nükleer tesis için çökeltme, susuzlaştırma, kurutma ve tamburlama.

URANYUMU TAMBURA GETİRMEK

Uranyum çözeltiden çıkarıldıktan sonra çökelir. İşleme aşamasının bu noktasında, sarı kek bulamacınız var. Yakından bakıldığında, bir tür sarımsı ve ıslak, akan çimento karışımına benziyor. Susuzlaştırma işlemi tam da bunu yapar, sarı pasta karışımındaki suyu giderir.

Anthony, katıları çözeltilerden ayırmak için tasarlanmış bir cihaz olan bir filtre presi kullanıyorum. Filtre presleri, dünya çapında çeşitli gıda, kimyasal ve ilaç işleme türlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Anthony, şimdi daha çok sarı keki gibi görünen uranyum katılarının filtre presinde tutulduğunu, yıkanabilecekleri ve daha sonra düşük sıcaklıkta vakumlu kurutucu ile bir toz halinde kurutulmadan önce havayla kurutulabileceklerini söyledi. .

Peki, filtre presi nedir ve işiniz bittiğinde bitmiş sarı keki nasıl elde edersiniz? Anthony, bir dizi plaka ve içi boş çerçeve ya da bir dizi gömme oda olabilir, diye yanıt verdi. Filtre bezi plakaların üzerine örtülür veya girintili bölmelerde tebeşirlenir. Sarı kek bulamacı filtreden pompalanarak sıvı fazın filtre bezinden geçmesine izin vererek uranyum oksidi cihaz içinde tutar. Anthony, filtreyi tutabileceği kadar sarı keki ile paketlemeyi seviyor. Anthony, daha sonra klorür iyonlarını düşük bir seviyeye çıkarmak için temiz suyla yıkandı. Klorür konsantrasyonlarını bir uranyum zenginleştirme tesisinin gerektirdiği kabul edilebilir seviyeye çıkarmazsanız, bu sevkiyata karşı ceza kesilir.

Son adımlar, sarı kekiğin vakumlu kurutucuya taşınmasını içerir. Uranyum oksitlerin rengi, sarı pastayı kurutmak için sıcaklığın ne kadar yüksek veya düşük olduğuna bağlıdır. Smith-Highland Ranch fabrika müdürü Patrick Drummond, bize yüksek sıcaklıklarda kurutulmuş saf uranyum oksit gösterdi. Neredeyse siyahtı. Kurutma işlemi tamamlandıktan sonra uranyum, DOE onaylı 55 galon varillerde paketlenir ve bir zenginleştirme tesisine taşınır. İşte o zaman, zenginleştirilmiş uranyum nihayet bir nükleer reaktöre güç vermek ve ucuz bir elektrik kaynağı sağlamak için kullanılabilir.