Выделение урана из кремнистой породы

[Метвед]

Есть у меня в наличии довольно таки богатая урановая руда.  Содержание урана в ней от ~1 до ~10 процентов.  Руда в состоянии радиоактивного равновесия, то есть, в ней помимо слабо радиоактивного урана и все высокоактивные продукты его распада присутствуют - радий и т.п.   Потому она прямо таки зверски  "фонит" в гамме, ~десятки миллирентген в час.  Руда представляет собой плотную скрытокристаллическую кремнистую породу. Фото небольшого количества ниже:

Связываться с дроблением до пылевидного состояния этой руды как то не хочется ничуть.  Вопрос - возможно ли сплавить её с кальцинированной содой прямо в таком виде?

Если да, то в чём сплавлять (материал тигля) и какая температура нужна?

Ну и дальше - как без плясок  с бубном и без дорогих химреактивов выделить из полученного плавня уран (в виде некого соединения)? Много мне не надо (есть мыслишка залудить трошки уранового стекла) потому выход даже 30-40 процентов меня вполне устроит. 

[shah82]

тигель графит, довольно быстро разрушается (видимо по реакции С + Na2CO3 -> Na + CO), но не загрязняет расплав, или нержавейка термостойкая- проживет сильно дольше, но будет гадить никелем и хромом в расплав

 

температура от 800 С, лучше 900... впрочем не знаю насчет летучести солей урана

 

и да, расплав будет пускать пузыри и пылить радиопктивной пылью, поэтому я бы сильно не рекомендовал... еще и присесть можно

Изменено 17 Декабря, 2023 в 09:32 пользователем shah82

[Arkadiy]

Плавиковая кислота и отгонка  UF₆  от раствора гексафторкремниквой кислоты 

Но товарищ майор у же взял вас на карандаш!

Изменено 17 Декабря, 2023 в 10:16 пользователем Arkadiy

[nonoi3]

Вы там поосторожнее с правоохранительными службами... Если попадетесь, мало не покажется.

Как я понял, вы собираетесь проводить реакцию UО₃ + 3 Na₂CО₃ + Н₂О = Na₄[UО₂(₃CО)₃] + 2 NаOH  

Учитывая наличие кремниевой породы и целого спектра радиоактивных и не только металлов выделить это соединение  в чистом виде в кустарных условиях почти невозможно, надеюсь вы это понимаете.

Основная проблема -  sio2, при сплавлении будет идти реакция: na2co3+sio2= Na2SiO3 + CO2 . От na2sio3 избавитесь при окислении комплекса сернягой(статья) , что вам придется делать в любом случае.

Материал: графит точно нет(восстановление углеродом оксидов и самой соды), нержавейка - оптимальный вариант, но накакает примесями металлов. Можно было бы взять термостойкий керамический тигель (избавление от примесей алюминия и железа расписано в статье) или же термостойкое стекло, которое вам не жалко, как уже писал, от силикатов избавиться не проблема,

Температуры 750-900 градусов, но не выше 1000. Для сплавления до пыли дробить не обязательно, но такие крупные куски как у вас, брать точно нельзя, иначе реакция пройдет только по поверхности. Измельчите их хотя бы до размера рябиновых ягод, такого будет вполне достаточно.

Насчет проведения общего синтеза, в промышленности уран выделяют из Na₄[UО₂(CО₃)₃] окислением кислородом воздуха, синтез в статье другой, так что пропускать кислород нужно будет только на стадии избавления от co2, не более.

Не вижу смысла переписывать материал из статьи, так что вот вам ссылка: https://studopedia.su/8_22585_osazhdenie-urana-iz-karbonatnih-rastvorov.html , там все расписано и разложено по полочкам. Выход возможен даже до 60 процентов, так что, я думаю, вас это полностью устроит.

Изменено 17 Декабря, 2023 в 10:41 пользователем nonoi3

[RET]

Мария Кюри?

Может не в России...

[Метвед]

Мне, собственно, не нужно отделять уран от силиката натрия, поскольку всё равно дальше урансодержащий продукт пойдёт в качестве добавки в стекло. Лишь бы не было в составе других тяжёлых металлов (задавят люминесценцию уранового стекла в УФ) и всякой высокоактивной хрени вроде радия.  Сам то по себе уран  слабо радиоактивен. 

[nonoi3]

В 17.12.2023 в 14:04, Метвед сказал:

Мне, собственно, не нужно отделять уран от силиката натрия, поскольку всё равно дальше урансодержащий продукт пойдёт в качестве добавки в стекло. Лишь бы не было в составе других тяжёлых металлов (задавят люминесценцию уранового стекла в УФ) и всякой высокоактивной хрени вроде радия.  Сам то по себе уран  слабо радиоактивен. 

Тогда все вообще очень просто: Когда проведете реакцию образования комплекса , киньте его в воду с подачей co2 по шлангу и прокипятите около часа в ней, потом остудите и выпавший осадок из оксидов побочных металлов и кальцинированной соды в мусорку. Потом бахаете в раствор добрую порцию щелочи - 

2 Na₄[UО₂(CО₃)₃] + 8 NaOH = 2 Na₂UO₄ + 6 Nа₂СO₃ + 4 Н₂O, в выпавшем параллельно осадке будет приличное кол-во урана, но самого осадка будет мало. Избавляетесь от осадка, в растворе будут соли урановых, молибденовых, ванадиевых и т.д кислот, соли урана будет будет в районе 60-70%. Дальше, думаю, вы знаете что делать. 

В 17.12.2023 в 14:04, Метвед сказал:

качестве добавки в стекло.

Извиняюсь, что не учел, просто я слишком молод для слова 'лудить', если это не ошибка конечно.Вообще честно говоря не понимаю зачем вам урановое стекло, стоит оно недорого, столько запары ради него...

Изменено 17 Декабря, 2023 в 11:41 пользователем nonoi3

[nonoi3]

В 17.12.2023 в 14:37, nonoi3 сказал:

Потом бахаете в раствор добрую порцию щелочи - 

Забыл уточнить, на этом этапе тоже нужно будет прокипятить раствор, чтобы реакция пошла.

[nonoi3]

В 17.12.2023 в 14:37, nonoi3 сказал:

урановых, молибденовых, ванадиевых

Еще , я тут тоже немного облажался, они как раз выпадут на этапах фильтрации осадков в виде оксидов и двойных солей(кроме урана), так что получающийся продукт претендует на какую-то заоблачную чистоту. Разве что хром и его друзья могут остаться в очень малых кол-вах, но не более.

 

Изменено 17 Декабря, 2023 в 11:54 пользователем nonoi3

[Вадим Вергун]

ИМХО, такие куски, уж тем более высококремнистой породы даже сплавлением толком не переработать. Надо измельчать. Чтоб не пылило можно мельчить в шаровой мельнице с водой. Мельницу можно сделать из толстой пластиковой тары закинув в нее куски стального прутка.

Ну а дальше я бы рекомендовал залить эту чачу азоткой, потихоньку отогнать воду (чтоб азотка была поконцентрировпннее), а дальше кипятить с обратным холодильником пока не надоест, пару дней минимум.

Дальше фильтровать и промывать. 

Раствор можно переработать через осаждение АУТК, но это будет гемерно учитывая больше содержание примесных металлов, так что я бы рекомендовал экстракцию, если нет доступа к ТБФу, то можно использовать банальный диэтиловый эфир (при соответствующих мерах предосторожности). Для ваших целей будет достаточно одной экстракции.

Вся злая дрянь окажется в водной фазе после экстракции. Можно попробовать соосадить радий вместе с барием в виде сульфата, если оно вам интересно.

Ну а так, нейтрализовать раствор и замешать на нем цемент. Залить его в какую-нибудь тару с крышкой (по типу банки от краски) и поверх покрыть битумом чтоб не ржавело. Ну и на вечное хранение.

Изменено 17 Декабря, 2023 в 13:11 пользователем Вадим Вергун