CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
3.1. Cơ sở khoa học lựa chọn hệ phương pháp nghiên cứu
3.1.1. Sự hòa tan và rửa lũa urani từ quặng, khoáng vật và đá trong nước tự
trong quặng vào môi trường.
Việc nghiên cứu sự di chuyển urani trong đới biểu sinh của urani đã được đặt nền tảng bởi các nhà địa hóa Vernadxki V.I và Frerman. A.E. Tuy nhiên, sự phát triển và đóng góp đáng kể của công tác này bắt đầu từnhững năm 40-50 của thế kỷ 20. Ở Liên Xơ, đó là các cơng trình nghiên cứu của các nhà khoa học Vinogradop A.P, Germanov A.I, Grixaeiko L.X, Maringa D.P, Manxki J.E, Rojikiov A.N... Các cơng trình nghiên cứu của các nhà khoa học các nước trên thế giới gồm Grarel, Bel, Kennon (Mỹ), Xara (Hungari), Goffan (Áo) [70], [74].
Evxecva L.X (1962) [70], Roxman G.I, Bakhur A.E, Petrovia H.V (2012) [74] đã tổng hợp và đưa ra kết quả chính theo hướng nghiên cứu kể trên của các nhà khoa học trên thế giới như sau:
3.1.1. Sự hòa tan và rửa lũa urani từ quặng, khoáng vật và đá trong nước tự nhiên nhiên
a. Ảnh hưởng thành phần anion trong nước đến sự chuyển hóa urani từ quặng vào dung dịch nước: Để đánh giá ảnh hưởng của các anion trong nước đến sự chuyển hóa urani từ quặng vào nước, người ta xem xét ảnh hưởng của anion chính
3
HCO−. Sự có mặt của ion HCO3− trong nước đã làm tăng mạnh lượng urani được chuyển dịch từ quặng vào dung dịch. Thậm chí khi pH = 7 hàm lượng urani trong dung dịch chứa ion HCO3−đã tăng gấp 10 lần.
b. Ảnh hưởng của oxy đối với sự dịch chuyển từ các khoáng vật và quặng và dung dịch nước.
Oxy trong nước có vai trị là chất oxy hóa thúc đẩy sự chuyển hóa urani. Các oxit của urani hóa trị IV cũng như là hóa trị VI được liệt vào các hợp chất khó hịa tan. Các tính chất linh động của urani hóa trị VI cao hơn so với hóa trị IV được gây ra chủ yếu bởi khả năng tạo ra các hợp chất sunfat và Cacbonat phức dễ hịa tan. Do đó, ảnh hưởng oxy hóa đối với sự chuyển hóa urani vào dung dịch sẽ khác nhau và phụ thuộc vào các tính chất hóa học của mơi trường.
Theo các tài liệu thực nghiệm [70],[74] cho thấy, khi hịa tan các khống vật uraninit, nasturan trong nước chứa oxy với sự có mặt của pyrit, tạo ra mơi trường axit sunfuric trong dung dịch, làm tăng đáng kể cường độ hịa tan urani trong khống vật, đặc biệt khi nước bão hịa oxy. Khi đó hàm lượng của urani trong dung dịch tăng lên thậm chí ở các giá trị độ pH của dung dịch trong khoảng 4-5. Từ các khoáng vật chứa pyrit, khi có mặt nước chứa oxy sẽ chuyển hóa vào dung dịch nước lượng urani lớn hơn 20 lần lượng urani so với khơng có oxy (xem bảng 3.1).
Trong bùn xỉ, bãi thải, sự oxy hóa pyrit kèm theo sự phát sinh axit sulfuric kích thích sự rửa lũa các kim loại nặng sẽ tiếp diễn trong thời gian 200 năm [74], [39].
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của oxy khi có Pyrit đối với sự chuyển hóa urani [70]
Dung dịch Lượng thêm
Pyrit, g Hàm lượng Urani trong dung dịch (10-5g/l) Độ pH của dung dịch 1 ngày đêm 5 ngày đêm 10 ngày đêm 17 ngày đêm Lúc bắt đầu thí nghiệm Lúc kết thúc thí nghiệm H2O - 10 10 19 19 5,5 6,7 H2O+O2 - 10 10 9,5 18 5,5 6,8 H2O 0,5 70 250 660 1800 5,5 5,0 H2O+O2 0,5 77 350 2000 15000 5,5 4,1
Như vậy ảnh hưởng của oxy đến sự chuyển hóa của urani có liên quan chặt chẽ với thành phần vật chất của quặng và phụ thuộc vào tình trạng địa hóa có thể được thể hiện ở mức độ khác nhau.
c. Ảnh hưởng của thành phần vật chất của quặng đến sự chuyển hóa urani vào dung dịch nước: các thành phần vật chất trong 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 cacbonat. Các nghiên cứu thực nghiệm xác định trong môi trường axit sunfat, urani chuyển hóa mạnh hơn so với trong mơi trường cacbonat. Khi có mặt một mình Pyrit, hàm lượng urani trong dung dịch tăng lên 100 lần ngay cả khi pH = 4,5. Như vậy, hàm lượng urani hịa tan khơng chỉ phụ thuộc vào hàm lượng tuyệt đối của urani trong quặng, mà cịn vào các tính chất hóa học của các dung dịch.