OBTENCION DE CONCENTRADOS 1. Fabricas en funcionamiento

2.1.1. Fabrica de uranio General Hernandez Vidal

2.1.1.1. Proceso inicial

Esta fabrica, con una capacidad de production entre 60 у 80 t U³O^s/a, empezo a funcionar a finales del ano 1959, realizando la concentration mediante un sistema de cambio de ion en lecho fijo con elucion nitrica. El producto final se basaba en la obtencion de un concentrado sodico de uranio, en un proceso discontinuo.

Puesto que la fabrica trataba menas de distintas caracteristicas, se obtenfan eluidos de composicion variable y, en funcion de esta composicion, se utilizaban

tres procedimientos alternatives de precipitacion. El circuito era el mismo [1 ] у estaba formado por cuatro tanques agitados de 30 m3 para precipitacion discontinua у lavado del precipitado; dos filtros prensa de placas у marcos con una superficie filtrante de 15 m2, provistos de sendas bombas de alimentation;

un secadero de bandejas con una capacidad de 240 kg de concentrado por carga, que trabajaba a 110° С con circulation forzada de aire, calentado con vapor mediante un intercambiador de calor; dos tolvas de almacenamiento de concentrados desde las que se envasaba en bidones mediante un tornillo que reducia el tamano al exigido en las especificaciones.

Los tres procedimientos empleados, en funcion de la calidad del eluido, fueron los siguientes:

— Precipitacion directa en una etapa. Se aplicaba a menas que daban eluidos bajos en fosfato у hierro total. Se precipitaba a 40—60°C

con NaOH al 30—33% hasta pH 7. La suspension se dejaba decantar у el

uranato espesado se lavaba con agua y, tras nueva decantacion, se filtraba, secaba у envasaba.

— Precipitation en dos etapas con cal у sosa. El eluido se calentaba con vapor directo a 40— 60°С у se anadia lechada de cal al 10% hasta pH 2,8, que evolucionaba hasta pH 3,0—3,2. Se dejaba decantar el precipitado, у se trasvasaba el liquido claro a otro tanque, filtrando el precipitado en uno de los filtros prensas. La torta se reciclaba a lixiviacion para recuperar el uranio у el liquido, junto con el procedente de la decantacion, se llevaba a otro de los tanques de precipitacion, se calentaba a 40—60°C у se precipitaba con NaOH al 30—33%, siguiendo el mismo tratamiento que en la precipitacion directa. Sin embargo, esta tecnica presentaba varios inconvenientes. De una parte, la cantidad de uranio en la torta de la primera precipitacion era alta у la calidad del producto final no siempre se ajustaba a especificaciones, por su elevado contenido en calcio у en si'lice, aportada por la lechada de cal.

— Precipitation fraccionada con sosa. Para evitar los inconvenientes del proceso anterior se utilizo el siguiente procedimiento [2]: Se llenaba el tanque a precipitar у se analizaba la concentration de hierro у fosfatos.

Se calentaba a 35—40°С у seguidamente se anadia sulfato ferroso hasta ajustar a una relation molar Fe/P igual a 2. La sal ferrosa se oxida en el medio nitrico del eluido a hierro ferrico. A continuation se anadia NaOH al 30—33% hasta pH 3,0—3,2, precipitando fosfato ferrico que se

decantaba, previa adicion de floculante у se filtraba. Los h'quidos de filtracion у decantacion se trataban como en la precipitacion en una etapa.

De esta forma la cantidad de uranio reciclado en el precipitado es muy baja у el concentrado se ajusta a las especificaciones.

2.1.1.2. Proceso actual

En al ano 1970 se sustituyo la etapa de cambio de ion por extraction con aminas, realizandose la reextraccion con una solution de NaCl 1M acidulada con 5 g H²S0⁴/1. EI equipo de precipitacion se ha mantenido pero la precipitacion se realiza con solucion acuosa de amonfaco, a una temperaturade 45°C hasta llevar el pH del liquido a 7,0-7,5.

El concentrado precipitado (ADU) se decanta, se lava en el mismo tanque y, tras nueva decantacion se filtra, seca у envasa como se hacia en el proceso inicial.

Mediante control de la evolution del pH у manteniendo la temperatura en el valor indicado, se consiguen concentrados de caracteristicas fisicas aceptables para la sedimentation у filtracion у dentro de especificaciones. Un analisis tipico de los concentrados obtenidos es el siguiente (en tanto por ciento):

U (72); S04(6,2); СГ(0,12); Fe (0,35); Na(l,3); As « 0 , 1 ) ; Mo « 0 , 0 5 ) , V2O5 « 0 , 2 ) UjnsoL « 1 , 1 0^{- 3}) . Las impurezas referidas al uranio.

2.1.2. Instalacion "ElElefante"

Esta instalacion, con una capacidad de produccion de 125 t U308/a, utiliza un proceso de lixiviacion estatica en pila, recuperando el uranio de los liquidos fertiles mediante extraction con aminas у reextraccion con una solucion de NaCl 1M у 5 g H2S04/1 [3]. El extracto acuoso, con un contenido de

20—30 g U³0⁸/1, se precipita con amoniaco gas diluido con aire en proportion 1:5, en un sistema continuo formado par tres tanques agitados en serie, de igual capacidad.

Se controla el pH en cada tanque, 5,5 en el primero, 6,5 en el segundo у 7,5 en el tercero y, asi mismo, la temperatura, ya que ambos parametros son fundamentales para obtener concentrados de composition quimica у caracteristicas fisicas adecuadas [4].

El tiempo total de retention es de 1 h у el rebose del tercer tanque se envia a un decantador, al que se anade floculante у del que se extrae la pulpa espesa, que se repulpa con sulfato amonico у se decanta de nuevo en otro espesador cuya descarga se envia a un filtro rotativo a vacfo en el que se lava con agua.

Los reboses de los espesadores у filtro se pasan por filtros de arena para retener las particulas de uranato. Cuando la perdida de carga en estos filtros aumenta, los solidos retenidos se lixivian con acido sulfurico у esta solucion se junta con el extracto acuoso que entra en precipitation.

Latorta de filtration, con 50—60% p/p de solidos, se envia a un tanque agitado у de el se bombea a unas bandejas que se introducen por cargas en una estufa, donde se calientan a 300°C. La calefaction se realiza con propano, calentando el aire que circula por la estufa en un cambiador de calor con los gases de combustion.

Tras el secado, las bandejas se descargan en una tolva a traves de un triturador, que reduce el concentrado a un tamano maximo de 6 mm. Desde la tolva se carga en bidones mediante un alimentador de tornillo. Un analisis tipico de los concentrados obtenidos es el siguiente (en tanto por ciento): U308 (90);

S 0⁴( 6 , l ) ; Fe(0,8); СГ (0,06); Na (0,8); UjnsoL (0,001); As (0,1); Mo (0,05);

V205 (0,2).

Todo el conjunto se encuentra en un edificio separado del resto de la instalacion, existiendo unos extractores de aire, que pasando a traves de unos filtros de mangas, retienen los posibles polvos que puedan producirse. Hay un control de polvos у de la radiactividad ambiental.

2.1.3. Instalacion Lobo-G

Se trata de una instalacion experimental [5] con una capacidad de produccion de 30 t U308/a у que, basicamente, esta formada por dos lfneas, una de lixiviacion estatica en pila у otra de lixiviacion con agitation, lavado con

ciclones en contracorriente, seguido de una etapa de resina en pulpa con elucion sulfurica en columna у extraction con aminas de la solution fertil de lixiviacion juntamente con el eluido de cambio de ion. La reextraccion se realiza con solution de NaCl 1M acidulada con 5 g H2S04/1.

Los extractos acuosos, conteniendo 20—25 g U³0⁸/1, se precipitan con amoniaco gas diluido con aire en proportion 1:5, en un proceso continuo que se lleva a cabo en tres tanques agitados en serie, con un tiempo de retention total de 1 h. El pH se ajusta a 5,5, 6,5 у 7,5 en los tanques 1°, 2° у 3°

respectivamente, manteniendose la temperatura a 35—40°C. El precipitado se decanta en un espesador у la pulpa espesa se lava en un segundo decantador, enviandose la descarga de este a un tanque agitado desde el que se alimenta al homo. Los reboses de los espesadores se pasan por sendos clarificadores para retener las particulas de uranato antes de reciclarlos a la preparation de agente de reextraccion о de eliminarlos.

El concentrado del segundo espesador se bombea a un horno de solera multiple, calentado con gas propano a 450°C, que trabaja en depresion mediante un extractor que envia los gases, junto con el polvo arrastrado, a una columna de platos, regada con el extracto acuoso que entra en precipitation, у que retiene las particulas de concentrado, el amoniaco y, al mismo tiempo, eleva la temperatura del extracto al valor necesario para la precipitation.

La descarga del horno se recoge en unos recipientes cerrados que se descargan en una tolva, a traves de un triturador, у desde la que se llenan los bidones mediante un alimentador de tornillo. Todo este conjunto es estanco para evitar la salida de polvos de uranato. Los concentrados obtenidos dan una composition muy semejante a la citada en 2.1.2.

Toda la zona de testation у manipulation del concentrado seco se ha ubicado en una nave independiente para reducir al maximo los problemas de polucion. Dentro de la nave se lleva un control de particulas en suspension у de la actividad de estas particulas.

2.2. Fabrica en proyecto

Actualmente se esta construyendo una fabrica que trata una mena

conventional de uranio у hay en proyecto dos instalaciones para la recuperation del uranio del acido fosforico.

2.2.1. Proyecto Quercus

Esta instalacion [3], que actualmente esta en construction, tiene una capacidad de proyecto de 555 t U308/a у se basa en un proceso conventional en el que el uranio se recupera de la solution fertil mediante extraction con aminas у reextraccion con sulfato amonico a pH controlado.

El extracto acuoso, que llega a pH 4,5—4,7 con 20 g U308/1 у 200 g S04/1, se precipitara con amoni'aco gas diluido con aire en relation 1:3, a una tem­

perature de 35°C, de forma continua en tres tanques agitados en serie, controlando la distribution del pH en valores 5,5, 6,5 у 7,5 en los tanques primero, segundo у tercero respectivamente. El tiempo total de retention en el sistema es de

1 hora. En estas condiciones se obtienen concentrados de facil manipulation у con un contenido en sulfatos suficientemente bajo [6].

El rebose del ultimo tanque pasa a un decantador cuya descarga se centrifuga, lavandose en la misma centrifuga con agua. El rebose del espesador junto con los liquidos de centrifugacion se pasan por unos filtros de arena carbon у se recirculan para la preparation del agente de reextraccion.

La pulpa descargada de la centrifuga se recoge en un deposito agitado у se bombea a un homo de solera multiple en el que se calcina a 350—400°C. El producto del horno, con un contenido minimo previsto del 90% en U308, se recoge en una tolva desde la que se almacena en bidones.

2.2.2. Recuperation del uranio del dcido fosforico

En la actualidad existen dos proyectos para la recuperation del uranio del acido fosforico, mediante un proceso de extraction en dos ciclos con

D2EHPA-TOPO, realizandose la reextraccion en el segundo ciclo con una solution acuosa 0,5M en (NH4)2 C 03 у adicion de amoniaco gas para mantener el pH entre 9— 10, valor al que precipita el tricarbonato de uranilo у amonia (AUTC).

Tras la separation por centrifugacion del AUTC у lavado sobre la centrifuga, se calcina a 550°C obteniendose un concentrado con 96—98% en U³0⁸.

Se estan preparando dos proyectos para dos fabricas de acido fosforico, ambas situadas en Huelva, una que producira 120 t U³0⁸/a partiendo de una capacidad de tratamiento de 3700 m3/d de acido fosforico у otra mas pequena que producira 30 t U308/a.

El diagrama de flujo se ha comprobado en una planta piloto, con una capacidad de 7 m3/d de acido fosforico [7] montada en la fabrica propiedad de Fosforico Espanol, S.A. en Huelva.