o 2 1uo;+ ratio upon I I uo 2+ s obre o proce s s o. As respostas foram medidas em ter - PRECIPITAÇÃO DE CONCENTRADOS DE URÂNIO PELO peróxido DE

(1)

PRECIPITAÇÃO DE CONCENTRADOS DE URÂNIO PELO pERÓXIDO DE

ｈｉｄｒｏｇｾｎｉｏ＠

OLAVO BARBOSA FILHO LUIZ ALBER'IO CESAR TEIXEIRA2

RESUMO

Foi r ea lizado um estud o experimental da precipitação do peró-xido de uranilo (U04xH20), e m e scala d e laboratório. O princi pal obj e tivo t o i avaliar a precipitação do peróxido de uranilÕ como a lternat5 va ao pro cesso convencional de precipitação do diurana to de amónio. Um plano fatorial foi usado para avaliar os e f e itos do pH inicial, pH de precipitação e relação H2

o

₂ I

I

uo2+

s obre o proce s s o. As respostas foram medidas em ter

-mos das variáve is seguintes:

R1 - e ficiênci a de precipitação do U (a 2 e 4 hs) R2 - conteúdo de U nos precipitados

R3 - distribu ição de impurezas nos pre cipitados

O p r oc es so mostrou-s e b astant e sarisfatório nas condições estu dadas.

ABSTRACT

fu1 e xperimenta l study o n the precipit a tion of uranyl peroxide

(U04xH 20) has been c a rried out in a laboratory scale. The main ob jecti ve was to a ssess the possibility of the peroxide route as an a lte rnati ve to a conventional ammonium diuranate proc e ss. A factorial ce sign was used to evaluate the effects of ｴｨｾﾷ＠ _{initial pH, pre cipitatio n pH and H2}

o

₂

1uo;+

ratio upon the pro cess. The foll<wing response variable s were measured: R1 - eff iciency of U precipitation (at 2 ·and 4 hs)

R2 - content of U in the pre cipitate s

R3 - distribution of impurities in the precipitates Overall, the process works very satisfactorily over the studi e d range of conditions.

1 _{M.Sc., Enr; ·? Químico - Departamento d e Ciência dos Materiais}

e ｾｾｴ｡ｬｵｲｧｩ｡Ｌ＠ PUCIRJ

Pro f e ssor ＮｾｪｵｮｴｯＬ＠ De partamento d e Ciência dos Materiais e Meta lurgia , PUC / RJ

(2)

1 - INTI!ODIIJJÇ.M

Tem-se observado, nos Últimos 20 anos, uma evoluç ão nas especificações de pureza de concentrados de urânio. Na busc a por produtos mais puros, destacam-se as pesquisas sobre a precipitação do urânio pelo peróxido de hidrogénio, cujo p rodu to é o peróxido

de uranilo (POU), de fórmula U04.xH20. A precipitação é conduzida

em pH ácldo (tipicamente, 2 ,5 - 4,0). Este fato, aliado à g rande afinidade do peróxido pelo ion uranilo, torna o pro cesso muito mais seletivo que aque les convencion a lmente adotados, de ｰｲ･｣ｩｰｩｴｾ＠

ção do diuranato de amónio (DUAl, do diuranato de sód i o (DUS), ou de outros tipos de uranato s .

são muitas as vantagens do peróxido de uran i l o e m rel a ção ao DUA, que é o concentrado mai s produzido atualmente, e m esca la mundial.

A primeira vantagem r e laciona-s e com o grau de pure za do concentrado. Enquanto que o peróxido de uranilo é precipitado em pH

=

2,5 - 4,0, o DUA é pre cipitado e m pH

=

6 ,0 - 8,0, o que faz com que aumente em muito os teo r e s de impurez as metá lic as no produto . Isto ocorre porque as impurez as metá lica s catiônic a s so fr e m hidrólise e tendem a coprecipitar (sob a forma de h idróxidos)

à medida que se eleva o pH. Um outro fator que con tri bui pa ra a maior pureza do pe ró xido de uranilo é a capacidade de comple xaç ão do H202 sobre metais com o Zr, V, Mo, Ti, etc , o que retém es

tes metais na fas e aquosa sob a forma de peroxi-comple xos solúveis. A segunda vantagem do peróx ido de ura nil o em rel ação ao DUA é o maior teor de U₃0₈ no concentrado. Nos concentrados de peróxido de uranilo este t eor situa-se facilmente acima de 80% em peso (base seca), enquanto que nos conce ntrados de DUA os teores

(3)

encontrados com maior freqüência situam-se na faixa de 60 - 70%. Ademais, o peróxido de uranilo é um precipitado de ｮ｡ｴｾ＠

reza marcadamente cristalina, de elevada velocidade de decantação a boa filtralidade. O precipitado seco é bastante fluente, o mesmo ocorrendo com o produto de calcinação (U₃0₈) . O DUA, por

outro lado, é um precipitado amorfo, de decantação lenta, com ten dência a se aglomerar quando da secagem, tendência esta mais ｰｲｾ＠

nunciada quando da calcinação. Durante esta última operação, ob serva-se forte desprendimento de amónia, o que tem

ocupacionais e de poluição ambiental.

implicações

Ainda no que se refere a calcinação, é relevante o fato de que, no caso do peróxido de uranilo, pode-se fazer a termo-re dução controlada a U0₃ (ao invés de diretamente a U₃0_{8 ) ,}o qual, quando da dissolução com HN03 , não produz NO, muito corrosivo. No

caso dos diuranatos não há tal possibilidade, o que implica em maior corrosão do equipamento.

O principal fator que desencorajava o uso correrte da precipitação do peróxido de uranilo era o preço dos reagentes Ｈ･ｾ＠

pecificamente, do H202 ). Esta tendência tem sido revertida em

anos mais recentes e várias plantas já produzem o peróxido de ura nilo com vantagem em relação ao DUA. Vários fatores tem contr! buído para esta opção. Um deles é a já mencionada evolução das especificações de pureza, com a aplicação de penalidades a produtos impuros. O custo algo mais elevado do H₂0₂ (em relação

à amónia) tende a ser mais do que compensado pela redução ou mes-mo eliminação das penalidades. Os demais fatores estão ｲ･ｬ｡｣ｩｯｮｾ＠

dos com as vantagens, acima referidas, do peróxido de uranilo em relação ao OOA, vantagens estas que repercutem não apenas na etapa de

(4)

preçipi tação mas em outras operaçoes do processo, como a separaç-ão sólido/líquido, secagem, calcinação, bem como no processo de refi-no.

2 - PRJCESSAMEN'IO HIDROMETAL0RGICO DE M:nd!RIOS CONVENCIONAIS DE URANIO

Há vários trabalhos de revisão geral sobre o assunto

ＨＱＭｂｾ＠

são

apresentadas a seguir apenas algumas indicações para situar a operação

de precipitação no contexto do tratamento hidrometalúrgico de miné rios convencionais (isto é, nao fosfáticos) de urânio.

Na Figura 1 vê-se um fluxograma geral do processo. Após a cominuição, a polpa é submetida a lixiviação, que pode ser áci da ou alcalina, dependendo da composição mineralógica do minério em questão. Segue-se a separação sólido/líquido após a qual a lixívia entra no circuito de extração por solventes (e/ou troca iÓnica; há plantas que adotam uma primeira etapa de precipitação diretamente a partir da lixívia) • A fase orgânica carregada entra então num circuito de reextração. O reextrato (ou eluido) obtido é introduzido na etapa de precipitação, da qual se obtém o concen trado de urânio, também referido como "yellow-cake".

A reação global de precipitação do peróxido de uranilo é a seguinte:

(1) Considerando que o ion uranilo encontra-se dissolvido em meio ｰｲｾ＠

dominantemente sulfúrico, a reação acima pode ser reescrita:

(5)

ÁGUA

H

aso.

SOLVENTE (ALAMINAI

'

OXIDANTE

ＭＭＭｾｊｦｦｩｯ

ﾷＩ＠

--- - -{ EFLUENTE) { NoCI + H1S04 ou NH• + (rjH.I1S04

Figura 1 - Fluxograma simplificado da extração ｨｩ､ｲｯｭ･ｴｾ＠

lúrgica de urânio - Processo convencional com lixiviação ácida.

(6)

De acordo com a reaçao 1, a relação ponderal Ｈ･ｳｴ･ｱｵｩｯｭｾ＠

trica) é de 0,126, o que equivale a uma relação H₂0₂/U₃0₆ de 0,121.

3 - OB.JE'TIVOS E DESCRIÇÃO DO TRABALHO EXPERIMENTAL

3.1 - Objetivos

O princi pa l objetivo foi avaliar a precipitação do ｰ･ｲｾ＠

xido de uranilo como alternativa ao processo convencional de ｰｲ･｣ｾ＠

pitação do diuranato de amônio (DUA). Para isto, o processo foi avaliado quanto à eficiência de precipitação (percentagem ｰｲ･｣ｩｰｾ＠

tada, em U308 ) , ao teor em U306 e aos teores de impurezas nos

concentrados obtidos.

O trabalho experimental foi desenvolvido em escala de la boratório, com um sistema de precipitação descontínua (isto é em batel ada). Procurou-se tirar o máximo proveito de informações ob tidas por outros pesquisadores(9-17) , particularmente na seleção

das variáveis a serem estudadas, a saber: pH inicial (pHi), pH de precipitação e maturação do precipitado (pH ) , _p e quantidade de

2+

(relação H202/U02 ) • A temperatura foi fixada em 30°C para

todas as experiências.

3.2 - ｾｭｰｯｳｾｯ＠ da so lução-Estoque Utilizada

Foi utili z ado nas experiências um reextrato uranífero de composição reportada na Tabela 1

(7)

TABELA 1 - Composição da Solução Uranífera usada nas Experiências Definitivas

Espécie Concentração Espéci e Concentração

g/.f. g/.f. U30a 53,46 C a 0,078 V205 0,003 Na 48 PO, 0,041 K 0,036 Haletos 23,8 B <0,005

c.e.

adicional 18,5 Ti <0 , 00 1 Mo 0,004 Zr 0,043

so,

98 Si02 0,013 Fe 0,049 Mg 0,0078 As 0,0004

3.3 - Procedime nto Experimental e Equipamento

Tomava-se 300 m.e. da solução uranífera do es toque, que se encontrava em pH

=

0,5. O pH era ajustado até o valor pHi (pH inicial). Procedia-se à adição de H₂0_{2 ,} que durava cerca de 1 minuto. O pH caia rapidamente (vide reação 1) e se estabiliza va em um certo valor, no qual o sistema ficav a e m e quilíbrio tran sitório. O sistema era deixado aproximadamente 10 minutos n este estado, sem se observar precipitação. Em seguida, iniciava-se a adição de base (NH,OH 1:1 em volume) para ajustar o pH ao valor

pH _p (pH de precipitação). O tempo de precipitação/ maturação era _. contado a partir do instante em que este pH era atingido, e durava 4 horas. O pH era mantido neste valor até o final da experiência.

Na Figura 2 vê-se o esquema do sistema usado nas ･ｸｰ･ｲｾ＠

ências. Conforme referido acima, o pH era controlado mediante adi ções de base, com auxílio do dosador automático (bureta eletróni ca) (6, Fig. 2). O pH era registrado graficamente.

(8)

I . REATOR COM CAMISA D'ÁGUA 2. EIXO DO AGITADOR ELÉTRICO

1

3 8URE TA OE PRECISÃO (para adiç4o de H₁0₁l <1 . TERIAÔfAETRO OE ｉＮｾｅｒｃￚｒｉｏ＠

6 11

5. PLACA AOUECEOORA COlA AGITADOR h'AGNÉTICO CORNING MOO. PC-351

6 OOSAOOR AUTOMÁTICO METROHM MOO 655 7. COMANDO MANUAL REMOTO DO OOSADOR 8 . VA.LVULA PARA DOSAGEM OE BASE 9 . pH-METRO MICRONAL MOO. 8 375 10. ELETROOO OE VIDRO (paro pH )

11. REGISTRADOR GRÁFI CO CARL ZEISS MOO. K 201

00000

•

...

•

(9)

ｾＴ＠ - Planejamento Estatístico das Experiências

As experiências foram realizadas segundo um plano ｦ｡ｴｯｲｾ＠

al com as três variáveis referidas - Tabela 2 - com dois níveis ｰｾ＠

ra cada variável - Tabela 3. Experiências no ponto central do es

paço fatorial foram utilizadas para avaliação do erro tal (I 8 1 I 9}

experimen-TABELA 2 - Tabela de Sinais do Plano Fatorial 23

A CÓdigo de _{pH inicial} Tratamento (1}

-a + b

-ab + c

Ｐ

_Ｒ

ＯｕｏｾＫ＠ Inferior 1,00 3,00 0,151 N í v e l 5\.\E.e rior 2,00 4,0 0 0,227(**) 0,151 equival e a 20% de excesso 0,227 equival e a 80% de excesso

(10)

As variáveis foram estudadas em seus efeitos sobre a efi ciência de ｾｲ･｣ｩｰｩｴ｡￧￣ｯ＠ (percentagem do U precipitado) e sobre os teores de ｕｾｃ _Ｘ＠ e de impurezas no precipitado. A observação da e ficiência de prec ipitação foi feita em tempos de 2 e 4 horas, me diante determinação espectrofotométrica do urânio remanescente na

ｦ｡ｾ･＠ nquosa.

Testes preliminares foram r e alizados para verificação da r e produtibilidade experimental e da influência da velocidade de agitação. Na faixa experimentada (2 90 - 440 rpm) não foi observa do efeito atribuível à velocidade de agitação, pelo que optou-se pelo valor de 300 rpm, suficiente para uma boa homogeneização da po lpa no reator .

4 - RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 - Resu ltados quanto à Efi c iência de Precipitação

Os resultados experimentais quanto à eficiência de preci pitação e teor d e U₃0₈ no precipitado encontram-se na Tabe la 4.

Já foi menci on ado que a ef ici ê nc ia de prec ipitação é dada pe la ｰ･ｾ＠

centagem - em termos de U₃0_{8 -} de urânio precipitado. Uma forma equivalente

é

r efe ri-la pela percentagem restante na fase aquosa que, por diferen ça de 100, dá a e ficiência de pre cipitação. O tra tamento dado ao p lano fatori a l tomou como r espos ta a percentagem r estant e . Maximizar a e ficiên c i a de precipitação equivale a mini mizar a percentagem r e stante .

O e rro e xperimental foi estimado a partir dos r e sultados (percentagens r e stantes) das experiências no ponto central, para 2

- . (I B ｉｾＩ＠

(11)

TABELA 4 - Resultados Experimentais

Eficiência de % Restante %u3o0

Expcri!ncia pll pH Excesso Rclaçfo Precipitaç!o (%) (na fase aquosa) no

de de 2+ Precipitado

N9 lni<:ial ｐｲ･｣ｩｰｩｴＺｾ￧Ｚｬｯ＠ u,o, _% H,O,/UO, 2 h 4h 2h 4h <B= Seca)

XPERIENCIAS NO PONTO CENTRAL DO ESPAÇO FATORIAL

_, _{I 50} _{1 50} ₅₀ _0,189 _99,72 _99,96 _0,28 ₀₀₄ _{82 8}

ｾ＠ I 50 50 50 0,189 99,80 99,99 0,20 001 82 9

11 I 50 3 50 50 0,189 99,71 99,99 0,29 001 83 3

12 1.50 3 50 50 0,189 99,84 99,99 o 16 001 83.1

XPERIIÕNCIAS DO PLANO FATORIAL

20 nn 3.00 20 0.151 96,54 97,91 3 46 2 09 82,2 19 LOO 3.00 80 0,227 99,47 99,83 o 53 o 17 83,2 17 nn . 4.00_ 20 0,151 99,28 99,97 0,72 o 03 82,8 16 00 4 no 80 0,227 98,51 99,84 I 49 o 16 82,9 21 2.00 3.00 20 0,151 96,79 98,05 3 21 I 95 82,3 18 2.00 1.00 80 0,227 99,88 99,96 o 12 004 83 ,1 14 _2.00 4.00 Ｒｾ＠ 0,151 99,21 99,996 o 73 o 004 8U 13 200 . no 80 0,227 98,88 99,96 I 12 004 83,5

Obs: As experiências n9s 1-8 foram os testes preliminares.

Média amostral:

-

y = ｾ＠_n (1)

Desvio padrão amostral: s =

11

'L

(y

_(n.-1)

-

yl

2 (2) Onde: Y valores das percentagens restantes individuais

=

0,0629) observada após 2h pode ser atribuída às inevitáveis variações que ocorrem em processos de nucleação homogénea.

(12)

As estimativas de erro experimental s

=

0,0629 e s

=

0,0150 foram usadas na análise fatorial. Como essas estima-tivas resultaram de quatro experiências no ponto' central, ､･ｶ･ｾｳ･＠

considerar v

=

n - l

=

3 graus de liberdade. O valor do _{ｰ｡ｲ￢ｭｾ＠} tro t da distribuição t - Student com 3 graus de liberdade e 95% de certeza é: ｴｾﾷＹＵ＠

3,18.

As tabelas 5 e 6 resumem os resultados da análise fato rial para os tempos de precipitação de 2 e 4 horas, ｲ･ｳｰ･｣ｴｩｶ｡ｭ･ｾ＠

te. Nessas tabelas estão contidos: a tabela de sinais para o ｰｬｾ＠

no fatorial, as respostas obtidas (% restante, em U₃0₈) , os câl

culos dos efeitos de cada variável, e o valor do parâmetro t cal culado em relação ao erro experimental. são consideradas ｳｩｧｮｩｦｾ＠

cativas aquelas variáveis cujo valor absoluto do parâmetro t é maior ou igual a to, 9 s

3 3,18.

As Tabelas 5 e 6 revelam que o pHi (A) , o pH _p (B) e a

relação (C) têm efeitos negativos (isto e, inversos) sobre a percentagem restante (o que eq11ivale a dizer que são posi-tivos em relaç ão à eficiência de precipitação). Um efeito inverso quer diz e r que, aumentando-se o valor da variável, ocorre a dimi-nuição da percentagem restante, para um mesmo tempo de ｰｲ･｣ｩｰｩｴｾ＠

çao. Observa-se também que os efeitos do pHP e da relação H202 /

ｕｏｾＫ＠

são mutuamente dependentes, e que há um forte efeito

positi-vo da sua interacão (BC) sobre a percentagem restante. Isto ｳｩｾ＠

nifica que o aumento simultâneo dessas duas variáveis faz aumen tar a percentagem restante. Esta só diminui quando o pHP e a re lação ｈ

Ｒ

Ｐ

Ｒ

ＯｕｏｾＫ＠ variam em sentido contrário, o que se torna ｡ｰｾ＠ rente pelo exame dos resultados da Tabela 4. Todas essas constata ções aplicam-se, naturalmente, à região definida pelo plano ｦ｡ｴｯｲｾ＠

(13)

sobre a Eficiência de Precipitação (Indicada pela Percentagem do U508 Restante

no Filtrado) - Tempo de Precipitação de 2 horas.

CÓDIGO DE

ｔｒａｔａｍｅｎｔｏｉｅｾｰ･ｲｩ￪ｾ＠

c1a n9 1 a b ab c ac 20 21 17 14 19 18 + + + + + + + + + + + + + bc 16 + - + + + + + 3,46 + + 3,21 + + 0,72 + 0,73 + + 0,53 + 0.12 + 1,49 _ _ _ _ ...;:.ibc __ ____ ___ .:.1:.:3:___ ____ _: ... :___ ___ +_:_ _ _ _:+:___ _ _ _:_+ _ _ _ _:_+ _ _ _ ｟［Ｋｾ＠ _ _ _ +_:_ _ _ _ _;+ _ _ _ _ Ｎ］ｾＺＮＮ＼ＧＭ］ｾｾＭ, , 2 8 Divisor ｾ＠ - - - -···- - 1,42 Efeito

+

ｾ＠

Ｈｾｩ｡Ｉ＠

- - - -- Efêlto tcalculaCb

=

ＭｳＭｾ＠

==:?;>-

---s

= Significativo 4 4 4 4 4 4 4 -\) ,2::i5 -0,815 -1,215 0,075 -0,135 i. 795 -o.o55 -4,05 - 13,0 - 19,3 1,19 -2,15 28,5 -D,874

NS

=Não

ｓｩｧｮｩｦＱｾﾷ｣｡ｾｴＺｩｶｯｾ］］］］］］］］］］］］］］］］］］］］］］ｾ］］］］］］ＭＭ］］］ＭＭ］］］］Ｍ］］ｾ］ＭｾＭＭｾＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭＭ

s

NS

s

NS OBSERVAÇÍÍES: A = pH inicial B

=

pH ､･｟ｰｲ･｣ｩｰｩｾｾ＠ C = relaçao H202/U02

Ponto central: y = o,2375

s

=

0,0629 o 9 5

Tabela t-Student (bivariada) : t, · 3,18

w

..,.

o

(14)

sobre a Eficiência de Precipitação (Indicada pela Percentagem de U308

-

- 7,00 -67,0 -61,0 2,00 -1,33 66,7 -1,67

s

= Significativo

_-

_s

_NS _NS

_s

_NS

NS = Não Significativo

OBSERVAÇÕES: A = pH inicial Ponto Central: y = 0,0175

B = pH de precipitação s = 0,0150 Restante I%

ｉ･ｳｾ＠

te (y) 2,09 1,95 0,03 0,00 0,17 0,04 0,16 0,04 - 2 0,95

C = relaçao H202

/U0

2 Tabela t-Student (bivariada) : t3 = 3,18

w

ｾ＠

(15)

20 - 80%). Qualquer extrapolação tem, ｮ･｣･ｳｳ｡ｲｩ｡ｭ･ｾｴ･Ｌ＠ que se apoiar em dados experimentais adicionais.

Com os resultados das experiências do plano fatorial fo ram construídas as Figuras 3 e 4, para 2h e 4h, respectivamente.

O efeito do pHi é muito menor que os demais efeitos ｳｩｾ＠

nificativos. Isto torna-se visível pelas Figuras 3 e 4 e também pode ser constatado pelos cálculos das Tabelas 5 e 6.

O fato mais interessante (Fig. 3) é o forte efeito da in teração entre o pHP e a relação H20 / U02+ ₂ ₂ _• _{Com pHP}= 3, 00, ob serva-se um acentuado declÍnio da percentagem restante com o au mento da relação H202 /U02 2+ I

se na reaçao l. Com pH _p

o que já seria de se esperar com ba 4,00, o comportamento observado é o inverso; há um ligeiro aumento da percentagem restante com o au mento da relação _{H20 2/ U02 .}2+ Este e feito inverso do excesso de H₂0₂ sobre a eficiência de precipitação deve-se provavelmente à

intervenção de processos de hidrÓlise na precipitação do peróxido de uranilo, a partir de pH ; 4,00.

Diversos pesquisadores constataram que, a o se aumentar gradualmente o pH de soluções ácidas, o ion uranilo - ｵｯｾＫ＠ - co meça a sofrer hidrólise a partir de pH

=

2,7; em pH = 4,0 a ex tensão da hidrÓlise já é apreciável(20-2 3) . Uma discussão detalha

da desses aspectos físico-químicos é feita em outro lugar(2' ) •

De um modo geral, os resultados obtidos quanto à ･ｦｩ｣ｩ￪ｾ＠

cia de precipitação foram bastante satisfatórios (vide Tabela 4). Numa experiência adicional, adotando-se pH .

=

2,00, pH

=

3,50 e

ｾ＠ p

excesso de H₂0₂ de 50%, obteve-se eficiência de precipitação de 99,95% em 2h, e 99,99% em 4h.

- - Z+

funçao do pHi e da relaçao H202/U02 , para os

dois níveis do pH de precipitação e tempo de precipitação de 2 horas.

(17)

Ｌｾ＠ｾＬｾ＠

'

I I I I l I I I I I ' I 'I.REST .. NTE hl O PHprocipi.loç&l • 3,00 A ｐｈｰｲｯ｣ｬｰｩｬｯｾｯ＠ • -4,00 _ TEMPO OE PRECIPITAÇAO • Ｔｾ＠

Figura 4 - ｐ･ｲ｣･ｮｴ｡ｧｾｭ＠ de U₃0₁ restante na fase aquosa em

- - z+

funçao do pHi e da relaçao H202/U02 , oara . os

dois níveis de pH de precipitação e tempo de precipitação de 4 horas.

(18)

4.2 -Resultados quanto ao Teor de U30e no Concentrado

Na análise dos efeitos das variáveis estudadas (pHi' pHP e relação sobre o teor de no concentrado, fo ram efetuados cálculos idênticos àqueles das Tabelas 5 e 6. Neste caso, constatou-se que nenhuma das variáveis estudadas é ｳｩｧｮｩｦｩ｣ｾ＠

tiva para o teor de U₃0₈ no concentrado. Estas conclusões, ｮ｡ｴｾ＠ ralmente, aolicam-se à região definida pelo plano fatorial. O con

junto dos valores obtidos (Tabela 4) revela que o teor de U₃0₈ no concentrado

é

muito estável a despeito das mudanças nos níveis das

ｾ＠

variáveis estudadas.

Nos precipitados obtidos nas experiências do plano fato rial, o teor médio de U308 é de 82,9%, base seca. Um valor mui

to bom se se considera que a maior parte do peso restante é cons tituído por H₂0.

Foi feita determinação de perda de peso por calcinação (900°C durante 2h) nas amostras n9s 11 e 12, cujos teores em U₃0_{8 ,} base seca, eram de 83,3% e 83,1%. As perdas de peso foram de 15,82% e 16,10%, respectivamente. Considerando que o produto de calcinação é basicamente U₃0_{8 ,} os teores no material calcina do são de 98,95% e 99,05%, valores que podem ser considerados excelentes.

4.3 - Resultados quanto à Incorporação de Impurezas ao Concentrado

Alguns resultados são apresentados na Tabela 7, na qual é feita uma comparação com as especificações da Allied Chemical. Pode-se verificar que os níveis das impurezas ficam quase sempre abaixo dos limites oara aplicação de penalidades. Esta é uma das grandes vantagens da precipitação do peróxido de uranilo em rela

(19)

nos Concentrados e as EspecificaçÕAs da Allied Chemical (*)

-NÚMERO DA ｅｘｐｅｒｉｾｎｃｉａ＠ TABELA DA ALLIED CHEMICAL ESPJ!:CIE

(20)

çao à precipitação de uranatos (DUA, DUS, etc).

4.4 - Observações Complementares

Micrografias revelaran que os ｰｲ･｣ｩｰｾＭ tados obt:.dos con

sistem de grandes agregados de cristais arredondados com 1-4 ｾｭ＠ de

diâmetro. Esta constituição marcadamente cristalina é responsável pela boa filtrabilidade e alta velocidade de decantação dos ｰｲ･｣ｾ＠

pitados.

5 - ClOIIIIICirJill5'Õli!S

1) O processo de precipitação do peróxido de uranilo, aplicado a um reextrato uranifero industrial (Tabela 1), apresentou resul tados altamente satisfatórios tanto do ponto de vista da efici ência de precipitação (% do urânio removido da solução), quanto dos teores de U₃0₈ e ､ｾ＠ impurezas nos precipitados obtidos.

2) Em algumas das condições adotadas no presente trabalho, foram obtidas eficiências de precipitação da ordem de 99,9% em 2 ho-ras.

3) Após calcinação (900°C_por 2 h), os concentrados alcançaram ｴ･ｾ＠ res da ordem de 99% em U308 • Os teores em U308 dos

precipita-dos secos (ll0°C por 14 h) ficaram em torno de 83%. O principal responsável pela perda de peso por calcinação é o H₂0. A fórmu la básica dos precipitados secos é U04.2H20.

4) O processo mostrou-se muito seletivo em relação as impurezas analisadas. Foi obtido um peróxido de uranilo cujos teores de todas as impurezas analisadas satisfazem os requisitos de ｰｵｲｾ＠

(21)

do-se abaixo dos limites para aplicação de penalidades.

5) No que diz respeito ao teor de U O no concentrado, não foi ob servado qualquer efeito significativo das variáveis estudadas (pHi, pHp e relação ｈ _ＲＰ _ＲＯｕｯｾＫＩＮ＠ Este teor mostrou-se considera velmente estável diante das mudanças nos valores daquelas vari áveis.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem o suporte dado pela Peróxidos do Brasil Ltda. ao Grupo de Hidrometalurgia da PUC/RJ para a realiza-ção deste trabalho, extensivos à NUCLEBRAS pelo inestimável apoio analítico.

REFERtNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1 - SEN, R.; Urànium Ore Processing - A Revie\,, Journal of Mines, Metais and Fuels, February 1979.

2 - THE STAFF OF A.H. & ASSOCIATES, Toronto, Canadá; Uranium Mil ling - A Review of World Operating Conditions, for presenta tion at Uranium 82 - 12 th Annual Hydrometallurgical ｍ･･ｴｩｮｧｾ＠

Toronto, Canada, August 29- September 1, 1982. 3- HARDY, C.J.; The Chemistry of Uranium Milling,

Acta 25: 121-134, 1978. Radiochimica

4 - HARTLEY, F.R.; Coventional Processes to Produce Yellow Cake, Paper II in the AAEC Symposium on Uranium Processing, 1972. 5- ALFREDSON, P.G., CRAWFORD, R.E. & RING, R.J.; Review of Recent

Developments In Uranium Extraction Technology, Report AAEC/ E 466, December 1978.

6- HARDY, C.J.; Possible Trends and Methods for the Production of High-Purity Products, Paper VII ·in the AAEC Symposium on Ura nium Processing, 1972.

7 - LITZ, J.E. & COLEMAN, R.B. ; A Review of United States Yellow Cake Precipitation Practice, Proceeding of an Uranium Fluori des, 101-115, Paris, Junho 5-8, 1979.

8 - ALFREDSON, P.G. ; Australian Experience in the Production of Yellow Cake and Uranium Fluorides, Proceedings of an Advisory Group Meeting on Production of Yellow Cake and Uranium Fluori des, 149-176, Paris, Junho 5-8, 1979.

(22)

9 - MOHR, P.; Production of Uranium Peroxide, United States Pa tent No. 2.511.543, May 1, 1951.

10- CAROPRESO, F.E. & BADGER, W.P.; Hydrogen Peroxide precipitation of Uranium at the Atlas Minerals Uranium Mil!, Transactions Soe. Mining Eng. 1 AIME, 254: 281-284, 1973.

11 - SHABBIR, M. & TAME, K.E.; Hydrogen Peroxide Precipitation of Uranium, U.S. Bureau of Mines, Report of Investigations 7931, 1974.

12- WATERS, D.J.; The Precipitation of Uranium by Hydrogen xide - Investigation on an Ion-Exchange Eluate, Interox chnical Information, Interox Chemicals Pty. Ltd.,N.S.W., tralia, 1080.

Per o

Te

Aus=

13- MONDES!, C.R. & ABRÂO, A.; Produção Experimental de Peróxido de Urânio e seu Uso para Obtenção de U02 Cerâmico, Anais da

Assoe. Bras. Quim., 33 (1-4): 31-36, 1982.

14- BROWN, RICHARD A.; Uranium Precipitation with Hydrogen Peroxi de, FMC Corp., presented at the AIME Annual Meeting,Las Vegas Nevada, USA, February 24-28, 1980.

15- KELCHNER, B.L.; A Qualitative Survey of the Physical Affecting the Precipitation of Uranium from Uranyl Solution by Hydrogen Peroxide, Los Alamos Scientific tory, LA-1089, July 7, 1950.

Factors Nitrate Labora

16- WALTON, M.E.; Uranium Peroxide Precipitation- An Investigation for Sociéte Nationale d'Elf Aquitaine, Interox Chemicals Ltd., Hydromet. Group, Report No. HM 32, England, 1982. 17- BROOME, A.D.J.; Preliminary Report of a Laboratory Investiga

tion into Uranium Peroxide Precipitation from Solutions Deri ved from the Figuera Deposit, Brazil, Interox Chemicals ｌｴ､Ｎｾ＠ Hydrometallurgical Research Note 83/8, England, 1983.

18- BOX, G.E.P. & HUNTER, W.G. & HUNTER, J.S.; Statistics for Ex-perimenters - An Introduction to Design, Data Analysis, and Model Building, John Wiley & Sons, New York, 1978, 653 pp. 19 - BOX, G.E.P. & CONNOR, L.R. & COUSINS, W.R. & DAVIES, O.L. &

HIMSWORTH, F.R. & SILLITTO, G.P. ; The Design and Analysis of Industrial Experimenters, Ed. by DAVIES, P.L., Oliver and Boyd, London, 1967.

20- AHRLAND, S.; The Hydrolisis of the Six-Valent Uraniumin A queous Solutions, Acta Chemica Scandinavica,

l•

374-400, 1949. 21 - KOMAR, N.P. & TRETYAK, Z.A.; J. Anal. Chem. U.S.S.R.,

lQ,223-229, 1955.

22- HEARNE, J.A. & WHITE, A.G.; Hydrolisis of the Uranyl Ion, J. Chem. Soe., 415, 2168-2174, 1957.

23- GUREVICH, A.M. et al.; Spectrophotometric Investigations of the Systern U02 (N0,)2 -ROH-H202-H20, ｒ｡､ｩｯｫｨｩｲｮｩｹ｡ＬｾＬｎｯＮＱＬＳＲＭ 43

(23)

24- BARBOSA FILHO, OLAVO.; Precipitação de Concentrados de Urã nio pelo Peróxido de Hidrogênio, Dissertação de ｍ･ｳｴｲ｡､ｯＬｄ･ｰｴｯｾ＠

de Ciência dos Materiais e Metalurgia da Pontificia Universida de Católica do Rio de Janeiro, Dezembro de 1986, 195 pp.