Estudio del control de la etapa de reducción del uranio (VI), en el proceso industrial del fosfato de uranio (IV) - Blay, Jorge Alberto (1960)
El proceso industrial para la obtención de uranio a partir de minerales,fundado en la separación selectiva de aquél por insolubilización como fosfato de uranio(IV) exije, para la obtención de altos rendimientos de precipitación, el control analítico de la reducción del uranio (previa a su insolubilización) para determinar con exactitud el punto final de la misma. Se ha logrado la solución de este problema, desarrollando un método de control por resinas de intercambio que, aplicado sucesivamente durante el proceso de la reducción, permite la determinación cuantitativa tanto del uranio total contenido, como la del uranio reducido. Esto ha sido posible por el logro de la separación cuantitativa del uranio(VI) del conjunto formado por el uranio(IV) y el resto de los elementos normalmente presentes en los liquidos de extracción sometidos a tratamiento en la planta industrial. Para ello, se utilizó una resina de intercambio del tipo catiónico fuerte (Dowex 50WX8) que retiene inicialmente la totalidad de los cationes contenidos en una muestra, lo cual permite a continuación, gracias al empleo de un eluyente apropiado(una mezcla de ácido sulfúrico 0,2 M - ácido fosfórico 0,25 M)la elución exclusiva del uranio(VI), el cual se determina colorimetricamente en el liquido eluído. Los estudios realizados han conducido a la separación de uranio(VI), del hierro(II) y (III)(hasta 356 mg.), del vanadio(III) y (IV) (hasta lo mg.) y del cobre(II)(hadta 100 mg.) los cuales quedan retenidos en la resina de intercambio. Una pequeña cantidad del uranio(IV) aparece en el eluído (0,75 mg.) pero por haberse comprobado su no dependencia de la cantidad total fijada, puede efectuarse su deducción de las datos de uranio(VI) obtenidos. El molibdeno se fija muy poco en la resina, y es eliminado en un 80% con el agua madre de fijación de la muestra, apareciéndo el resto junto con el uranio(VI) eluído, pero esto no es inconvenionte en la determinación de uranio con peróxido. El vanadio (V) se eluye antes que el uranio(VI), y aunque su curva de elución se superpone levemente con la del uranio(VI) el inconveniente se obvia reduciendo el vanadio a tetravalente(que queda fijado) por medio del agregado de hierro(II) a la muestra original. La aplicación del mátodo de control desarrollado a una serie de líquidos de extracción naturales conteniendo además de los elementos estudiados, silice, calcio, aluminio, magnesio, manganeso, plomo, arsénico y torio en cantidades entre 0,1 y l g/l. no presentó dificultades. Los datos analíticos se obtienen, en la determinación del percentaje de uranio reducido con un error de ±0,5 unidades porciento, y en la del uranio total con un error de ±2 % , empleando entre 1½ y 2 horas, según el volumen de 1a muestra analizada. Se ha establecido además, que,para lograr un rendimiento de precipitación del uranio como fosfato en 1a planta industrial no inferior a 98 %, debe alcanzarse como mínimo un 99,5% de reducción, siendo el tiempo óptimo de maduración del precipitado de 3 horas. Accesoriamente, para alcanzar los resultados anteriormente expuestos, se resolvió el problema de la obtención de soluciones puras de uranio(IV) libres de uranio(III) y (VI) por reducción electrolitica y medición de potencial de cátodo, y de soluciones puras de hierro(II) libres de hierro(III) por reducción con amalgama líquida, lo que permitió el estudio del comportamiento de estos elementos en la resina de intercambio catiónica utilizada. Igualmente, se estudió la adaptación de los métodos de determinación colorimétrica del uranio mediante el peróxido y el tiocianato, a muestras conteniendo hasta 1.5 g. de ácido fosfórico y 1,2 g. de ácido sulfúrico.