Evaluation of the acid leaching technique for recovery of U3O8 and ThO2 in niobium/tantalum slag

Vanderlei Vilaça Moura; Talita Santos; Claubia Pereira

doi:10.15392/2319-0612.2023.2165

Evaluation of the acid leaching technique for recovery of U3O8 and ThO2 in niobium/tantalum slag

Authors

Vanderlei Vilaça Moura UFMG - Escola de Engenharia - Departamento de Engenharia Nuclear
Talita Santos UFMG - Faculdade de Medicina - MED-DEPTO DE ANATOMIA E IMAGEM
Claubia Pereira UFMG - Escola de Engenharia - Departamento de Engenharia Nuclear https://orcid.org/0000-0001-5999-9961

DOI:

https://doi.org/10.15392/2319-0612.2023.2165

Keywords:

uranium oxide, thorium oxide, metallurgical recovery

Abstract

This study presented the recovery of uranium oxide and thorium oxide from aluminothermic slag from the metallurgical processing of columbite – a niobium/tantalum mineral with the presence of U₃O₈ and ThO₂ – from a mining-industrial facility. The methodology consisted of sampling, comminution, and leaching using sulfuric acid. The head sample showed contents of (1.78 + 0.14) % for U₃O₈ and (3.66 + 0.04) % for ThO₂. The metallurgical recovery reached values above 80% for the uranium oxide and above 70% for the thorium oxide for pH < 1.5 and process time greater than eight hours.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biography

Vanderlei Vilaça Moura, UFMG - Escola de Engenharia - Departamento de Engenharia Nuclear

Doutorando em Ciências e Técnicas Nucleares (Departamento de Engenharia Nuclear UFMG). Mestre em Ciências e Técnicas Nucleares (Departamento de Engenharia Nuclear UFMG). Título da dissertação: Avaliação da Radioatividade Natural do Granito Madeira - Região Norte do Amazonas. Supervisor de Proteção Radiológica área de mineração NORM (CNEN-MI005) e medidores nucleares (CNEN-MN1515). Possui graduação em Física pela Universidade Federal de Minas Gerais (1999). Atualmente atua como supervisor de proteção radiológica - Mineração Taboca. Tem experiência na área de Física, com ênfase em PROTEÇÃO RADIOLÓGICA, atuando principalmente nos seguintes temas: proteção radiológica, dosimetria, papel da divulgação científica, ensino de ciências e divulgação da ciência. Atuou como professor de ensino médio de matemática e física durante 10 anos. Atuou como coordenador pedagógico e coordenador da área de ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Aprovado no mestrado em ensino de física - PUC Minas (interrompido). Tem experiência na área de Física, com ênfase em PROTEÇÃO RADIOLÓGICA, atuando principalmente nos seguintes temas: proteção radiológica, dosimetria, descomissionamento, mínero-industrial e atividade específica.

References

WNA. Molten Salt Reactors. World Nuclear Association, 2018. Available at: <https://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/molten-salt-reactors.aspx>. Accessed in: 20 July 2019.

WNA. The Nuclear Debate. World Nucear Association, 2020. Available at: <https://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/the-nuclear-debate.aspx>. Acesso em: 14 August 2021.

DOE. Quadrennial Technology Review 2015. United States Department of Energy, 2015. Available at: <https://www.energy.gov/quadrennial-technology-review-2015>. Accessed in: 15 agosto 2021.

HORE-LACY, I. Production of byproduct uranium and uranium from unconventional resources. In: HORE-LACY, I. Woodhead Publishing Series in Energy Number 93 - Uranium for Nuclear Resources, Mining and Transformation to Fuel. 1ª. ed. Duxford – United Kingdom: Elsevier, 2016. Cap. 9, p. 239-251.

WANG, L. ET AL. Recovery of rare earths from wet-process phosphoric acid. Hydrometallurgy, Amsterdam, December 2009. 41-47.

ZHANG, J.; ZHAO,. Separation Hydrometallurgy of Rare Earth Elements. New York: Springer International Publishing, 2016.

IAEA. IAEA-TECDOC-1849 - Uranium Resources as Co- and By-products of Polymetallic, Base, Rare Earth and Precious Metal Ore Deposits. Viena: International Atomic Energy Agency, 2018. Available at: <https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/TE-1849web.pdf>.

FUKUMA, H. T.; FERNANDES, E. A. N.; QUINELATO, A. L. Distribuição de Radionuclídeos Naturais nos Produtos da Fabricação de Ácido Fosfórico com Rocha Fosfática de Itatiaia - Ceará. Repositório do IPEN - International Nuclear Atlantic Conference - INAC 2002. São Paulo, 2002. Available at: <https://www.ipen.br/biblioteca/cd/inac/2002/ENAN/E03/E03_046.PDF>. INAC/ENAN-2002.

IAEA. List of Uranium Deposits - UDEPO. IAEA.org - NUCLEUS, 2020. Available at: <https://infcis.iaea.org/UDEPO/Deposits>. Accessed in: 26 December 2021.

SAP AG. SAP SE - System Applications and Products in Data Processing. Walldorf: SAP AG, 2021. Versão 6.0. Suporte Package 11. Software de gestão de estoques da empresa.

CNEN. Posição Regulatória 3.01 / 001: 2011 - Critérios de exclusão, isenção e dispensa de requisitos de proteção radiológica. Rio de Janeiro: Comissão Nacional de Energia Nuclear, 2011.

MOURA, V. V.; PEREIRA, C. Mineradoras e Metalurgias NORM. Anais da Quarta Semana de Engenharia Nuclear e Ciências das Radiações. Belo Horizonte: UFMG. 2018. p. 572-8.

RIO, M. A. P. Indústrias de Mineração Não Nucleares e o Aumento da Exposição à Radiação Natural. Tese (Doutorado em Ciências). Rio de Janeiro: UERJ, 1999.

GUPTA, C. K. Chemical Metallurgy. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2003.

SANO, N. et al. Advanced Physical Chemistry for Process Metallurgy. Tokyo: Academic Press, 1997. ISBN 978-0126189209.

INB. INB Home > Nossas Atividades > Urânio > Recursos. INB Home, 2021. Available at: <https://www.inb.gov.br/Nossas-Atividades/Ur%C3%A2nio/Recursos>. Acessed in: 27 December 2021.

HABASHI, F. A Textbook of Hidrometallurgy. Saint-Foy: Métallurgie Extractive Québec, Enr., 1993.

NALIVAIKO, K. et al. Characterization and processing of radioactive uranium containing waste sludge by sulfuric acid leaching. Journal of Environmental Chemical Engineering, Amsterdã, v. 10. n. 1. janeiro 2022. ISSN 2213-3437.

DUTRA, I. C.; LEITE, V. D. Influência da granulometria e do pH no processo de dessorção de amônia em torres de recheio. Revista DAE, São Paulo, p. 25-37, janeiro 2015.

MULAZZANI, R. P.; GUBIANI, P. I. Modelo de estimativa da área superficial específica do solo por meio da curva granulométrica. XI Reunião Sul-Brasileira de Ciência do Solo - Qualidade do Solo & Ambiente de Produção. Frederico Westphalen: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. 2016. p. 1-3.

CESSA, R. M. A. et al. Área Superficial Específica, Porosidade da Fração Argila e Adsorção de Fósforo em dois Latossolos Vermelhos. Revista Brasileira de Ciências do Solo, São Paulo, v. 33. n. 5, p. 1153-1162. 2009. ISSN 1806-9657.

IBRAHIM, M. E. et al. Processing of the mineralized Black Mica for the recovery of uranium, rare earth elements, niobium, and tantalum. Hydrometallurgy, Amsterdam, v. 197, novembro 2020.

IAEA. IAEA.org - NUCLEUS List of Thorium Deposits - ThDEPO. IAEA.org - NUCLEUS, 2020. Disponivel em: <https://infcis.iaea.org/THDEPO/Deposits>. Accessed in: 26 December 2021.

VAN DER SLOOT, H. A.; HEASMAN, L.; QUEVAUVILLER, P. H. Harmonization on Leaching. Extraction Tests, Amsterdam, p. 281-285, 1997.

Downloads

Published

2023-05-30

Issue

Vol. 11 No. 1A (Suppl.) (2023): RADIO 2022

Section

Articles

License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Licensing: The BJRS articles are licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons license, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article are included in the article’s Creative Commons license, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article’s Creative Commons license and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

How to Cite

Evaluation of the acid leaching technique for recovery of U3O8 and ThO2 in niobium/tantalum slag. Brazilian Journal of Radiation Sciences, Rio de Janeiro, Brazil, v. 11, n. 1A (Suppl.), p. 01–17, 2023. DOI: 10.15392/2319-0612.2023.2165. Disponível em: https://bjrs.org.br/revista/index.php/REVISTA/article/view/2165.. Acesso em: 23 nov. 2024.