Uraniumwinning – het maalproces (‘milling’)
Tijdens het maalproces wordt het uranium uit het gedolven erts of uit de ISL-mijnvloeistof gehaald. In een verwerkingsfabriek ondergaat het mijnbouwproduct een aantal chemische stappen totdat het eindproduct yellowcake is geproduceerd.
Uranium wordt aan het erts onttrokken met een leaching-vloeistof. Afhankelijk van het erts kan dit een zuur of een base (loog) zijn. Zwavelzuur wordt het meeste gebruikt. Maar als het erts bijvoorbeeld uit kalksteen bestaat, neutraliseert het kalk het zuur, zodat een base zoals natriumcarbonaat kan worden gebruikt.
§ 1 MAALPROCES
De beschrijving van het maalproces hieronder is toegespitst op zwavelzuur. De nummers in de tekst verwijzen naar de figuur.
(1) Pletten en malen
Het uraniumerts wordt in een molen geplet en gemalen. Er worden korrels van een paar centimeter in diameter van gemaakt.
(2) Leaching
In een tank in de verwerkende fabriek wordt van de ertskorrels met water een modder gemaakt. Er wordt zuurstof (O2) en zwavelzuur (H2SO4) toegevoegd. Door de zuurstof oxideert uraniumdioxide (UO2) tot uraniumtrioxide (UO3). Het aanwezige uraniumtrioxide wordt met behulp van zwavelzuur omgezet in uranylsulfaat (UO2(SO4)34-).
2UO2 + O2 → 2UO3
UO3 + 2H+ → UO22+ + H2O
UO22+ + 3SO42- → UO2(SO4)34-
(3) Verwijderen vaste stoffen
De uranylsulfaatoplossing wordt vervolgens gefilterd. Het afval in de filter bestaat uit tailings (gesteente en allerlei metaaloxiden). De loogvloeistof kan worden hergebruikt.
De opbrengst aan yellowcake is ongeveer 0,5 gram per kilo erts.
In het maalproces is het ontsnappen van radongas een groot risico voor de gezondheid van de arbeiders.
§2 AFVAL
De hoeveelheid afval van milling is enorm – 99,95% van het gebruikte erts is afval, of het zich nu boven (traditionele mijnbouw) of onder (ISL) de grond bevindt.
Het natte afval uit het maalproces wordt ‘slib’ genoemd, opgedroogd slib heet ‘tailings’. De tailings bestaan uit opgedroogd gemalen gesteente met een hoog gehalte aan zware metalen (zoals molybdeen, vanadium, selenium, ijzer, lood en arseen).
Vaak wordt het slib gedumpt in grote reservoirs met kunstmatige dammen. Dambreuken met enorme lozingen van verontreinigd slib hebben zich regelmatig voorgedaan. Bij ISL kan het slib ook opnieuw worden geïnjecteerd in dezelfde afzetting die eerder gemijnd werd.
Tailings zijn gevaarlijker dan de brokken afvalgesteente uit de mijnbouw. Uranium en andere (radio)toxische stoffen zijn losgemaakt uit het gesteente. Deze stoffen zijn mobieler en chemisch reactiever dan in het oorspronkelijke gesteente. Tailings bevatten nog steeds 85% van de radioactiviteit van het oorspronkelijke erts. De radioactieve bestanddelen hebben lange halfwaardetijden, waardoor de stortplaatsen miljoenen jaren radioactief blijven. Het gevaar van dit afval is misschien minder in vergelijking met ander radioactief afval, maar het grote volume en het gebrek aan regelgeving voor de berging ervan heeft geleid tot omvangrijke milieuvervuiling.
Veel van de afvalbassins zijn verlaten. Het materiaal is blootgesteld aan water en wind. Slib en tailings zijn een gevaar voor het grondwater.