Вторая стадия закисления
При дальнейшем поступлении серной кислоты в рудное тело происходит перемещение зон выщелачивания и зона активного выщелачивания подходит к откачной скважине.
При этом находящиеся в породе карбонаты будут взаимодействовать с серной кислотой с образованием сульфатов. Концентрация серной кислоты по-прежнему будет уменьшаться, однако кислота будет находиться в избытке. Во всей зоне активного выщелачивания начинается снижение рН.
Зона активного выщелачивания также состоит из двух подзон:
В первой подзоне образуются сульфатные комплексы уранила, во второй – карбонатные. Причем по мере снижения рН раствора второй подзоны карбонатные комплексы вытесняются сульфатными.
Растворы второй подзоны – зоны активного выщелачивания - будут характеризоваться постепенным уменьшением рН от первоначального значений рН подземных вод (6-8) до 4,5. Сульфатные комплексы в этой области в богатых сульфатами растворах, в которых содержатся растворимые в воде сульфаты (щелочных металлов), будут гидролизоваться с образованием сульфатных гидроксокомплексов состава:
В области рН, равной 7-4,5, уранилкарбонатные комплексы начинают разрушаться с образованием сульфатных комплексов (при избытке в растворе сульфат-ионов) или геля гидроксил-уранила UO2(OH)2 (в случае недостатка комплексообразователей).
Во второй подзоне будут протекать те же процессы гидролиза и соосаждения, которые описаны в 1-й стадии закисления.
В области рН=7-4,5 сульфат уранила может взаимодействовать с карбонатами кальция, магния, железа, а также с бикарбонатами. При взаимодействии бикарбоната уранила UO2(HCO3)2 образуется несколько труднорастворимых соединений. При рН=5,06 из растворов выделяется гипс в виде игольчатых агрегатов, на поверхности которых развиваются урановые минералы – ураноталлит Ca2[UO2(CO3)3] /19/.
При постепенной нейтрализации сульфатных урансодержащих растворов возможно образование целой гаммы основных солей, являющихся продуктами неполного гидролиза /19/:
меджидит CaUO2(SO4)2.15H2O
иоганит Cu(UO2)(SO4)2 (OH)2.6H2O
уранокальций CuO.Ca(UO2)SO4(OH)2
циппеит (UO2)2SO4(OH)2.4H2O
уранопилит (UO2)2SO4(OH)10.12H2O
скупит 4UO3.9H2O
Таким образом, вторая стадия закисления характеризуется следующими признаками:
1. рН раствора, поступающего из откачной скважины, начинает снижаться в области от 6-8 до 4,5.
2. В растворе наблюдается постепенное повышение содержания урана. При этом он может находиться в форме аква-сульфокомлексов, карбонатных комплексов и в виде геля гидрата окиси урана. Состояние урана в растворе неустойчивое, находится в сильной зависимости от солевого состава растворов.
3. Есть вероятность соосаждения урана в прифильтровой зоне откачных скважин в виде гидроокиси урана с гидроокисями железа, алюминия.
4. В растворе повышается содержание сульфата кальция, в связи с чем увеличивается химическая кольматация прифильтровой зоны откачных скважин гипсом.
5. В растворе повышается содержание ионов железа, алюминия, в связи с чем возрастает кольматация прифильтровой зоны откачных скважин осадками гидроокисей железа и алюминия.