Centrales nucleares: Minería y preparación del uranio

El uranio, elemento con número atómico 92 y que podemos encontrar en la naturaleza combinado con otros elementos, es materia prima para el combustible de la gran mayoría de las centrales nucleares en operación en el mundo. El uranio se compone de tres isótopos naturales: uranio-238, uranio-235 y uranio-234; cada uno con una abundancia específica, siendo el 238 el más abundante en un 99,27%. En cada yacimiento que encontremos tendremos la misma composición isotópica.

A pesar de la imagen popular de una barra de uranio fluorescente, no todos los minerales lo son, solo algunos del grupo oxidado (los carbonatos, principalmente) presentan fluorescencia. Los minerales de uranio más comunes son de colores marrones o negros.

La minería del uranio no es más complicada que la de cualquier otro mineral, aunque sí hay que tomar ciertas precauciones para que no se produzca la contaminación radiactiva del entorno, por pequeña que sea. Los métodos de extracción del uranio son comunes a otras actividades mineras, ya que no se necesita una tecnología especial.

La minería del uranio puede ser subterránea, mediante galerías y pozos; si bien tiene un mayor impacto radiológico en los trabajadores y la recuperación de las reservas es menor, lo que hace este método más costoso.

También se puede efectuar a cielo abierto, mediante la creación de bancos y el empleo de explosivos. Este método permite explotar yacimientos con menor ley de mineral (contenido en mineral del total de material extraído, se expresa en partes por millón o porcentaje), aunque con un mayor impacto ambiental.

Otro de los métodos utilizados es la lixiviación in situ, que consiste en introducir en el yacimiento, mediante pozos, soluciones acuosas que capturan los iones de uranio y que se extraen al exterior, ya enriquecidas, mediante bombeo. Permite explotar yacimientos con leyes muy bajas sin impacto radiológico, si bien solo es posible utilizarlo en yacimientos con composiciones minerales específicas y se corre el peligro de contaminar los acuíferos adyacentes.

Concentración del mineral de uranio

Una vez extraído el mineral es necesario concentrarlo, ya que su contenido en uranio es bajo.

Si se ha extraído mediante métodos secos (minería subterránea o a cielo abierto) es necesaria una preparación del mineral: reducción de tamaño mediante machacadoras y molinos, clasificación por tamaños o cribado y, en algunas ocasiones, es necesaria una tostación para eliminar impurezas.

Una vez el mineral está preparado, se procede a la solubilización del uranio, a través de soluciones acuosas que ayudan a la formación de iones (soluciones ácidas si la mena es silícea o soluciones básicas si la mena es carbonatada). Lo que se persigue es formar iones de uranio hexavalente (U⁶⁺).

Las soluciones ricas en iones de uranio deben separarse de los sólidos estériles que las acompañan, lo que se consigue con un lavado de los sólidos, que arrastrará el uranio que quede impregnado en ellos. Este lavado se realiza mediante un proceso de adsorción con resinas y una posterior reextracción con disolventes orgánicos.

El uranio se recupera de los disolventes cambiando el pH de la disolución y haciendo que precipite. Si la disolución es ácida se le añadirá un compuesto básico para que el pH sea mayor y viceversa si la disolución es básica. El precipitado que se obtiene es U₃O₈, un concentrado de uranio que se somete a secado para dar lugar a lo que se conoce como yellow cake, un polvo fino y amarillo que se envasará y se transportará a las plantas de enriquecimiento. Este yellow cake tiene en torno al 85% de uranio.

La gestión de residuos en esta etapa de minería y concentración requiere la construcción de balsas de almacenamiento de estériles impermeables, de tal manera que no pueda producirse la contaminación del entorno. La principal medida contra la contaminación radiactiva es añadir a las pulpas residuales cloruro bárico, para que el radio precipite y quede confinado en la balsa. Las balsas, pasado un tiempo se desecarán y restaurarán de acuerdo al entorno.

Para saber más:

• Enusa: El uranio

• Minerales del uranio

Silvia Alba

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