Nová metoda extrakce uranu z rudy

V kazašské Astaně se letos konala Národní soutěž mládeže v inovativních projektech NURINTECH. Jejím účelem bylo přitáhnout mladé lidi k vědě a ocenit mladé inovátory. Mezi vítězi stanula Aigul Sadaukasova, mladá inženýrka z Východní kazašské státní technické univerzity, která vymyslela unikátní metodu extrakce uranu z antropogenních a hydrominerálních surovin. Ve srovnání s existujícími je tato metoda ekonomičtější a ekologičtější. Přebíráme rozhovor, který s Aigul vedla redaktorka časopisu mezinárodní organizace Women in Nuclear (Ženy pracující v jaderných oborech).

Aigul, jak je možné, že vaše metoda je levnější a šetrnější k životnímu prostředí než metody dosavadní?

Sorpční technologie extrakce uranu a jiných kovů z roztoků je dobře známá již mnoho let. Dnes se pro sorpci uranu z loužicích roztoků používají syntetické iontoměničové pryskyřice. Pro extrakci uranu z technogenních a hydrominerálních surovin obsahujících uran jsme vyvinuli sorbenty na bázi šungitu a zeolitu. Jejich technologický režim ukazuje, že můžeme získat vysoký výtěžek - sorbenty nasycené na několik procent (hmotnostních) uranu. Ekologičnost procesu spočívá v tom, že můžeme reextrahovat i uran, který jinak zůstával v odpadním roztoku. A ekonomický efekt se objevuje v tom, že jsme od začátku plánovali používat sorbenty pro zředěné roztoky, jako jsou odpadní roztoky z chemického a hutního průmyslu a přírodní vody.

(Pozn. redakce: šungit je polyminerální hornina, neprůsvitný černý kámen s více či méně výrazným kovovým leskem, jeho stáří je kolem 2 miliard let. Je to v podstatě negrafitizovaný, nekrystalický uhlík s globulární nadmolekulární strukturou, která vytváří přírodní „elementární globuly“ – fullereny.  Má obsah uhlíku okolo 28 %, ale může mít až trojnásobek. Šungitový uhlík je mnohem aktivnější než jiné modifikace uhlíku. Zatím jediné známé naleziště je v Karélii v Rusku. Zeolity jsou krystalické hydratované alumosilikáty alkalických kovů a kovů alkalických zemin. Jejich jedinečné prostorové uspořádání atomů vytvářejí kanálky a dutiny konstantních rozměrů. Jsou podstatnou složkou vulkanických tufů a vulkanoklastických sedimentů, vyskytují se v hlubokooceánských sedimentech, v nízce metamorfovaných horninách a v ČR je lze nalézt např. v Doupovských horách.)

Jak jste na novou metodu přišli? Určitě to musela být dlouholetá tvrdá práce, nekonečné výpočty a experimenty, že?

Ano, máte pravdu. Profesor Uralské federální univerzity, Viktor Ivanovič Zelenin, náš výzkumný supervizor vyvíjel katalyzátory na bázi hydroxidů a sorpci uranu na hydroxidech polyvalentních kovů mnoho let. Příprava peletizovaných hydroxidů z kovových solí je časově i pracovně náročný proces. Proto se nabízelo použít jako matrice pro vysrážení hydroxidů kovů přírodní materiály, jako je šungit a zeolit. Testovali jsme různé techniky na přípravu sorbentů z přírodních materiálů. Předběžné výpočty ukazují, že bychom měli v tomto směru pokračovat. Vývoj sorbentů a jejich testování zabralo celé tři roky mého doktorandského studia, ale v testování je potřeba pokračovat a sorbenty ještě upravovat.

Vaše práce má nepochybně velký praktický význam. Budete ji testovat v uranových dolech?

Rozhodnutí o udělení dvou patentů na mé vynálezy Federálním ústavem průmyslového vlastnictví (FIPS) potvrdilo praktickou hodnotu našeho výzkumu. Dosavadní výsledky našeho výzkumu, zejména sorbenty a jejich možné použití, jsme demonstrovali zatím pouze ve společnosti NURINTECH a publikovali v několika článcích. Myslím, že je příliš brzy na jejich zavedení do uranového průmyslu, protože je nejdříve musíme prokázat ve větším měřítku než jen v laboratorních a školních podmínkách. Proto jsme je zatím zpracovatelům uranu nenabídli.

A co použití vaší metody v zahraničí?

Dnes na sorpci uranu ze zředěných roztoků pracují v Rusku, Ázerbájdžánu, Tádžikistánu, Japonsku i jinde. Způsob přípravy sorbentů je ale jiný. Myslím, že aplikace přírodních materiálů a použití průmyslových odpadů, jako v našem případě, je docela slibná cesta. Věřím, že budeme schopni je upravovat na takovou kvalitu, která bude sorbentům a metodám v zahraničí konkurovat.

Můžete říci něco o sobě? Co vás zajímá kromě extrakce uranu?

Začala jsem studovat metalurgii a zpracování minerálů po absolvování bakalářského stupně v chemii. Hlavní roli zřejmě hrála orientace na náš region, kde je tento průmysl na prvním místě. Vedle mé výzkumné práce mne zajímá také chromatografie a chemometrie.

A jak vidíte svou vědeckou budoucnost? Dáte se na výzkum ještě v jiných oblastech, nebo budete pokračovat detailněji s vaším objevem?

Sorpce uranu mne opravdu zajímá, chtěla bych pokračovat ve výzkumu dál. Ovšem zajímám se ještě o statistickou a analytickou chemii, ale ty si nechám jako koníček.

Děkuji a přeji vám úspěch a další vědecké objevy!

Togzhan Seifullina, Jaderná společnost Kazachstánu.