Fixation et réduction de l'uranium par les matières organiques naturelles : mécanismes et aspects cinétiques

Résumé En Fr

The reactivity of lignite towards soluble uranyl species in an aqueous medium is experimentally investigated as a function of temperature (between 20° and 400 °C). The fixation process starts near 45 °C, with reduction beginning around 120 °C. The fixation process leads to the formation of chemically and thermally stable organo-uranyl species. The reduction of free uranyl species is accompanied by a stoichiometric (2:1) liberation of protons into the medium. These protons originate from the organic matter which thus undergoes dehydrogenation. The general evolution of the carbonaceous residue in the course of this reaction shows that alcoholic and aliphatic hydrocarbon groups are responsible for the reduction. This chemical dehydrogenation could explain the low hydrogen content of natural organic materials associated with uraniferous deposits. The kinetics of the reduction step have been studied at 180°, 190° and 200 °C. The kinetic parameters determined over this temperature range, and the extrapolation made to 20 °C, show that reduction can be a crucial process in the geochemical behaviour of uranium especially in the thermal conditions in which sedimentary basins evolve.

La réactivité d'un lignite vis-à-vis d'espèces uranylées en milieu aqueux a été étudiée expérimentalement, en fonction de la température (entre 20 et 400 °C). Le processus de fixation intervient dès 45 °C, la réduction d'espèces uranylées s'accompagne d'une libération stoechiométrique 2:1 de protons dans le milieu. Ces protons proviennent de la matière organique qui, de ce fait, subit une déshydrogénation. L'étude de l'évolution des résidus carbonés au cours de la réaction montre que les groupements responsables de la réduction sont les groupements alcooliques et les groupements hydrocarbonés aliphatiques. Cette déshydrogénation chimique pourrait expliquer la faible teneur en hydrogène de matériaux carbonés naturels associés à des gisements uranifères. La cinétique de la réduction a été étudiée à 180, 190, 200 °C. A l'aide des paramètres cinétiques déterminés dans cette gamme de température, et en extrapolant à 20 °C, on montre que la réduction peut être un processus déterminant en ce qui concerne le comportement de l'uranium dans les conditions, notamment thermiques, dans lesquelles évoluent les milieux sédimentaires.