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El concentrado de uranio en polvo (también llamado torta amarilla ) es un tipo de concentrado de uranio en polvo obtenido a partir de soluciones de lixiviación , en un paso intermedio en el procesamiento de minerales de uranio . Es un paso en el procesamiento del uranio después de que se ha extraído pero antes de la fabricación de combustible o el enriquecimiento de uranio . Los concentrados de torta amarilla se preparan mediante varios métodos de extracción y refinación, según los tipos de minerales. Por lo general, las tortas amarillas se obtienen a través de la molienda y el procesamiento químico del mineral de uranio , formando un polvo grueso que tiene un olor acre, es insoluble en agua y contiene aproximadamente un 80% de óxido de uranio , que se funde a aproximadamente 2880 °C.
En sus orígenes, el mineral de uranio en bruto se extraía mediante la minería tradicional, y esto sigue siendo así en muchas minas. Primero se tritura hasta convertirlo en un polvo fino pasándolo por trituradoras y molinos para producir mineral "pulpado". Este se procesa posteriormente con soluciones concentradas de ácido , álcali o peróxido para lixiviar el uranio. Sin embargo, casi la mitad de la producción de torta amarilla se produce ahora mediante lixiviación in situ en la que la solución se bombea a través del depósito de uranio sin alterar el suelo. [1] La torta amarilla es lo que queda después del secado y filtrado. La torta amarilla producida por la mayoría de las plantas modernas es en realidad marrón o negra, no amarilla; el nombre proviene del color y la textura de los concentrados producidos por las primeras operaciones mineras. [2] [3]
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Inicialmente, no se identificaron los compuestos formados en las tortas amarillas; en 1970, la Oficina de Minas de los EE. UU. todavía se refería a las tortas amarillas como el precipitado final formado en el proceso de molienda y lo consideraba diuranato de amonio o diuranato de sodio . Las composiciones eran variables y dependían del lixiviado y las condiciones de precipitación posteriores. Los compuestos identificados en las tortas amarillas incluyen hidróxido de uranilo , sulfato de uranilo , para-uranato de sodio y peróxido de uranilo , junto con varios óxidos de uranio . La torta amarilla moderna generalmente contiene entre un 70% y un 90% de octóxido de triuranio (U 3 O 8 ) en peso. Existen otros óxidos como el dióxido de uranio (UO 2 ) y el trióxido de uranio (UO 3 ). [4]
El óxido uranio concentrado se produce en todos los países en los que se extrae mineral de uranio. [1]
La torta amarilla se utiliza en la preparación de combustible de uranio para reactores nucleares , para lo cual se funde en UO2 purificado para su uso en barras de combustible para reactores de agua pesada presurizada y otros sistemas que utilizan uranio natural no enriquecido .
El uranio purificado también se puede enriquecer en el isótopo U-235 . En este proceso, los óxidos de uranio se combinan con flúor para formar gas hexafluoruro de uranio ( UF6 ). A continuación, el gas se somete a una separación de isótopos mediante el proceso de difusión gaseosa o en una centrífuga de gas . Esto puede producir uranio poco enriquecido que contiene hasta un 20 % de U-235, que es adecuado para su uso en la mayoría de los grandes reactores eléctricos civiles. Con un procesamiento posterior, se obtiene uranio altamente enriquecido , que contiene un 20 % o más de U-235, que es adecuado para su uso en reactores nucleares compactos, generalmente utilizados para propulsar buques de guerra y submarinos . El procesamiento posterior puede producir uranio apto para armas con niveles de U-235 generalmente superiores al 90 %, adecuado para armas nucleares .
El uranio presente en el yellowcake es casi exclusivamente (>99%) U-238 , con una radiactividad muy baja. El U-238 tiene una vida media de 4.468 millones de años y emite radiación a un ritmo lento. Esta etapa del procesamiento se produce antes de que se concentre el U-235, que es más radiactivo, por lo que, por definición, esta etapa del uranio tiene la misma radiactividad que tenía en la naturaleza cuando estaba bajo tierra, ya que las proporciones de isótopos están en su concentración relativa nativa. El yellowcake es peligroso si se inhala. [5]