Uranylsulfat

Uranylsulfat ist ein gelber, kristalliner Feststoff und ein Uranylsalz der Schwefelsäure mit der chemischen Formel (UO₂)SO₄.

Hergestellt aus Uranchlorid; UCl₄ + Schwefelsäure; H₂SO₄ -> Uranylsulfat; (UO₂)SO₄ in Wasser; H₂O.

Vorkommen

Uranylsulfat kommt als solches nicht in der Natur vor. In der Verwitterungszone von Uranerzen kommen sekundäre Uranylminerale vor die als Sulfate auskristallisieren, beispielsweise Uranopilit ((UO₂)₆SO₄O₂(OH)₆ • 14 H₂O).

Uranylsulfat; (UO₂)SO₄ in Uraninit; Pechblende; Uranerz.

Gewinnung und Darstellung

Uranylsulfat kann aus Uranerzen (Uran(V,VI)-oxid, Uran(IV)-oxid) durch Reaktion mit Schwefelsäure und Sauerstoff gewonnen werden.

$\mathrm{2}{\mathrm{U}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{8}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{6}\mathrm{U}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Falls in den Uranerzen eisenhaltige Sulfide wie Eisen(II)-sulfid oder Eisen(II)-disulfid vorkommen, wird keine Schwefelsäure zugesetzt, da sich bei entsprechend gewählten Temperaturen Schwefelsäure bildet; damit entsteht das als Ausgangsverbindung dienende Eisen(III)-sulfat.

$\mathrm{2}\mathrm{U}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}\mathrm{U}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Physikalische Eigenschaften

Uranylsulfat und sein Trihydrat sind gelbe Feststoffe. Uranylsulfat zersetzt sich, wenn es auf über 749,85 °C erhitzt wird. Das Trihydrat kristallisiert orthorhombisch in der Vorlage:Raumgruppe.

Verwendung

Bei der Gewinnung von Uranerzen wird im Zuge der Herstellung von Yellowcake je nach angewendeter Prozesskette unter anderem Uranylsulfat hergestellt. Der in-situ leaching Prozess kann dabei – ohne einen Grubenbau zu benötigen – durch Pumpen einer Schwefelsäurehaltigen Lösung in das Erz – unlösliche Uranverbindungen in lösliches Uranylsulfat verwandeln, welches mit der Trägerflüssigkeit abgepumpt werden kann.

Sicherheitshinweise

Sämtliche Uranverbindungen sind toxisch und radioaktiv. Als schwacher Alphastrahler sollte eine Aufnahme in den Körper vermieden werden.

Literatur

• Ingmar Grenthe, Janusz Drożdżynński, Takeo Fujino, Edgar C. Buck, Thomas E. Albrecht-Schmitt, Stephen F. Wolf: Uranium. In: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. Springer, Dordrecht 2006, ISBN 1-4020-3555-1, S. 253–698, Vorlage:DOI.