Intitulé de la fonction

Argiles des sédiments sableux du bassin du Chu-Saryssu (Kazakhstan) et
leur potentiel pour la réhabilitation des sites miniers en fin d’exploitation de
l’uranium par « In Situ Recovery » (ISR).
ROBIN Valentin1,2, TERTRE Emmanue1,BEAUFORT Daniel1, SARDINI Paul1,
REGNAULT Olivier2 et DESCOSTES Michael2
[email protected]
1
Université de Poitiers, CNRS UMR 7285 IC2MP, HydrASA Bât. B35, rue Michel Brunet, F86022 Poitiers Cedex, France.
2
AREVA, Business Group Mines, Direction Recherche et Développement. Tour AREVA, 1,
place Jean Millier 92084 Paris La Défense Cedex, France.
Une caractérisation fine des minéraux argileux a été réalisée dans des échantillons de
grès provenant du site minier de Tortkuduk (Kazakhstan). Dans le cadre de la réhabilitation de
gisements d’uranium par « In Situ Recovery » (ISR), cette caractérisation constitue une
première étape nécessaire à l’évaluation du potentiel de rétention d’éléments pénalisants par
ces minéraux. Les grès très faiblement consolidés de la formation paléogène de l’Uyuk ont été
étudiés à l’aide d’un ensemble de techniques analytiques permettant une approche multiéchelle (Micro-tomographie des Rayons X, Microscope Electronique à Balayage (MEB),
Diffraction des Rayons X (DRX), spectrométrie Infrarouge à transformée de Fourier (FTIR),
capacité d’échange cationique (CEC), adsorption EGME). Ces travaux démontrent la présence
systématique d’un assemblage de smectite et de kaolinite dans les échantillons. La smectite
prédomine et recouvrent les grains détritiques (quartz, feldspaths…). De plus, elles forment
parfois des ponts entre les parois des pores. De ce fait, ce sont ces minéraux qui sont le plus à
même de réagir avec les solutions circulantes dans les grès étudiés. Cet effet est amplifié par
le fait que ces minéraux possèdent d’importantes surfaces spécifiques (externes et internes).
Ces minéraux de type « smectite » présentent une composition chimique relativement
homogène, que ce soit au sein d’un même échantillon ou entre les différents échantillons
étudiés au sein des sables. D’un point de vue cristallochimique, ces smectites ont une
signature « beideillitique » (charge tétraédrique) et une présentent une quantité significative
de Fer (III) substitué à l’Aluminium en position octaédrique. Leurs formules structurales ont
été obtenues par la sonde EDX (spectrométrie dispersive en énergie) au MEB, et une formule
moyenne est reportée ci-dessous :
(Si3.656 Al0.344)(Al1.653 Fe3+0.212 Mg0.136)O10(OH)2 Na0.097 Mg0.109 Ca0.044 K0.074 Mn0.002
De part les propriétés de surface et d’échange de ces minéraux, il est possible de
mettre en évidence leur rôle dans la consommation d’acide et la rétention d’éléments
pénalisants. A partir des coefficients de sélectivité publiés dans la littérature et des
compositions chimiques des jus de lixiviation, la modélisation géochimique a permis
d’évaluer la quantité de protons adsorbée sur ces minéraux (hypothèse d’équilibre
thermodynamique entre la phase minérale échangeuse et la solution à son contact). Les
résultats ont montré qu’à des pH inférieurs à 1,5, l’intégralité des sites d’échange était
occupée par des protons. Lors du premier contact avec la solution les smectites des grès
joueraient un rôle primordial dans la consommation d’acide sulfurique utilisé pour
l’exploitation par « ISR ». Une perspective à ce travail est maintenant de connaitre la stabilité
de ce type de phase vis-à- vis des processus de dissolution et de suivre ses propriétés de
sorption au cours de l’attaque acide, notamment vis-à-vis des ions H+ et d’éléments
pénalisants, tel que le 226Ra2+.

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