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A multiparametric study on the dissolution of synthetic brannerite

Authors :
Stéphanie Szenknect
Nicolas Dacheux
Hantao Lin
Fabien Baron
Adel Mesbah
Aurélien Eglinger
Philippe Goncalves
Virginie Chapon
Julien Mercadier
Marion Turuani
Maurice Pagel
Flavien Choulet
Daniel Beaufort
Yann Batonneau
Anne-Magali Seydoux-Guillaume
Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Interfaces de Matériaux en Evolution (LIME)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
IRCELYON-C'Durable (CDURABLE)
Institut de recherches sur la catalyse et l'environnement de Lyon (IRCELYON)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers (IC2MP)
Université de Poitiers-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)
Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement [Lyon] (LGL-TPE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)
Laboratoire Chrono-environnement - CNRS - UBFC (UMR 6249) (LCE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)
Interactions Protéine Métal (IPM)
Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Géosciences Paris Saclay (GEOPS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
GeoRessources
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre de recherches sur la géologie des matières premières minérales et énergétiques (CREGU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)
Biologie végétale et microbiologie environnementale - UMR7265 (BVME)
Université de Paris Saclay
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Chrono-environnement (UMR 6249) (LCE)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Source :
npj Materials Degradation, npj Materials Degradation, Nature Research 2021, 5, pp.30. ⟨10.1038/s41529-021-00173-6⟩, npj Materials Degradation, Nature Research 2021, 5 (30), ⟨10.1038/s41529-021-00173-6⟩, npj Materials Degradation, Vol 5, Iss 1, Pp 1-9 (2021), npj Materials Degradation, 2021, 5, pp.30. ⟨10.1038/s41529-021-00173-6⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

Brannerite, UTi2O6 is reported to occur in various uraniferous deposits worldwide. Natural brannerite specimens are found in the amorphous state and are usually considered to be refractory to dissolution due to the formation of TiO2 passivation layer. In the present work, brannerite was synthesized by wet chemistry route, then characterized prior the development of multiparametric dissolution experiments. The evolution of U and Ti concentrations was followed in 0.1–2 mol/L H2SO4 solutions, for temperatures ranging from 25 to 80 °C, in the presence (or not) of 2.8 g/L of dissolved Fe(III). The dissolution of synthetic brannerite was congruent in the whole experimental domain. The formation of Ti-enriched secondary phase at the surface of the brannerite grains was not evidenced. The dissolution rate constants, activation energies and partial orders of the overall dissolution reaction relative to proton activity were determined in the presence (or absence) of Fe(III). The introduction of Fe(III) in sulfuric acid solutions increased the dissolution rate constant by 5 orders of magnitude and induced significant modifications of the apparent activation energy (from 71 ± 4 to 91 ± 6 kJ/mol) and of the partial order relative to proton activity (from 0.42 ± 0.09 to 0.84 ± 0.08). This study suggested that the uncongruency of the brannerite dissolution and the changes usually observed in the rate-controlling step with temperature could be linked to the loss of the crystal structure in natural samples.

Details

Language :
English
ISSN :
23972106
Database :
OpenAIRE
Journal :
npj Materials Degradation, npj Materials Degradation, Nature Research 2021, 5, pp.30. ⟨10.1038/s41529-021-00173-6⟩, npj Materials Degradation, Nature Research 2021, 5 (30), ⟨10.1038/s41529-021-00173-6⟩, npj Materials Degradation, Vol 5, Iss 1, Pp 1-9 (2021), npj Materials Degradation, 2021, 5, pp.30. ⟨10.1038/s41529-021-00173-6⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0438e3e67b84210d5ae3e4fa4e3baa26
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s41529-021-00173-6⟩