Häufige Uransalze in Wasser und Technologien zur Entfernung und Aufreinigung

In Wasser gemessenes Uran wird üblicherweise als Gesamturan angegeben, nicht als einzelnes gelöstes Salz. Seine Form in wässriger Lösung hängt von den Redoxbedingungen, dem pH-Wert und Liganden wie Carbonat, Hydroxid, Sulfat und Phosphat ab. Diese Faktoren beeinflussen seine Mobilität und die Eignung möglicher Aufbereitungsverfahren.

Bei uranhaltigem Grundwasser, Bergbauwasser oder Prozesssole beginnt die Auswahl der Aufbereitung mit einer repräsentativen Analyse und einem Verständnis der Uranspeziation. Zur Aufbereitung gehört auch ein Plan für den Umgang mit uranhaltigen Konzentraten, verbrauchten Aufbereitungsmedien und Schlamm.

Häufige Uranarten und -verbindungen in Wasser

Die Tabelle unterscheidet gelöste Spezies in wässriger Lösung von festen Mineralen und Prozesschemikalien. Der Nachweis von Uran in einer Probe belegt für sich genommen nicht, dass ein bestimmtes Salz vorliegt: Analyseergebnisse werden im Allgemeinen als Gesamturan (U) angegeben.

Spezies oder Verbindung	Formel oder repräsentative Form	Typischer Wasser- oder Prozesskontext	Verhalten in Wasser
Uranyl-Carbonat-Komplexe	UO₂CO₃(aq), UO₂(CO₃)₂²⁻, UO₂(CO₃)₃⁴⁻; auch Calcium-Uranyl-Carbonat-Komplexe können sich bilden	Oxisches Grundwasser mit Hydrogencarbonat-/Carbonatalkalität; einige alkalische Bergbauwässer	Oft löslich und mobil. Die Verteilung auf die einzelnen Spezies hängt von pH-Wert, Carbonat, Calcium und Ionenstärke ab; es handelt sich nicht um eine feste Konzentration eines „Uran-Carbonat-Salzes“.
Uranyl-Hydrolysespezies	UO₂²⁺ und hydrolysierte Formen wie UO₂OH⁺ oder neutrale Hydroxokomplexe	Oxische Wässer mit geringem Carbonatgehalt; die konkreten Formen ändern sich mit dem pH-Wert	Die Speziation ändert sich mit dem pH-Wert; Hydrolyse, Sorption und Fällung können das gelöste Uran beeinflussen.
Uranyl-Sulfat-Komplexe	Zum Beispiel UO₂SO₄(aq) und höhere Sulfatkomplexe	Saures, sulfatreiches Grubenwasser, Uranlaugungslösungen und metallurgische Prozesswässer	Die Komplexe können U(VI) in Lösung halten. Konzentration und Speziation hängen von Säuregehalt, Sulfat und anderen Ionen ab.
Uranyl-Phosphat-Spezies und Uranphosphatminerale	Uranyl-Phosphat-Komplexe in wässriger Lösung; zu den Feststoffen gehören Minerale der Autunit-Gruppe	Phosphathaltiges Grundwasser, Sedimente und Wässer, die durch Phosphatbehandlung oder uranhaltige Minerale beeinflusst sind	Phosphat kann mit Uran Komplexe bilden und unter geeigneten Bedingungen schwer lösliche Feststoffe bilden. Das Ergebnis hängt vom pH-Wert und von konkurrierenden Ionen ab; eine Mineralformel darf nicht mit einem gelösten Salz verwechselt werden.
Uranylnitrat	UO₂(NO₃)₂ (häufig hydratisiert)	Laborlösungen, Lösungen aus dem Kernbrennstoffkreislauf und spezialisierten chemischen Prozessen; kein typisches natürlich vorkommendes Grundwassersalz	Als Prozesschemikalie gut löslich. Nach dem Lösen hängt die Uranspeziation von der Lösungschemie ab; das Uran liegt nicht ausschließlich als intaktes Uranylnitrat vor.
Uran(IV)-oxid und Silikatminerale	UO₂(s) (Uraninit); USiO₄(s) (Coffinit)	Reduzierende Grundwasserleiter, Sedimente, Erzzonen und Bergbaurückstände	Unter reduzierenden Bedingungen im Allgemeinen schwer löslich; durch Oxidation und Veränderungen der Wasserchemie kann Uran jedoch mobilisiert werden.
Urankonzentrate und gefällte Prozessprodukte	Zusammensetzung unterschiedlich; häufig Uranoxide oder uranhaltige Fällungsprodukte	Bergbau- und Uranaufbereitungskreisläufe, Rückstände und Aufbereitungsrückstände	Dies sind Feststoffe, keine üblichen gelösten Salze in gewöhnlichem Wasser. Durch Staub, Sickerwasser oder Kontakt mit Prozesswasser kann uranhaltiges Wasser entstehen, das untersucht werden muss.

Wichtiger Punkt: Unter oxidierenden Bedingungen bildet U(VI) häufig Uranylkomplexe. Carbonat und Hydroxid sind in vielen Grundwässern wichtige Liganden; auch Sulfat, Phosphat, Fluorid und organische Stoffe können die Speziation beeinflussen. Unter reduzierenden Bedingungen sind U(IV)-Feststoffe oft weniger löslich. Siehe den USGS-Überblick zur Uranspeziation im Grundwasser und die USGS-Studie zu Uran und anderen Elementen im Grundwasser.

Optionen zur Entfernung, Abtrennung und Aufreinigung von Uran

Ziel	Mögliche Technologie	Auswahlkriterien
Gelöstes Uran aus Grundwasser entfernen	Anionenaustausch	Kann bei negativ geladenen Uranyl-Carbonat-Komplexen wirksam sein. Die Wahl des Harzes, die Alkalität sowie Sulfat, Nitrat und andere konkurrierende Ionen beeinflussen Kapazität und Durchbruch; bei der Regeneration entsteht eine uranhaltige Sole.
Uran und andere gelöste Ionen reduzieren	Umkehrosmose (RO) oder Nanofiltration (NF)	Die Membrantrennung kann gelöstes Uran reduzieren, ihre Leistung hängt jedoch von Membran, Speziation und Zulaufwasserchemie ab. Das Konzentrat enthält zurückgehaltene Bestandteile und muss kontrolliert gehandhabt werden.
Uran an Feststoffen binden und anschließend abtrennen	Koagulation, Adsorption und Filtration mit geeigneter eisen- oder aluminiumbasierter Behandlung	Die Entfernung hängt vom pH-Wert, der Fällmitteldosierung, der Uranform und der Wasserzusammensetzung ab. Versuche im Labormaßstab sind erforderlich; der entstehende Schlamm oder das Filterrückspülwasser kann Uran in erhöhter Konzentration enthalten.
Uran bei der Enthärtung entfernen	Kalkenthärtung oder Kalk-Soda-Enthärtung	Unter geeigneten Bedingungen kann Uran mitgefällt werden. Die Wirksamkeit ist jedoch unterschiedlich und hängt stark vom pH-Wert und der Zusammensetzung des Rohwassers ab. Der anfallende Schlamm muss sachgerecht behandelt werden.
Uran aus Bergbau- oder Prozesslösungen zurückgewinnen	Ionenaustausch, Lösungsmittelextraktion und kontrollierte Fällung	Dies sind etablierte hydrometallurgische Prozessschritte in geeigneten Verfahrenskreisläufen. Sie erfordern eine prozessspezifische Auslegung, Sicherheitsmaßnahmen und einen sachgerechten Umgang mit uranhaltigen Produkten und Rückständen; sie sind nicht mit der häuslichen Trinkwasseraufbereitung gleichzusetzen.

Die WHO und die US-Umweltschutzbehörde EPA nennen unter anderem Ionenaustausch, Umkehrosmose, Koagulation/Filtration und Kalkenthärtung als Aufbereitungsverfahren. Ihre Wirksamkeit hängt von der Chemie des Zulaufwassers und der Betriebsweise ab. Die Wirksamkeit der Aufbereitung ist durch repräsentative Versuche zu bestätigen; sowohl das aufbereitete Wasser als auch die Reststoffströme sind zu überwachen. Zu uranspezifischen Aspekten der Trinkwasseraufbereitung siehe das WHO-Merkblatt zu Uran und die Leitlinien der US-Umweltschutzbehörde EPA zu Aufbereitungsrückständen.

Besprechen Sie Ihre Herausforderung bei der Wasseraufbereitung

Für ein bestimmtes uranhaltiges Wasser oder einen uranhaltigen Prozessstrom sollten die Aufbereitungsoptionen anhand der Analyse, der angestrebten Wasserqualität und der Anforderungen an die Behandlung der Reststoffe bewertet werden.

Zuletzt überprüft am 9. November 2026 von Lenntech.

Quellen und weiterführende Literatur

Preis anfragen

Tel: +31 152 755 705
info@lenntech.com

Preis anfragen