уранова руда. Уранови залежи в света

Откритие в планетарен мащаб. Така че можете да наречете откритието на учените на Уран. Планетата е открита през 1781 г.

Нейното откритие беше причината за назоваването на един от елементи от периодичната таблица. Уранметалът е изолиран от смес от смола през 1789 г.

Шумът около новата планета все още не е утихнал, следователно идеята за назоваване на ново вещество лежеше на повърхността.

В края на 18 век все още няма понятие за радиоактивност. Междувременно това е основното свойство на земния уран.

Учените, които са работили с него, са били облъчени, без да знаят. Кой беше пионерът и какви са другите свойства на елемента, ще кажем по-нататък.

Свойства на урана

Уранът е елементоткрит от Мартин Клапрот. Той сля смолата с каустика. Продуктът на синтеза не е напълно разтворим.

Клапрот разбра, че няма предполагаеми и в състава на минерала. След това ученият разтвори уловката.

От разтвора паднаха зелени шестоъгълници. Химикът ги изложи на жълта кръв, тоест калиев хексацианоферат.

От разтвора изпада кафява утайка. Клапрот редуцира този оксид с ленено масло и го калцинира. Имам прах.

Вече трябваше да го запаля, смесвайки го с кафяво. В спечената маса са открити зърна от нов метал.

По-късно се оказа, че не е така чист уран, и неговия диоксид. Отделно елементът е получен едва 60 години по-късно, през 1841г. И след още 55 години Антоан Бекерел открива явлението радиоактивност.

Радиоактивност на уранапоради способността на ядрото на даден елемент да улавя неутрони и да се разпада. В същото време се освобождава впечатляваща енергия.

Дължи се на кинетичните данни на радиация и фрагменти. Възможно е да се осигури непрекъснато делене на ядрата.

Верижната реакция започва, когато естественият уран е обогатен със своя 235-ти изотоп. Не е нещо, което се добавя към метала.

Напротив, нискорадиоактивният и неефективен 238-ми нуклид, както и 234-ти, се отстраняват от рудата.

Тяхната смес се нарича обеднена, а останалият уран обогатен. Точно това е необходимо на индустриалците. Но ние ще говорим за това в отделна глава.

Уран излъчва, алфа и бета с гама лъчи. Те бяха открити, като се видя ефектът на метала върху фотографска плака, обвита в черно.

Стана ясно, че новият елемент излъчва нещо. Докато Кюри проучват какво е това, Мари получава доза радиация, която кара химика да развие рак на кръвта, от който жената умира през 1934 г.

Бета радиацията може да унищожи не само човешкото тяло, но и самия метал. Какъв елемент се образува от уран?Отговор: Brevi.

В противен случай се нарича протактиний. Открит през 1913 г., точно при изследване на урана.

Последният се превръща в бревия без външни влияния и реагенти, само от бета разпад.

Външно уранът е химичен елемент- цветове с метален блясък.

Така изглеждат всички актиниди, към които принадлежи 92-то вещество. Групата започва с 90-то число и завършва със 103-то.

Стои в горната част на списъка радиоактивен елемент уран, действа като окислител. Степените на окисление могат да бъдат 2-ра, 3-та, 4-та, 5-та, 6-та.

Тоест химически 92-ият метал е активен. Ако стриете урана на прах, той ще се запали спонтанно във въздуха.

В обичайната си форма веществото ще се окисли при контакт с кислород, покривайки се с ирисцентен филм.

Ако температурата се повиши до 1000 градуса по Целзий, хим. елемент урансвържете се с. Образува се метален нитрид. Това вещество е жълто.

Хвърлете го във вода и го разтворете като чист уран. Корозира го и всички киселини. Елементът измества водорода от органичната материя.

Уранът го изтласква, по същия начин, от солни разтвори,,,,,. Ако такъв разтвор се разклати, частиците на 92-ия метал ще започнат да светят.

уранови солинестабилни, разлагат се на светлина или в присъствието на органични вещества.

Елементът е безразличен, може би, само към алкали. Металът не реагира с тях.

Откриване на уране откриването на свръхтежък елемент. Масата му позволява да се изолира металът, по-точно минералите с него, от рудата.

Достатъчно е да го смачкате и да заспите във вода. Първо ще се утаят урановите частици. Това е мястото, където започва добивът. Подробности в следващата глава.

Добив на уран

След като са получили тежка утайка, индустриалците излугват концентрата. Целта е уранът да се разтвори. Използва се сярна киселина.

Изключение се прави за tar. Този минерал е неразтворим в киселина, поради което се използват основи. Тайната на трудностите в 4-валентното състояние на урана.

Киселинното излугване не минава с , . В тези минерали 92-ият метал също е 4-валентен.

Това се третира с хидроксид, известен като натриев хидроксид. В други случаи продухването с кислород е добро. Няма нужда отделно да се запасявате със сярна киселина.

Достатъчно е да нагреете рудата със сулфидни минерали до 150 градуса и да изпратите кислородна струя към нея. Това води до образуването на киселина, която се излугва Уран.

Химичен елемент и неговото приложениесвързани с чисти форми на метал. Сорбцията се използва за отстраняване на примеси.

Извършва се върху йонообменни смоли. Подходящ и за екстракция с органични разтворители.

Остава да добавите алкали към разтвора, за да утаите амониеви уранати, да ги разтворите в азотна киселина и да ги подложите.

Резултатът ще бъде оксидите на 92-ия елемент. Те се нагряват до 800 градуса и се редуцират с водород.

Полученият оксид се превръща в уранов флуорид, от които чистият метал се получава чрез калциева термична редукция. , както виждате, не е просто. Защо се опитва толкова много?

Приложение на уран

92-ият метал е основното гориво за ядрени реактори. Постната смес е подходяща за стационарни, а обогатен елемент се използва за електроцентрали.

235-ият изотоп също е в основата на ядрените оръжия. От 92-ия метал може да се получи и вторично ядрено гориво.

Тук си струва да зададем въпроса, кой елемент превръща урана. От неговия 238-и изотоп се получава още едно радиоактивно, свръхтежко вещество.

На самия 238-ми уранстрахотен половин живот, продължава 4,5 милиарда години. Такова дълго унищожаване води до ниска консумация на енергия.

Ако разгледаме използването на уранови съединения, неговите оксиди са полезни. Използват се в стъкларската промишленост.

Оксидите действат като багрила. Може да се получи от бледожълто до тъмнозелено. В ултравиолетовите лъчи материалът флуоресцира.

Това свойство се използва не само в чаши, но и в уранови глазури за. Урановите оксиди в тях са от 0,3 до 6%.

В резултат на това фонът е безопасен, не надвишава 30 микрона на час. Снимка на уранови елементи, по-точно продуктите с негово участие, са много колоритни. Блясъкът на чашите и съдовете привлича окото.

Цена на уран

За килограм необогатен уранов оксид дават около 150 долара. Пиковите стойности са наблюдавани през 2007 г.

Тогава цената достигна 300 долара за килограм. Разработването на уранови руди ще остане печелившо дори при цена от 90-100 условни единици.

Кой е открил елемента уран, не знаеше какви са запасите му в земната кора. Сега те са преброени.

Големите полета с рентабилна производствена цена ще бъдат изчерпани до 2030 г.

Ако не се открият нови находища или не се намерят алтернативи на метала, стойността му ще пълзи нагоре.

Характеристика на разработването на уранови находища е възможността за използване за тях както на конвенционални методи за добив (открити и подземни), така и на подземни (сондажни, блокови) и купчинни методи за извличане. Разпространение в света на различни методи за добив на уран: подземен 37%, открит рудник 24%, съпътстващ добив 18%, подземно излугване в сондажи 12%, неопределен 7%.

При добива и производството на уран се вземат различни предпазни мерки за защита на здравето на персонала:

• - Нивата на прах се контролират внимателно, за да се сведе до минимум поглъщането на γ- или α-излъчващи вещества. Прахът е основният източник на радиоактивно облъчване. Обикновено той допринася с 4 mSv/годишно към годишната доза, получавана от персонала.
• - Външното радиоактивно облъчване на персонала в мини, фабрики и депа за отпадъци е ограничено. На практика нивото на външно облъчване от руда и отпадъци обикновено е толкова ниско, че има малък ефект върху увеличаването на допустимата годишна доза.
• - Естествената вентилация на откритите находища намалява нивото на облъчване от радон и неговите дъщерни изотопи. Нивото на облъчване от радон не надвишава 1% от допустимото ниво за продължително облъчване на персонала. Подземните мини са оборудвани с вентилационни системи за постигане на същото ниво. В австралийски и канадски подземни мини средната доза на експозиция е ~3 mSv/година.
• - Има строги хигиенни норми за работа на персонала с концентрат от уранов оксид, защото той е химически токсичен, като оловния оксид. На практика се вземат предпазни мерки за защита на дихателната система от проникване на токсини, подобни на тези, използвани при работа в оловни заводи.

Нека се спрем по-подробно на основните методи за извличане на уранови суровини.

Минен метод за добив на уран- един от основните начини за производство на уран. Организацията на работа е подобна на методите за добив на други метали, но има разлики. Урановите руди се срещат най-често под формата на тесни слоеве, което води до образуването на мина под формата на разклонени преспи. Тъй като разработването на уранова руда се извършва на същия хоризонт с образуването на преспи и пречиствателни блокове, разположени в близост до основния транспорт, образуването на прах е до голяма степен локализирано. Липсата на циркулация на въздуха от един блок към друг не води до тяхното взаимно замърсяване, а образуването на прах в урановите мини не е голямо.

По време на експлоатацията на подземни уранови мини, рудничните води от мината непрекъснато се изпомпват и изпращат в хидрометалургичния завод в системата на затворена технологична циркулация на водата. Мощната вентилация не позволява концентрацията на радон във въздуха. Ако вентилацията се изключи след края на работната смяна, тогава атмосферните концентрации на радон и неговите дъщерни продукти рязко се увеличават и следователно преди началото на следващата смяна тези концентрации трябва да бъдат намалени до максимално допустимите

Основната опасност за миньорите на уран идва от вдишването на въздух, съдържащ радон, отделен от рудата. В допълнение към урана, урановите руди съдържат всички други членове на радиоактивната серия, в която той е основният нуклид. Следните елементи от това семейство представляват най-голяма опасност за здравето на миньорите: 222 Rn, 21t *Pb, 211 Bi и 21 "Po. Съдържанието на радон в атмосферата на мината се определя от скоростта на излъчване, скоростта на вентилация и времето на полуразпад на радона. Непосредственото потомство на радоновия разпад има кратък полуживот и бързо се натрупва в атмосферата, дори ако радонът влезе в мината без потомство.

Поради факта, че относителната вредност на дъщерните продукти на радона е по-голяма от вредността на самия радон, контролът върху радиоактивното замърсяване на въздуха в уранови мини може да се осъществява от неговите разпадни продукти. Като приемливо работно ниво на съдържанието на дъщерни продукти на разпадане на радон в рудничната атмосфера се предлага стойността на "латентната енергия", равна на 1,3 * 105 MeV / l въздух.

Откритите ями (някои от тях с дълбочина до 500 m) са популярен начин за добив на уран. Смята се, че радиационната опасност от такива кариери за миньорите е много по-малка от тази на подземните мини. За околната среда обаче откритият добив на уран може да представлява сериозна опасност поради увличането на прах. Промените в ландшафта, нарушаването на растителността, неблагоприятните въздействия върху местната фауна са неизбежни последици от открития добив. Трудна задача е запълването на кариерата с отпадъчни скали и рекултивацията след приключване на минните дейности.

Има правила и закони, които определят мерки за опазване на околната среда, определят изисквания като предварителни

оценки на въздействието върху околната среда; постепенно прилагане на програма за възстановяване, включително възстановяване на ландшафта и горските територии, засаждане на ендогенна флора, възстановяване на ендогенна дива природа; както и проверка на съответствието на състоянието на околната среда със съществуващите разпоредби.

Ориз. четири. Добив на уран чрез подземно извличане.

Добив чрез разтваряне

(излужване in situ) включва вкарване на алкална или кисела течност (като сярна киселина) през сондажи в находище на уранова руда и изпомпването й обратно. Този метод не изисква отстраняване на рудата от мястото за добив, но може да се използва само когато находищата на уран са разположени във водоносен хоризонт в пропусклива скала и не много дълбоко (-200 m).

Предимствата на тази технология са намален риск от инциденти и експозиция на персонала, ниска цена и липса на място за съхранение на отпадъци. Основните недостатъци са рискът от отклоняване на излугващите течности от урановото находище и последващо замърсяване на подпочвените води, както и невъзможността за възстановяване на естествените условия в зоната на излужване след приключване на операциите. Получената замърсена смес или се прехвърля в резервоари, или се изпраща в дълбоки ликвидационни кладенци.

Излугване - извличане на един или повече компоненти от руди, концентрати, производствени отпадъци с воден разтвор, съдържащ алкален, киселинен или друг реагент, както и с помощта на определени видове бактерии; специален случай на екстракция от твърдата фаза. Обикновено излугването е придружено от химическа реакция, в резултат на която извлеченият компонент преминава от неразтворима във вода форма в разтворима.

Подземно излугване - излугване на мястото на поява на уранови руди. Той включва инжектиране на сярна киселина в рудната маса и елиминира проблема със съхранението на хвоста, но при неблагоприятни условия може да причини замърсяване на подземните води.

Излугването се основава на способността на екстрахираното вещество да се разтваря по-добре от останалото. Разтворители - разтвор на амоняк, киселини, основи, метални хлориди или хлор, сулфати и др. Излужването може да бъде придружено от окисляване на екстрахирания материал, за да се превърнат слабо разтворимите съединения в лесно разтворими (окислително излугване). Като окислител се използват газове (въздух, кислород), течни и твърди неорганични вещества (HN0 3, Mn0 2, KMn0 4 и др.), Бактерии (бактериално излугване).

Сондажното подземно извличане се използва при разработването на находища на резервоари. Условията за неговата приложимост са високата пропускливост и водност на рудоносната среда. При използването на този метод находището се разделя на полигони, пробивани последователно чрез системи от инжекционни и екстракционни кладенци, като за един инжекционен кладенец има два, три или повече екстракционни кладенци. Времето за извличане на уран от скалите на всяка тестова площадка е 1^-3 години. В зависимост от състава на използваните работни разтвори се разграничават киселинна схема за излугване на уран (разтвори на сярна киселина) и карбонатна схема (разтвори на натриеви и амониеви карбонати-бикарбонати).

Подземното излужване се състои в доставяне на излужващ разтвор под земята директно в рудното тяло или в слой от специално подготвена руда и изпомпване на разтвора, който е проникнал през рудния слой, на повърхността. Съществуват два основни варианта за подземно излугване - задупково (безшахтово) и руднично (блоково). В подземните рудници се използват стари или специално създадени рудници, подготвени подземни камери със срутена руда, а за събиране на производствения разтвор се използват щолни или щанги.

Подземното извличане, което обикновено се използва при дълбочина на рудно тяло не повече от 1000 m, позволява да се използват нискокачествени уранови руди в минната промишленост, драстично да се намали обемът на капиталовите инвестиции и времето за изграждане на предприятията, да се увеличи трудът производителност няколко пъти, значително намаляване на вредното въздействие върху природата (не нарушава ландшафта, драстично намаляване на количеството твърди отпадъци и вредни вещества, изнесени на повърхността на земята, и е сравнително лесно да се възстановят отпадъчните площи).

Подземното сондажно излугване е метод за разработване на рудни находища без издигане на рудата на повърхността чрез селективно прехвърляне на естествени уранови йони в продуктивен разтвор директно в подпочвата. Този метод се осъществява чрез пробиване на кладенци през уранови рудни тела, доставяне на разтвор в уранови рудни тела, повдигане на уран-съдържащи разтвори на повърхността и извличане на уран от тях в сорбционни йонообменни единици, добавяне на киселина към матерните луги и изпомпването им обратно в червата. При сондажното излужване няма промяна в геоложкото състояние на подпочвата, тъй като минната маса не се изкопава.

В процеса на сондажно излугване по-малко от 5% от радиоактивността преминава в подвижно състояние в подпочвата и се изнася на повърхността, в сравнение със 100% при традиционните методи за добив на уран. Няма нужда да се изграждат хвостохранилища за съхранение на отпадъци с високо ниво на радиация. Естествената хидрогеохимична среда в урановите находища обикновено е способна да се самовъзстановява от техногенно въздействие. Поради постепенното възстановяване на естествените окислително-възстановителни условия протича бавен, но необратим процес на рекултивация на подпочвените води в рудоносни водоносни хоризонти. Има методи за значително интензифициране на този процес, ускоряване на рекултивацията десетократно.

Независимо от това, методът за излугване в сондаж е доста опасен от екологична гледна точка. Разтворът, съдържащ излужване на уран, може да изтече от рудното тяло на зоната чрез пукнатини в скалата или разкъсвания на хидроизолационни слоеве и след това да се разпространи през водоносния хоризонт. Това може да доведе до замърсяване на подземните води на големи разстояния от мината. В допълнение към разтворите за излугване на уран се разтварят и други минерали, в резултат на което става подвижен не само уранът, но и елементите: радий, арсен, ванадий, молибден, кадмий, никел, олово и др., и те се концентрират хиляда пъти. Минералите се утаяват от разтвора по време на процеса на излугване на място, образувайки калцит, гипс и други минерали. Получените валежи могат да намалят или дори напълно да блокират потока на разтвора през зони, съдържащи уран, което води до непредвидими резултати или преждевременно затваряне на мината.

Сондажното излужване произвежда големи количества отпадъчни води и солен разтвор, които трябва да се изхвърлят по екологосъобразен начин. Те включват промивни води и течни отпадъци от завода за обогатяване на уран. Тези течности се смесват и се инжектират отново в същата подземна вода, използвана при добива на уран, или се инжектират в дълбок водоносен хоризонт, далеч от други потребители на подпочвена вода. Тези течни отпадъци съдържат високи концентрации на радионуклиди и тежки метали и зоната на разпространението им трябва да бъде възстановена след затварянето на мината.

Купичното излугване е процес на получаване на полезни компоненти чрез разтваряне на подготвени (натрошени бедни руди или хвост от преработвателна фабрика) и поставени в специална купчина минерални суровини, последвано от тяхното отделяне (утаяване) от циркулиращите разтвори.

Купното излугване се използва за обработка на руди, съдържащи лесно разтворими полезни компоненти; такива руди трябва да са относително порести и евтини. Понякога се използва насипно излугване за третиране на хвост, получен в резултат на предишни минни процеси. За зареждане на рудата се подготвя леко наклонена повърхност, непроницаема за излугващи разтвори. По дължина и напречно на тази повърхност са създадени дренажни басейни за дренаж. След натоварването рудата се излива с количество излугващ разтвор, достатъчно да насити цялата й дебелина. Разтворът прониква между частиците на руда и води до разтваряне на полезни компоненти. След определен период от време материалът се изсушава и кората, образувана от разтворените ценни компоненти, се отстранява, а обработената рохкава скала се измива в дренажната система.

Перколационното излугване се използва при обработката на руди, които не се смилат добре при раздробяване и не съдържат естествени утайки или глина. Това е доста бавен процес. Излугването чрез просмукване се извършва в резервоари, които са добре пригодени за товарене и разтоварване.Дъното на резервоара трябва да бъде ефективен филтър, позволяващ изпомпване и изпомпване на разтвора през него.Резервоарите се зареждат с натрошена руда с определен размер на фракцията. След това разтворът за извличане се изпомпва в резервоара и се абсорбира в рудата. След изтичане на необходимото време на задържане, разтворът с излужените компоненти се изпомпва и рудата се промива, за да се отстрани останалият разтвор за извличане.

По време на процеса на излугване са възможни емисии на прах, радон и течност за излугване. След завършване на процеса на излугване, особено ако рудата съдържа железен сулфид, тогава след достъпа му до вода и въздух може да започне непрекъснато бактериално производство на киселина в сметищата, което води до спонтанно излугване на уран в продължение на много векове със замърсяване на подземните води .

В момента ядрената енергия се използва в доста голям мащаб. Ако през миналия век радиоактивните материали се използват главно за производството на ядрени оръжия, които имат най-голяма разрушителна сила, то в наше време ситуацията се промени. Ядрената енергия в атомните електроцентрали се преобразува в електрическа и се използва за напълно мирни цели. Създават се и ядрени двигатели, които се използват например в подводници.

Основният радиоактивен материал, използван за производството на ядрена енергия е Уран. Този химичен елемент принадлежи към семейството на актинидите. Уранът е открит през 1789 г. от немския химик Мартин Хайнрих Клапрот при изучаване на катранената обманка, която сега се нарича още "катранена смола". Новият химически елемент е кръстен на наскоро открита планета в Слънчевата система. Радиоактивните свойства на урана са открити едва в края на 19 век.

Уранът се съдържа в седиментната обвивка и в гранитния слой. Това е доста рядък химически елемент: съдържанието му в земната кора е 0,002%. Освен това уранът се намира в незначителни количества в морската вода (10 −9 g/l). Поради химическата си активност уранът се среща само в съединения и не се среща в свободна форма на Земята.

уранови рудинаречени естествени минерални образувания, съдържащи уран или неговите съединения в количества, в които е възможно и икономически изгодно да се използва Урановите руди също служат като суровина за производството на други радиоактивни елементи, като радий и полоний.

Днес са известни около 100 различни уранови минерали, 12 от които се използват активно в промишлеността за получаване на радиоактивни материали. Най-важните минерали са оксидите на урана (уранит и неговите разновидности - натран и уранова черна), неговите силикати (кофинит), титанитите (давидит и бранерит), както и хидрофосфати и уранова слюда.

Урановите руди се класифицират по различни критерии. По-специално, те се отличават с условията на обучение. Един от видовете са така наречените ендогенни руди, които са се отлагали под въздействието на високи температури и от пегматитни стопилки и водни разтвори. Ендогенните руди са характерни за нагънатите области и активираните платформи. Екзогенните руди се образуват в близки до повърхността условия и дори на повърхността на Земята в процеса на натрупване (сингенетични руди) или в резултат (епигенетични руди). Срещат се главно на повърхността на млади платформи. Метаморфогенни руди, възникнали по време на преразпределението на първично диспергиран уран в процеса на метаморфизъм на седиментни слоеве. Метаморфогенните руди са характерни за древните платформи.

Освен това урановите руди се разделят на естествени видове и технологични степени. По естеството на урановата минерализация се разграничават: първични уранови руди - (съдържанието на U 4 + е не по-малко от 75% от общото), окислени уранови руди (съдържат главно U 6 +) и смесени уранови руди, в които U 4 + и U 6 + са в приблизително равни пропорции. Технологията на тяхната обработка зависи от степента на окисляване на урана. Според степента на неравномерно съдържание на U в бучковата фракция на планината („контраст“) се разграничават силно контрастни, контрастни, слабо контрастни и неконтрастни уранови руди. Този параметър определя възможността и целесъобразността на обогатяването на уранови руди.

Според размера на агрегатите и зърната на урановите минерали се разграничават: едрозърнести (над 25 mm в диаметър), среднозърнести (3–25 mm), дребнозърнести (0,1–3 mm), фини зърнести (0,015–0,1 mm) и диспергирани (по-малко от 0,015 mm) уранови руди. Размерът на зърната на урановите минерали също определя възможността за обогатяване на рудите. Според съдържанието на полезни примеси урановите руди се разделят на: уранови, урано-молибденови, урано-ванадиеви, урано-кобалтово-бисмутово-сребърни и др.

Според химичния състав на примесите урановите руди се разделят на: силикатни (състоят се главно от силикатни минерали), карбонатни (повече от 10–15% карбонатни минерали), железни оксиди (желязо-уранови руди), сулфидни (повече от 8 –10% сулфидни минерали) и каустобиолит, съставен главно от органични вещества.

Химичният състав на рудите често определя начина, по който се обработват. От силикатни руди уранът се отделя с киселини, от карбонатни руди с разтвори на сода. Рудите от железен оксид се подлагат на топене в доменна пещ. Каустобиолитните уранови руди понякога се обогатяват чрез изгаряне.

Както бе споменато по-горе, съдържанието на уран в земната кора е доста малко. В Русия има няколко находища на уранова руда:

Находища Жерловое и Аргунское.Те се намират в района Краснокаменски на Читинска област. Запасите на находището Жерловое са 4137 хил. Тона руда, които съдържат само 3485 тона уран (средно съдържание 0,082%), както и 4137 тона молибден (съдържание 0,227%). Запасите от уран в находището Аргунское в категория С1 са 13 025 хил. тона руда, 27 957 тона уран (средно съдържание 0,215%) и 3 598 тона молибден (средно съдържание 0,048%). Запасите от категория С2 са: 7990 хил. тона руда, 9481 тона уран (със средно съдържание 0,12%) и 3191 тона молибден (средно съдържание 0,0489%). Приблизително 93% от целия руски уран се добиват тук.

5 находища на уран ( Източное, Количканское, Дыбринское, Намарусское, Кореткондинское) се намират на територията на Република Бурятия. Общите проучени запаси на находищата възлизат на 17,7 хиляди тона уран, прогнозните ресурси се оценяват на още 12,2 хиляди тона.

Khiagdinsky находище на уран.Добивът се извършва по метода на сондажно подземно извличане. Проучените запаси на това поле в категория С1 + С2 се оценяват на 11,3 хиляди тона. Депозитът се намира на територията на Република Бурятия.

Радиоактивните материали се използват не само за създаване на ядрени оръжия и гориво. Например, уранът се добавя в малки количества към стъклото, за да му придаде цвят. Уранът е съставна част на различни метални сплави и се използва във фотографията и други области.

Колко руда е необходима за производството на ниско обогатен уран като гориво за атомна електроцентрала? Общоприето е, че горивният уран е уран, съдържанието на изотопа уран-235 в който е доведено до 4%. В естествената руда този изотоп е само 0,7%, т.е. необходимо е концентрацията му да се увеличи 6 пъти.

Нека ви напомня, че до 80-те години на миналия век Европа и САЩ обогатяваха уран само в „мрежи“, като изразходваха огромно количество електроенергия за тази работа. Технологичен момент, но, както се казва, с големи последствия. Естественият уранов хексафлуорид може да бъде "изсмукан" от 235-ия изотоп, докато спре - така че минималното количество да остане в "опашките". Но какво означава това в случая на дифузионния метод? Повече "решетки", повече контейнери за оригиналния хексафлуорид и, разбира се, повече разходи за енергия. И всичко това увеличава разходите, разваля икономическите показатели, намалява печалбите. Като цяло не е интересно. Следователно в западните "опашки" на уран-235 - 0,3%, а 0,4% отива в по-нататъшна работа. С такива „опашки“ картината е следната: за 1 kg LEU са необходими 8 kg руда + 4,5 SWU (сепарационни работни единици).

За ватираните якета картината беше и остава малко по-различна - в крайна сметка работата на нашите „игли“ е много по-евтина. Запомнете - "иглата" изисква 20-30 пъти по-малко електроенергия на 1 ЮЗЕ. Нямаше смисъл да спестяваме работата по разделяне, оригиналният уранов хексафлуорид беше „изстискан“ по-внимателно: 0,2% уран-235 остава в нашите „опашки“, 0,5% бяха изразходвани за по-нататъшна работа по обогатяване. Изглежда, че разликата е само 0,1%, защо да обръщате внимание на такава дреболия? Да, не всичко е толкова просто: на нашите "игли" за получаване на 1 кг LEU са необходими 6,7 кг руда + 5,7 SWU. 1,3 кг по-малко руда - тоест ние се отнасяхме към червата си много по-благоразумно от демократите.

Но това не е всичко. 1 SWU на нашите центрофуги струва около 20 долара, на "решетките" 1 SWU струва от 70 до 80. Това означава, че за Запада едно находище на уран, в което цената на рудата, да речем, 100 долара, е много скъпо. Нека изчислим 1 kg LEU на калкулатор, за да стане ясно.

1 kg LEU = 8 kg руда + 4,5 SWU, т.е.

1 кг LEU \u003d 8 x 100 + 4,5 x 70 \u003d $1115.

И сега поставяме нашите числа и получаваме:

1 kg LEU = 6,7 kg руда + 5,7 SWU

1 kg LEU = 6,7 x 100 + 5,7 x 20 = $784

Това означава, че урановото находище, което ни беше твърде скъпо за цивилизования Запад, е точно това. Грубо казано, на Земята има ПОВЕЧЕ уран за нашата технология, отколкото за западната технология. От момента, в който Европа овладя центрофугите на Zippe, запасите от уран в световната статистика се увеличиха драстично, въпреки че братята геолози не си мръднаха пръста за това: откритите по-рано находища започнаха да се признават за търговски печеливши, това е всичко. Но URENCO включи центрофугите си през 80-те години, а атомните електроцентрали в Европа и Щатите се появиха много по-рано, нали? Това означава, че от края на 40-те години на миналия век залежите на уран се експлоатират изключително масово, без да се пести от естествените руди. Грубо казано, Западът "убиваше" едно поле след друго, прескачайки към нови. А ужасно неикономичният Мордор не бързаше: намериха находище и го изсмукаха до дъното, без да се суете и без да бързат. В същото време не трябва да забравяме, че през годините на Студената война ядрените страни много активно увеличаваха запасите си от оръжеен високообогатен уран, а това изисква много повече естествена уранова руда. Грубо казано, на 1 кг HEU се изразходват 275 kg руда, а сметката на HEU в страните от ядрения клуб е стотици тонове. И HEU не е просто оръжие, той се захранва от подводни реактори, той се захранва от много изследователски реактори. Като цяло човечеството изразходваше своите уранови руди много, много интензивно и всичко, което можем да кажем в наша защита е, че ние не бяхме първите, които започнаха.

Има още нещо, което трябва да знаете. Когато ни казват: „толкова много тонове уранова руда са добити“, важно е да разберем, че не говорим за планини от някакви камъчета или метални слитъци. В урановата промишленост всички запаси от руда традиционно се превръщат в уранов концентрат - по-точно U3 O8, азотен оксид. Традиционно това беше жълт прах и се наричаше "жълта торта", но сега това е малко остаряло. В процеса на обогатяване на рудата се използва цял цикъл на нейната обработка, един от компонентите на който е печенето. През последните години в различните заводи се използват различни температури, така че цветът на урановия концентрат е много различен - от тъмнозелен до черен. Но процедурата за преработка на рудата е отделна тема, доста голяма, и засега се опитваме да се справим с находищата и производството. Оставете го настрана, но помнете: всички разговори за уранова руда са разговори за уранов концентрат. И правилно - тези руди са много различни, съдържат твърде различни количества уран, така че беше невъзможно да се направи без такава „стандартизация“.

Кога хората са открили този метал и защо всъщност се нарича "уран"? Историята е стара, но интересна. Сега всички знаем какво е радиация и с право не можем да я понасяме и се страхуваме от нея. И в по-ранни времена хората не са знаели нищо за радиацията - може би затова не са страдали от нея? .. Сред рудите и минералите в сребърните мини средновековните миньори често са намирали тежък черен минерал - така нареченият катран бленда. Със сигурност се знае, че кочанът е известен от 1565 г. - тогава е открит в Рудните планини на Саксония, но не са измислили специално приложение за него. През 1789 г. немският химик-аналитик Мартин Клапрот се заинтересува от този минерал и решава да го анализира правилно химически. Рудата е докарана в неговата лаборатория от мина Яхимово в днешна Чехия. Бекерел и Кюри по-късно направиха своите открития върху минерали от същото Яхимиво, така че предлагам да го запиша така:

"Родината" на урана е Чехия.

Мартин Клапрот

Клапрот работеше много усърдно: топеше минерали при различни температури, със и без въздух, изливаше всякакви киселини и царска вода, докато накрая получи синтерована маса с ясно видими метални зърна. Беше през 1789 г. - 8 години след като астрономите откриха неизвестна досега планета, която нарекоха Уран. Ето какво пише самият Клапрот за това: „Преди това беше признато съществуването само на 7 планети, съответстващи на 7 метала, които носеха имената на планетите. В тази връзка е препоръчително, следвайки традицията, новият метал да бъде кръстен на новооткритата планета. Думата „уран“ идва от гръцката дума за „небе“ и следователно може да се отнася за небесния метал. Те не спорят с откривателите - така че сега се занимаваме с този много „небесен метал“.

Самият Клапрот обаче не успя да получи чист уран; това беше постигнато едва през 1840 г. от E.M. Пелиго. През 1896 г. Бекерел открива, че съединенията на урана облъчват фотографската хартия - така започва изследването на радиоактивността. Към най-страшното и ужасно оръжие, към най-големия "резерв от енергия" човечеството се придвижи бавно ...

уранова руда

От гледна точка на геолозите на Земята урановата руда е не просто много, а много. Но не всеки уранов минерал получава гордото име "руда": минералите, в които има много малко уран и много отпадъчни скали, не се считат за руди. За добри руди се считат минералите, в които има повече от 0,1% уран (1 кг на 1000 кг скала), но има и изключения. Например в Южна Африка, в находището Witwatersland, уранът се добива от руда, в която концентрацията му е само 0,01% и се добива в промишлен мащаб. Как така? Да, този небесен метал не е прост - често се среща в същите скали, където се намира златото. След като златото се "извади" от тази скала, защо да не го "извадите" на купчината и урана - това е логиката. Златото като основна цел при преработката на руда, уранът като странична. „Често“ има и цифрова стойност: 12% от добивания уран в света е страничен продукт от златни и други мини. В САЩ например уранът се получава от скали с концентрация 0,008% най-общо - от фосфорити във Флорида. Основното производство е фосфор, уран - до купчина ... Е, ако не се докосвате до такива екзотични неща, тогава урановите руди се разделят на 4 вида - класове според съдържанието им: богати - със съдържание на уран над 1%; редници - от 0,1 до 1,0%; бедните - от 0,03 до 0,1% и бедните - под 0,03%.

А урановите руди се делят на 5 класа в зависимост от това по коя технология се добива и преработва небесният метал. Грубо - какви преработвателни предприятия трябва да се създадат до находищата. Това също е такава традиция: тъй като концентрацията на уран винаги е малка, никой не мисли да транспортира милиони тонове скала навсякъде. Рудник, мина, кариера и от край до край - всичко необходимо за обработка.

Това обаче не са всички видове класификация на уранови руди: тъй като всички ние живеем в свят, в който печалбата е най-важна, може би основната класификация е по цената на крайния продукт (този много уранов концентрат, жълт кек). Един вид обобщаващ показател, в който са изхвърлени всички подробности – каква е била концентрацията на уран в рудата, как е добиван и пречистван, каква е била инфраструктурата. Няма значение какво се е случило ПРЕДИ, важно е какъв е резултатът. Има само 3 категории: 1) находища, при които цената на 1 кг концентрат е под 40 щатски долара за кг; 2) където цената е от 40 до 80 долара за килограм; 3) където себестойността е от 80 до 130 долара за килограм. Всичко, което е по-скъпо от $ 130, днес е „нещит“, защото е много скъпо. Но докога ще продължи такова пренебрежение-повърхностност? До 2006 г. МААЕ смяташе урана за супер скъп и на цена над $80/кг, но сега реши, че е необходимо да се оценяват центрофугите според техните качества - ниската цена на обогатяване позволява безопасното използване на руда повече от $80. Нашите центрофуги от 10-то поколение току-що започнаха да се използват, следователно не може да се изключи, че след известно време лентата от $130 вече няма да бъде „отрязана“. В царството на мрака и ужаса с икономика, разкъсана на парчета, започна промишлената експлоатация на реактора за бързи неутрони BN-800, проектира се BN-1200, през 2020 г. се планира да се пусне и водещ реактор по проекта Proryv , до 2030 г. има надежда за прилагане на затворен ядрен цикъл.

Нека обаче не се впускаме в проекти и хипотези – нека се съсредоточим върху това, което имаме днес. През 2006 г. се смяташе, че на третата планета от Слънцето има 5 000 000 тона уранови руди, следващият доклад на МААЕ беше публикуван през 2010 г. Именно в този доклад центрофугите бяха признати за първи път като единствения метод за обогатяване на уран днес, за първи път "граничната" лента беше вдигната от $80/kg на $130/kg. Новата цифра за запасите от уранова руда на Земята е 6 306 300 тона. Повтарям - това не е увеличение поради нови залежи, това е превръщането на геоложките руди в индустриални. И това се случи по проста причина - МААЕ призна, че всичко освен центрофугите е зло и ние вече няма да го помним. Увеличението на извличаемите руди възлиза на 26% - без допълнителни инвестиции в проучване.

Не толкова често в историята на цивилизацията развитието на технологиите оказва сериозно влияние върху геополитиката, а уранът и центрофугите са същият случай. Нека разберем на пръстите си какво означава появата на търговски интерес към находищата на уран, които дотогава са останали недокоснати в продължение на много години? Първо, страните от "атомния клуб" видяха своя интерес към тези територии, където се намираха тези находища. Например находищата в Кировоградска област станаха интересни не само за Украйна... Второ, страните, които не бяха членове на „атомния клуб“, видяха, че уранът може да им стигне. И това не е моя теоретична измислица: делегации от 52 държави присъстваха на току-що изминалото Атомекспо-2016, а само 32 държави имаха ядрена енергия поне под някаква форма.20 страни са новодошли, които усетиха перспективата.

Калкулатор

Какво е интересното в урана - нека калкулаторът каже. Имаме 6 306 300 тона руда, в която съдържанието на уран-235 (който всъщност „гори“ в реакторите на атомните електроцентрали) е средно 0,72%. Следователно, ако цялата уранова руда се превърне в уран-235, имаме 45 405 тона от нея. По отношение на разходите за енергия 1 тон уран-235 съответства на 2 000 000 тона бензин. Съответно превръщането на запасите от уран-235 в петролен еквивалент е 90,81 милиарда тона нефт. Много ли е или малко? Проучените петролни запаси на Земята днес са 200 милиарда тона. Запасите от уран са почти половината, почти 50%. И какви са перспективите? Технологията на производство на масло е доведена почти до съвършенство, технологията на преработката му е подобна. За да се увеличат петролните запаси, трябва или а) да продължим да търсим все повече и повече нови залежи, което при сегашните цени на въглеводородите се забавя вече две години; б) съгласете се, че петролът само ще поскъпва с годините, тъй като има все по-малко от него. Шистовият петрол, за който толкова много говорят болшевиките, меншевиките и други, не е интересен при сегашното ценово ниво, но рано или късно ще дойде моментът, в който запасите му ще трябва да бъдат използвани, и то не само в САЩ.

Но с урана - малко по-различна картина, много по-малко недвусмислена. Все още не сме разкрили каква ще бъде цената на 1 SWU за последните поколения центрофуги на Росатом - и вече видяхме как технологията за обогатяване може да увеличи запасите от уранови руди. Експлоатацията на BN-800 току-що започна, BN-1200 е все още само в чертежите, резултатите от проекта Proryv ще видим едва през 2020 г. Но нека, без излишна скромност (в крайна сметка, доколкото е възможно), констатираме един исторически факт: през цялото време на съществуване на ядрения проект не е имало грешки в развитието на технологиите от бившето Министерство на средното машиностроене, бившия Министерство на атомната енергия и сегашната Росатом. Някои недостатъци, недостатъци - да, имаше, но общата линия на развитие, нека си признаем, не се счупи нито веднъж.

Просто няма причини да не вярваме, че борбата на Росатом за затворен ядрен цикъл ще завърши с успех – според мен, разбира се. Смятате ли, че това твърдение е твърде смело? И нека се огледаме, за момент да си позволим да забравим, че основното постижение на човечеството е най-новият модел iPhone. Те не само вярват в надеждността на нашите технологии, но подписват договори за изграждане на атомни електроцентрали, не само "стари клиенти" - като Унгария, Иран и Финландия, Китай и Индия. За първи път атомни електроцентрали ще се появят в Египет, Виетнам, Беларус, Турция, Бангладеш, Индонезия - и това ще бъдат атомни електроцентрали руско производство. Така че не съм единственият, който вярва в нашите технологии, в тяхното прогресивно развитие. И не съм единственият, който е уверен, че със следващия скок в развитието на технологиите запасите от уран може да се окажат по-големи от запасите от въглеводороди ... И да не отхвърляме още един възможен запас от уран - нови находища. Има например страна, в която нивото на геоложки проучвания на територията все още не надвишава много 60% - Русия. Има страни, в които изобщо няма време за геоложки проучвания – например Афганистан, Еритрея.

Но разглеждането на перспективите на ядрената енергетика е отделна и много сериозна тема, която трябва да оставим за по-късно. И тази бележка е уводна бележка към Uranium Dungeons, в която искам да предложа да видим: какво беше, какво стана и как сме стигнали до такъв живот. И, разбира се, без истории за нови iPhone от могъщите САЩ, нещата също няма да станат. Имам ги и, както обикновено, не беше необходимо да измислям нищо.

Във връзка с

През последните няколко години темата за ядрената енергетика става все по-актуална. За производството на атомна енергия е обичайно да се използва материал като уран. Това е химичен елемент, принадлежащ към семейството на актинидите.

Химическата активност на този елемент определя факта, че той не се съдържа в свободна форма. За производството му се използват минерални образувания, наречени уранови руди. Те концентрират такова количество гориво, което ни позволява да считаме извличането на този химичен елемент за икономически рационално и изгодно. В момента в недрата на нашата планета съдържанието на този метал надвишава запасите от злато в 1000 пъти(см. ). Като цяло отлаганията на този химичен елемент в почвата, водата и скалите се оценяват на повече от 5 милиона тона.

В свободно състояние уранът е сиво-бял метал, който се характеризира с 3 алотропни модификации: ромбични кристални, тетрагонални и обемно центрирани кубични решетки. Точката на кипене на този химичен елемент е 4200°C.

Уранът е химически активен материал. Във въздуха този елемент бавно се окислява, лесно се разтваря в киселини, реагира с вода, но не взаимодейства с алкали.

Урановите руди в Русия обикновено се класифицират по различни критерии. Най-често те се различават по отношение на образованието. Да, има ендогенни, екзогенни и метаморфогенни руди. В първия случай те са минерални образувания, образувани под въздействието на високи температури, влажност и пегматитни стопилки. Екзогенни уранови минерални образувания се срещат в повърхностни условия. Те могат да се образуват директно на повърхността на земята. Това се дължи на циркулацията на подземните води и натрупването на валежи. Метаморфогенните минерални образувания се появяват в резултат на преразпределението на първоначално разположения уран.

Според нивото на съдържание на уран тези природни образувания могат да бъдат:

• супербогат (над 0,3%);
• богати (от 0,1 до 0,3%);
• обикновени (от 0,05 до 0,1%);
• лошо (от 0,03 до 0,05%);
• задбалансови (от 0,01 до 0,03%).

Съвременни приложения на урана

Днес уранът се използва най-често като гориво за ракетни двигатели и ядрени реактори. Като се имат предвид свойствата на този материал, той също е предназначен да увеличи мощността на ядрено оръжие. Този химичен елемент е намерил приложение и в живописта. Той се използва активно като жълти, зелени, кафяви и черни пигменти. Уранът се използва и за направата на сърцевини за бронебойни снаряди.

Добив на уранова руда в Русия: какво е необходимо за това?

Добивът на радиоактивни руди се извършва по три основни технологии. Ако находищата на руда са концентрирани възможно най-близо до повърхността на земята, тогава е обичайно да се използва отворена технология за тяхното извличане. Той включва използването на булдозери и багери, които копаят големи дупки и товарят получените минерали в самосвали. След това отива в преработвателния комплекс.

При дълбоко поява на това минерално образувание е обичайно да се използва подземна минна технология, която предвижда създаването на мина с дълбочина до 2 километра. Третата технология се различава значително от предишните. Извличането на място за разработване на уранови находища включва пробиване на кладенци, през които сярна киселина се изпомпва в находищата. След това се пробива друг кладенец, който е необходим за изпомпване на получения разтвор на повърхността на земята. След това преминава през процес на сорбция, който позволява събирането на соли на този метал върху специална смола. Последният етап от SPV технологията е цикличната обработка на смолата със сярна киселина. Благодарение на тази технология концентрацията на този метал става максимална.

Залежи на уранови руди в Русия

Русия се смята за един от световните лидери в добива на уранови руди. През последните няколко десетилетия Русия неизменно е в топ 7 на водещите страни по този показател.

Най-големите находища на тези природни минерални образувания са:

Най-големите залежи за добив на уран в света - водещи страни

Австралия се счита за световен лидер в добива на уран. Повече от 30% от всички световни резерви са концентрирани в това състояние. Най-големите австралийски находища са Olympic Dam, Beaverley, Ranger и Honeymoon.

Основният конкурент на Австралия е Казахстан, който съдържа почти 12% от световните запаси от гориво. Канада и Южна Африка съдържат по 11% от световните запаси на уран, Намибия - 8%, Бразилия - 7%. Русия затваря седемте с 5%. Класацията включва също държави като Намибия, Украйна и Китай.

Най-големите находища на уран в света са:

Запаси и обеми на производство на уранова руда в Русия

Проучените запаси от уран у нас се оценяват на над 400 000 тона. В същото време индикаторът за прогнозирани ресурси е повече от 830 хиляди тона. Към 2017 г. в Русия работят 16 находища на уран. Освен това 15 от тях са съсредоточени в Забайкалия. Стрелцовското рудно поле се счита за основното находище на уранова руда. В повечето местни находища добивът се извършва по минния метод.

• Уран е открит през 18 век. През 1789 г. немският учен Мартин Клапрот успява да произведе металоподобен уран от руда. Интересното е, че този учен е и откривател на титан и цирконий.
• Съединенията на урана се използват активно в областта на фотографията. Този елемент се използва за оцветяване на позитиви и подобряване на негативи.
• Основната разлика между урана и другите химични елементи е естествената радиоактивност. Атомите на урана са склонни да се променят независимо с течение на времето. В същото време те излъчват невидими за човешкото око лъчи. Тези лъчи са разделени на 3 вида - гама, бета, алфа лъчение (виж).