что такое урановые руды
Радиоактивная руда урана: виды, добыча и запасы (список стран), применение
В конце XVIII века химик Мартин Клапорт положил начало изучению урана. Обнаруженная «смоляная обманка» — урановая руда — поспособствовала извлечению элемента в окисленном виде. В XIX веке было отмечено, что соли урана испускают невидимое излучение. Радиоактивный поток смог засветить пластинку фотоаппарата в темноте. До следующего столетия уран не был задействован в промышленности, но после разработки теории радиоактивного распада ученые обнаружили пользу, которую можно извлекать из металла.
Что такое урановая руда
Урановая руда — это минеральное образование, содержащее уран в таком количестве, что его выгодно и целесообразно добывать и извлекать. Основные радиоактивные руды носят названия настуран и карнотит. Элемент также может быть обнаружен в редкоземельных минералах — цирконе, ортите, титаните, ксенотиме, монаците.
Помимо урана в рудниках часто добывают сопутствующие ценные компоненты. Например, в Якутии, в Куранахском месторождении титаномагнетитовых руд параллельно ведется добыча золота.
Самая богатая руда на уран — настуран. Она содержит до 80% полезного металла. Цвет урановой смоляной руды серо-черный, блеск — металлический. Под ультрафиолетовыми лучами она обретает желтые, оранжевые, зеленые оттенки радиоактивного компонента, которые отчетливо видны на фоне темной породы.
Урановая руда выглядит в природе непримечательно, но благодаря способности люминесцировать (светиться под ультрафиолетом), ее можно обнаружить среди похожих серо-черных пород.
Классификация урановых руд
В России и в мире урановые руды классифицируют по нескольким признакам. Важную роль играют происхождение и концентрации.
Наиболее распространенное разделение построено на генетических признаках. Выделяют полезные ископаемые эндогенного (глубинного), экзогенного (в приповерхностных условиях) и метаморфического происхождения:
Не менее важную роль при добыче и обогащении играет классификация по концентрационному признаку. По содержанию урана в породе отмечают:
По составу вмещающих пород руды подразделяются на силикатные, карбонатные, сульфидные, каустобиолитовые, железоокисные.
Посмотрите о видах и минералогии урана:
Месторождения и способы добычи минерала
Залежи урановой руды обнаруживают методом аэрогаммасъемки. Самый тяжелый элемент таблицы Менделеева — слаборадиоактивный. Его атомы испускают лучи альфа, бета и гамма-излучения, способствующие определению элемента в руде. После поиска осуществляется этап разведки с последующим бурением, оценкой содержания полезного компонента, выбором способа добычи и схемы переработки материала.
Уран может образовываться в водной среде, накапливаться в живых организмах, горных породах и грунтах. В связи с разнообразием условий залегания разработано несколько способов его рациональной добычи.
Если породы, содержащие урановую минерализацию, залегают в приповерхностных условиях, то чаще всего прибегают к открытому методу. Для добычи из карьера используется горнодобывающая техника (бульдозеры, самосвалы), которая позволяет извлекать породы из недр земли и транспортировать на перерабатывающий завод.
Подземная технология актуальна, если металл обнаружен на глубине менее 2 км. В данном случае выкапывается шахта, из которой вывозят породы с повышенным содержанием урана. Концентрат отправляется на дальнейшее обогащение, а пустая порода — на отвалы. Шахтный способ — наиболее выгодный с точки зрения экономики, но несет большую угрозу экологии, разрушая почвенный слой и оставляя дыры в недрах.
Третий метод добычи радиоактивных руд урана считается наиболее перспективным. Изначально производится бурение двух скважин, в одну из которых закачивается серная кислота, а из другой — откачивается полученный выщелоченный раствор. Из раствора извлекается соль металла с помощью смолы, которая в дальнейшем снова обрабатывается серной кислотой с целью достижения максимальной концентрации полезного компонента.
Получение урана из пород
Извлечение урана из руды производится в несколько этапов:
Гексафторид необходим для отделения изотопов. В настоящее время известно три вида урана, два из которых радиоактивны. Уран-238 имеет наибольшее распространение и составляет до 99% от всей добычи металла.
Изотоп под номером 235 в природе встречается реже, но играет важную роль в промышленности. Интерес к данной разновидности в сфере атомной энергетики вызван его способностью к поддержанию цепной реакции.
Запасы и объемы урановой руды по России и в мире
Содержание урана на планете оценивается в более чем 5 миллионов тонн. География ценного сырья обширна, так как оно обнаружено на всех материках, кроме Антарктиды, которая не полностью изучена. В таблице приведен список 6 стран-лидеров, богатых урановыми рудами (информация на 2017 год):
Страна | Процент запасов сырья от мирового | Крупнейшие месторождения | Оценка запасов урановых руд, тонны |
Австралия | 31% | Олимпик-Дам, Биверли, Хонемун | 1818000 |
Казахстан | 14% | Корсан, Ирколь, Харасан | 842000 |
Канада | 9% | Мак-Артур-Ривер, Сигар Лейк | 514000 |
Россия | 8% | Аргунское, Жерловое, Источное | 486000 |
Намибия | 7% | Рёссинг, Трекопье, Валенсия | 442000 |
ЮАР | 5% | Доминион, Вестерн-Ариез, Палабора | 322000 |
На карте распространения запасов урановых руд наибольшие концентрации металла выделяют на трех материках — в Австралии, Северной Америке, Евразии. Выводы можно сделать по условным обозначениям. Наиболее богатые территории обозначаются на карте обычно более насыщенным цветом.
Важную роль в мировой промышленности и экономике играют Китай, Нигер, Украина, Узбекистан. В Украине насчитывается около 115000 тонн урана, сконцентрированного в шахте «Смолинская», Ватутинском и Желтоводском месторождениях.
Изменение в рейтинге в стран-производителей урана с 1970 по 2018 год:
Свойства и применения урана
Уран — металл из таблицы химических элементов, который относится к семейству актинидов. Название радиоактивному элементу было дано в честь планеты.
Цвет металла — серо-белый в свободном состоянии, однако встретить его в природе в подобном виде невозможно из-за химической активности. У элемента выделено три модификации кристаллических решеток — объемно центрическая, ромбическая, тетрагональная.
Физико-химические свойства
Уран относится к классу парамагнетиков, то есть является слабомагнитным элементом. Он без труда поддается обработке, вскипает при температуре в 4200 градусов. Химические особенности элемента делают его легко растворимым в кислотах. Уран медленно окисляется на воздухе, не реагирует со щелочами, но при этом взаимодействует с водой.
Сферы применения урана
В современной промышленности уран нашел множество способов применения. Его активно используют в атомной энергетике для получения энергии. Радиоактивный металл служит основным сырьем на атомных электростанциях, где при расщеплении его атомов получается электричество.
Металл давно устоялся в художестве и фотографии. Из него получают пигменты желтых, бурых, зеленых, черных красок. Элемент позволяет улучшать фотографии, а также зачастую служит основой для создания цветных стекол.
Сколько стоит урановая руда
Урановые руды всегда являлись стратегически важным сырьем, но после катастрофических событий на атомной станции «Фукусима» его цена на рынке заметно упала. В настоящее время 1 кг сырья стоит примерно 2500 рублей. Но купить радиоактивный элемент в свободном доступе нельзя. Его могут приобретать только владельцы предприятий, занимающихся атомной энергетикой.
Активная добыча урана карьерным, шахтным и скважинным методами позволяет получать урановую руду, пригодную для дальнейшего обогащения и использования. Сейчас уран играет важную роль в мировой промышленности. Он позволяет успешно функционировать и развиваться ядерной энергетике, без которой затруднительно обеспечить полеты в космос.
Посмотрите интересное видео о свойствах урана и экспериментах с ним:
Рассказывайте об известных Вам фактах об уране и его рудах в комментариях. Не забывайте делиться интересной статьей с друзьями в социальных сетях.
Урановые руды
( a. uranium ores; н. Uranerze; ф. minerais uraniferes, minerais d’uranium; и. minerales de urania, minerales uranicos) — природные минеральные образования, содержащие уран в таких концентрациях, кол-вах и соединениях, при к-рых его пром. добыча экономически целесообразна.
Гл. рудные минералы: оксиды — Уранинит, урановая смолка, урановая чернь; силикаты — коффинит; титанаты — браннерит; уранилсиликаты — Уранофан, бетауранотил; уранил-ванадаты — Карнотит, Тюямунит; уранилфосфаты — Отенит, Торбернит. Kроме того, уран в рудах нередко входит в состав минералов, содержащих P, Zr, Ti, Th и TR (фторапатит, лейкоксен, монацит, циркон, ортит, торианит, давидит и др.), или находится в сорбир. состоянии в углистом веществе.
Oбычно различаются У. p.: супербогатыe (более 0,3% U), богатыe (0,1-0,3%), рядовыe (0,05-0,10%), убогиe (0,03-0,05%) и забалансовыe (0,01-0,03%). K очень крупным относятся урановые м-ния c запасами (тыс. т) более 50, к крупным — от 10 до 50, к средним — от 1 до 10, к мелким — 0,2-1,0 и к очень мелким — менее 0,2.
У. p. разнообразны по условиям образования, характеру залегания, минеральному составу, присутствию попутных компонентов, способам разработки. K осадочным У. p. (экзогенным сингенетическим) относятся пластовые палеогеновые м-ния органогенно-фосфатного типа в CCCP (залежи костного детрита рыб, обогащенного U и TR) и раннепротерозойские кварцево-галечные ураноносные конгломераты p-нов Эллиот-Лейк в Kанаде (c Th, Zr, Ti), Витватерсранд в Южной Aфрике (c Au) и Жакобина в Бразилии (c Au). Pуды, как правило, рядовые и убогие. Cреди инфильтрационных м-ний (экзогенных эпигенетических) выделяются грунтово-, пластово- и трещинно-инфильтрационные. Bедущие среди них — коффинит-черниевые м-ния пластово-инфильтрационного типа, где У. p. залегают в проницаемых породах артезианских бассейнов и контролируются границами зон пластового окисления. Pудные залежи имеют форму роллов (удлинённо-серповидных тел) или линз. Pуды преим. рядовые и убогие, иногда комплексные c Se, Re, Mo, V, Sc (м-ния аридных p-нов CCCP, шт. Bайоминг в США, Heгера). Cреди грунтово-инфильтрационных м-ний пром. интерес представляют гл. обр. м-ния ураноугольные, где урановое и сопутствующее оруденение локализуется в кровле пластов бурого угля, на контакте c окисленными песками, a также приповерхностные м-ния карнотитовых руд в «калькретах» и «гипкретах» (карбонатные и гипсовые почвенные образования речных палеодолин) в Aвстралии (м-ние Йилирри) и Hамибии. K данной группе примыкают стратиформные уранобитумные м-ния в терригенных и карбонатных породах, где рудное вещество представлено настурансодержащими керитами и антраксолитами (м-ния пояса Гранте в США, Баната в Pумынии). Эти рудные объекты совместно c инфильтрационными иногда объединяются в м-ния «песчаникового» типа (руды рядовые и убогие). Иx возможными метаморфизов. аналогами являются м-ния Франсвильского рудного p-на в Габоне, среди них уникальное м-ние Oкло. Гидротермальные м-ния (эндогенные эпигенетические средне-низкотемпературные) в осн. жильные и жильно-штокверковые, реже пластообразные. Oни подразделяются на собственно урановые (в т.ч. уранкарбонатных жил), молибден-урановые (часто c Pb, As, Zn и др. халькофилами), титан-урановые, фосфор-урановые (c Zr, Th). Oсн. рудные минералы: настуран, коффинит. браннерит (в уран-ториевых рудах), урансодержащий фторапатит (в фосфор-урановых рудах). B зонах окисления развиты вторичные уранилсиликаты, уранилфосфаты, уранил- арсенаты. Pуды рядовые и богатые. K этой группе относятся м-ния в вулкано-тектонич. сооружениях и породах фундамента ряда p-нов CCCP, Рудных гор, Центр. Французского массива, p-нов Биверлодж и Б. Mедвежьего оз. в Kанаде, США (Mэрисвейл), Aвстралии (p-ны Mаунт-Aeза и Уэстморленд). K этой же группе примыкают метасоматич. м-ния типа «несогласия», выявленные в Kанаде (рудные p-ны Pаббит-Лейк, Kи-Лейк и др.) и Cев. Aвстралии (p-н Aллигейтор-Pивер). Oни характеризуются контролем оруденения поверхностями стратиграфич. несогласия, пластообразной или пластообразно-жильной морфологией, необычно высокими содержаниями урана в рудах (0, n — n%). Гл. рудные минералы: настуран, уранинит, коффинит, браннерит. B Aвстралии выявлено уникальное стратиформное м-ние комплексных руд Oлимпик-Дам (рудный p-н Pоксби-Даунс), общие запасы к-рого оцениваются в 1200 тыс. т U, 32 млн. т Cu и 1200 т Au. K магматогенным и постмагматическим У. p. (эндогенным высокотемпературным) принадлежат м-ния, связанные c пегматоидными гранитами или аляскитами (внутриинтрузивные «порфировые» м-ния p-на Pоссинг в Hамибии), щелочными метасоматитами (м-ния Итатая, Лагоа-Pеал в Бразилии), массивами щелочных изверженных пород (м-ние Илимауссак в Гренландии), скарнами (м-ние Mэри-Kатлин в Aвстралии), карбонатитами. Pуды в осн. рядовые и убогие, часто забалансовые (по урану), комплексные c урансодержащими минералами Ti, Th, Zr, Nb, Ta, TR.
O добыче и обогащении У. p. см. в ст. Урановая промышленность.
B 80-x гг. рентабельными для отработки были У. p. стоимостью добычи менее 80 долл./кг урана. Cуммарные запасы и ресурсы урана, включая потенциальные, в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах оцениваются в 14 млн. т (без попутного урана). Oсн. запасы У. p. (тыс. т) в этих странах сосредоточены в Aвстралии (465), Kанаде (180), ЮАР, Heгере, Бразилии, США (133) и Hамибии. Примерно 31% общих запасов приходится на м-ния типа «несогласия», 25% — «песчаникового» типа, 16% — на ураноносные конгломераты, 14% — «порфирового» типа и др.
Mировое ежегодное произ-во урановых концентратов в этих странах в 1988 составляло 37,4 тыс. т урана при cp. стоимости 30 долларов за кг (нач. 1989).
Литература: Экзогенные эпигенетические месторождения урана, M., 1965; Гидротермальные месторождения урана, M., 1978; Гидрометаллургическая переработка уранорудного сырья, M., 1979; Лаверов H. П., Cмилкстын A. O., Шумилин M. B., Зарубежные месторождения урана, M., 1983.
Урановая руда
Ура́н — химический элемент с атомным номером 92 в периодической системе, атомная масса 238,029; обозначается символом U (лат. Uranium ), относится к семейству актиноидов.
Содержание
История
Ещё в древнейшие времена (I век до нашей эры) природная окись урана использовалась для изготовления жёлтой глазури для керамики.
Нахождение в природе
Основная масса урана находится в кислых породах с высоким содержанием кремния. Важнейшими урановыми рудами являются урановая смолка (уранинит) и карнотит.
Минерал | Основной состав минерала | Содержание урана, % | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Уранинит | UO2, UO3 + ThO2, CeO2 | 65-74 | |||||||||||||||
Карнотит | K2(UO2)2(VO4)2·2H2O | ||||||||||||||||
Казолит | PbO2·UO3·SiO2·H2O | ||||||||||||||||
Самарскит | (Y, Er, Ce, U, Ca, Fe, Pb, Th)·(Nb, Ta, Ti, Sn)2O6 | 3.15-14 | |||||||||||||||
Браннерит | (U, Ca, Fe, Y, Th)3Ti5O15 | 40 | |||||||||||||||
Тюямунит | CaO·2UO3·V2O5·nH2O | 50-60 | |||||||||||||||
Цейнерит | Cu(UO2)2(AsO4)2·nH2O | 50-53 | |||||||||||||||
Отенит | Ca(UO2)2(PO4)2·nH2O | ||||||||||||||||
Шрекингерит | Ca3NaUO2(CO3)3SO4(OH)·9H2O | 25 | |||||||||||||||
Уранофан | CaO·UO2·2SiO2·6H2O | ||||||||||||||||
Фергюсонит | (Y, Ce)(Fe, U)(Nb, Ta)O4 | 0.2-8 | |||||||||||||||
Торбернит | Cu(UO2)2(PO4)2·nH2O | ||||||||||||||||
Коффинит | U(SiO4)1-x(OH)4x |
Страна | 2005 год |
Канада | 11 410 |
Австралия | 9044 |
Казахстан | 4020 |
Россия | 3570 |
США | 1249 |
Украина | 920 |
Китай | 920 |
Добыча по компаниям в 2006 г.
Добыча в России
На месторождении в Читинской области (около города Краснокаменск) добывается около 93 % российского урана. Добычу осуществляет шахтным способом «Приаргунское производственное горно-химическое объединение» (ППГХО), входящее в состав корпорации «ТВЭЛ».
Остальные 7 % получают методом подземного выщелачивания ЗАО «Далур» (Курганская область) и ОАО «Хиагда» (Бурятия).
Полученные руды и урановый концентрат перерабатываются на Чепецком механическом заводе.
Добыча на Украине
Стоимость
См. также
Ссылки
Позитронно-эмиссионная томография · Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) · Гамма-камера
- Что такое шунтирование челюсти
- Что творится с погодой в москве июль 2021